12.9 При проектировании сопряжения плотины с основанием в случае возникновения растягивающих напряжений на контакте плотины с основанием в зоне верховой грани следует предусматривать:
наклон нижнего участка верховой грани путем смещения в нижний бьеф нижележащих горизонтальных сечений относительно вышележащих с целью компенсации растягивающих напряжений действием веса бетонной кладки;
устройство шва-надреза.
Следует также рассматривать целесообразность устройства в основании перед плотиной вертикальной прорези (щели) глубиной (5-10)% от высоты плотины.
12.10 Водосбросные устройства арочных и арочно-гравитационных плотин следует проектировать с учетом соответствующих требований разделов 6, 8 и 10.
Расчеты плотин на прочность и устойчивость
12.11 Расчеты арочных и арочно-гравитационных плотин следует производить в соответствии с требованиями разделов 7 и 8 и указаниями настоящего раздела.
12.12 Расчет напряженно-деформированного состояния арочных и арочно-гравитационных плотин следует производить с учетом последовательности возведения плотины, омоноличивания швов и наполнения водохранилища.
Расчеты плотин III и IV классов, а также предварительные расчеты плотин всех классов допускается выполнять упрощенными методами.
12.13 При расчете арочных и арочно-гравитационных плотин с учетом раскрытия строительных швов и трещин оценка прочности сооружения производится по прочности бетона сжатой зоны.
Оценку прочности следует выполнять с учетом повышения расчетного сопротивления бетона при всестороннем сжатии в соответствии с СП 41.13330.
12.14 Расчеты прочности и устойчивости плотин на сейсмические воздействия следует производить в соответствии с 10.15-10.17 для наиболее неблагоприятного направления этих воздействий, а при расчете по динамической теории сейсмостойкости - с учетом трех (при решении пространственных задач).
Расчеты прочности следует выполнять с учетом раскрытия строительных швов и трещин для различных уровней верхнего бьефа.
12.15 Для арочных и арочно-гравитационных плотин следует выполнять расчеты устойчивости береговых скальных упоров.
Для плотин в широких створах (при ) дополнительно надлежит выполнять расчет общей устойчивости плотины совместно со скальным основанием. Во всех случаях следует выполнять расчет местной прочности (устойчивости) в основании плотины.
12.16 При расчете устойчивости береговых упоров и напряженно-деформированного состояния основания плотин учитываются следующие нагрузки и воздействия: усилия, передающиеся от плотины, собственный вес скального блока, фильтрационные и сейсмические воздействия.
12.17 Расчет устойчивости береговых упоров должен производиться, исходя из анализа предельного состояния отдельных скальных блоков, выделяемых с учетом инженерно-геологических, геокриологических и топографических условий. Устойчивость берегового упора определяется по результатам расчета наименее устойчивого скального блока.
12.18 При расчетах прочности и устойчивости арочных и арочно-гравитационных плотин, кроме коэффициентов условий работы , приведенных в таблице 6, следует учитывать коэффициенты условий работы , приведенные в таблице 11.
12.19 При расчете плотины следует учитывать влияние на ее несущую способность водоприемных и водосбросных сооружений, расположенных в теле плотин.
При расчете арочной и арочно-гравитационной плотины на общую прочность без учета особенностей работы отдельных элементов (быки, гребень, водосливы, элементы водоприемника, напорные трубопроводы и др.) указанные элементы необходимо рассчитывать на местную прочность.
12.20 Расчеты напряженно-деформированного состояния и местной прочности основания арочных и арочно-гравитационных плотин следует производить в соответствии с СП 23.13330. При этом учитывается возможность образования областей пластических деформаций в береговых примыканиях плотины. Если условия прочности для поверхностей ослабления скального массива не выполняются, следует предусматривать мероприятия согласно 12.6.
При наличии достоверных данных рекомендуется учитывать в расчетах напряженного состояния и оценке прочности основания естественное (бытовое) поле напряжений.
Таблица 11 - Значения коэффициента условий работы арочных и арочно-гравитационных плотин
Виды расчетов | Коэффициент условий работы |
| 1 Расчеты общей прочности арочных и арочно-гравитационных плотин: | |
| по растяжению | |
| по сжатию | |
| 2 Расчеты устойчивости береговых упоров плотин при учете нагрузок основного и особого сочетания без сейсмических воздействий | |
| 3 Расчеты общей устойчивости плