использование топографии створа для устройства клиновой ("токтогульской") разрезки сооружения на секции;
армирование тела плотины.
Рекомендуется рассматривать возможность применения обжатия зоны напорной грани предварительно напряженными анкерами.
10.6 Для снижения фильтрационного противодавления в основании гравитационных плотин должно предусматриваться устройство дренажа основания.
10.7 В тех случаях, когда основание плотины сложено грунтами со средним коэффициентом фильтрации м/сут, в составе подземного контура плотины должны предусматриваться противофильтрационные устройства (цементационная завеса, понур) и дренаж. При этом расстояние от напорной грани плотины до оси цементационной завесы должно быть, как правило, (0,10-0,25)b (где b - ширина подошвы плотины), если подземный контур плотины состоит только из цементационной завесы и дренажа.
Расстояние между дренажными и цементационными скважинами должно быть больше радиуса цементации и не менее 4 м.
 | |
| 1978 × 2809 пикс. Открыть в новом окне | |
С целью улучшения напряженного состояния приконтактной зоны плотины и основания рекомендуется рассматривать целесообразность устройства выносной цементационной завесы, короткого бетонного понура. Сопряжение понура с напорной гранью плотины следует осуществлять в соответствии с 9.33.
В тех случаях, когда грунты, слагающие основание плотины, водонепроницаемы или слабоводопроницаемы ( м/сут), рекомендуется рассмотреть целесообразность отказа от цементационной завесы. Решение об отказе от устройства цементационной завесы и, в таком случае, месте размещения дренажа основания должно обосновываться фильтрационными исследованиями.
Таблица 9
Относительная ширина створа | Высота плотины, м | Схема сопряжения бьефов |
| До 40 | Донный гидравлический прыжокНезатопленный поверхностный прыжок* | |
| Св. 40 | Отброс струй носками-трамплинами | |
| Любая | Донный гидравлический прыжок | |
| * Сопряжение бьефов с помощью незатопленного поверхностного прыжка для плотин высотой более 40 м допускается при гидравлическом обосновании | ||
10.8 Глубину заделки крупных разрывных нарушений в скальном основании следует определять по результатам расчетов напряженного состояния плотины совместно с неоднородным основанием из условия обеспечения прочности и устойчивости гравитационной бетонной плотины.
10.9 Проектирование гравитационных плотин на основаниях из полускальных грунтов выполняется так же, как плотин на основании из скальных грунтов; в расчетах таких плотин должны использоваться соответствующие характеристики полускальных грунтов.
10.10 Основные схемы сопряжения бьефов водосбросных гравитационных плотин всех классов в зависимости от высоты сооружения и ширины створа принимаются по таблице 9.
10.11 Конструктивное оформление водосбросов в виде поверхностных (водосливов) или глубинных должно приниматься с учетом способа сопряжения бьефов и в зависимости от условий пропуска расходов воды, а также льда и плавающих тел. Способ сопряжения бьефов за водосбросными гравитационными плотинами: отбросом струи носками-трамплинами, донным или поверхностным гидравлическим прыжком принимается в зависимости от высоты сооружения, ширины створа, общего и удельного сбросного расхода, диапазона колебаний уровня нижнего бьефа, компоновки гидроузла и размеров русловой или приплотинной гидроэлектростанции, судоходных или других сооружений, характеристик грунтов дна и берегов в русле нижнего бьефа.
10.12 При сопряжении бьефов донным гидравлическим прыжком в качестве гасителей энергии надлежит принимать водобойные колодцы, водобойные стенки, при необходимости в сочетании с установленными на водобое гасителями. При скорости потока в сжатом сечении более 25-30 м/с следует предусматривать аэрацию придонной зоны потока и покрытие дна водобойного колодца бетонами с повышенной кавитационной стойкостью.
При проектировании креплений русел в нижнем бьефе необходимо учитывать возможность неравномерных деформаций оснований при промерзании, криогенном пучении и оттаивании полускальных пород.
Для уменьшения толщины водобоя следует предусматривать:
анкерное крепление плит к основанию - независимо от высоты плотины;
устройство в плитах дренажных колодцев в плотинах высотой до 25 м, а при гидравлическом обосновании - в плотинах высотой до 40 м с учетом 9.16 и 9.43;
придание водобойной плите цилиндрической формы с распором ее в боковые стенки-устои (для узких ущелий).
Расчеты плотин на прочность и устойчивость
10.13 Расчеты плотины и ее элементов на прочность, устойчивость и трещиностойкость, а также ее железобетонных конструкций на раскрытие трещин надлежит выполнять согласно требованиям СП 41.13330, СП 23.13330, раздела 8 и указаниям настоящего раздела.
10.14 Расчеты гравитационных плотин разрезной конструкции, имеющих плоские постоянные поперечные швы, на прочность и устойчивость следует производить по схеме объемной задачи теории упругости для отдельно взятой секции. Напряженное состояние плотины следует определять для каждого вида секций (глухих, водосливных, станционных) с учетом специфики их возведения и статической работы.
Основной схемой расчета неразрезных гравитационных плотин на прочность и устойчивость является все сооружение в целом совместно с основанием и береговыми примыканиями. Расчеты выполняются методами теории упругости в рамках пространственной задачи.
10.15 Расчеты общей прочности бетонных гравитационных плотин выполняются на полный состав нагрузок и воздействий основных и особых сочетаний в соответствии с 7.2-7.4.
При этом:
в качестве температурных воздействий рассматриваются изменения температурного состояния сооружения, определенные с учетом начального и проектного эксплуатационного температурного состояния основания, режима твердения бетона, температуры замыкания строительных швов, остывания бетонной кладки до проектного эксплуатационного состояния плотины, сезонных колебаний температуры наружного воздуха и воды в водохранилище, наличия эксплуатационного подогрева или охлаждения сооружения, а также, в случае нарушения эксплуатационного подогрева или охлаждения сооружения, перехода температурного режима сооружения от проектного к естественному;
силовое воздействие фильтрующейся воды в теле плотины и основании принимается в виде объемных и поверхностных сил согласно 7.13;
сейсмические воздействия определяются согласно указаниям СП 14.13330; при этом для плотин I и II классов расчет выполняется на два уровня сейсмических воздействий: ПЗ и МРЗ, а для плотин III и IV классов - только на ПЗ.
При специальном обосновании в полный состав нагрузок и воздействий эксплуатационного периода для основного сочетания допускается включать воздействия набухания бетона верховой грани плотины.
10.16 Расчеты общей прочности бетонных гравитационных плотин выполняются в два этапа.
На первом этапе в расчеты включаются следующие нагрузки и воздействия при основном их сочетании:
собственный вес сооружения;
давление воды на верховую и низовую грани плотины при НПУ верхнего бьефа и минимальном уровне нижнего бьефа при полностью работоспособных дренажных и противофильтрационных устройствах;
гидродинамическое давление на подошву плотины.
В этих расчетах принимается, что коэффициент =0.
Задача расчетов первого этапа - определение профиля плотины, отвечающего условиям общей прочности: во всех точках тела плотин всех видов:
, (11)
где , и - коэффициенты, определяемые в соответствии с 8.11;
- максимальное главное сжимающие напряжение, МПа;
- расчетное сопротивление бетона сжатию, МПа.
Полученный при этом профиль плотины (ее объем) не может быть сокращен в результате расчетов второго этапа (без специального технико-экономического обоснования).
На втором этапе расчетов профиль плотины, определенный по расчетам первого этапа, проверяется на общую прочность при расчете сооружения на полный состав нагрузок и воздействий в соответствии с указаниями 8.4-8.19 и 10.16-10.20. По результатам этих расчетов профиль плотины первого этапа может быть откорректирован, в том числе и за счет увеличения объема сооружения.
10.17 Расчеты общей прочности плотин на полный состав нагрузок и воздействий производятся:
а) для начального периода эксплуатации построенного сооружения, когда его остывание до среднемноголетних эксплуатационных температур еще не произошло;
б) для установившегося периода эксплуатации сооружения, когда оно полностью остыло до среднемноголетних температур.
Проверка условий общей прочности плотины в обоих случаях выполняется, как правило, для февраля и августа.
10.18 Условие прочности и долговечности гравитационных плотин, рассчитываемых на основное сочетание нагрузок и воздействий эксплуатационного периода, принимается достаточным, если на верховой (напорной) грани плотин обеспечиваются близкие по величине к нулю напряжения сжатия.
Это условие должно соблюдаться как при расчетах плотин на сокращенный, так и полный состав нагрузок и воздействий.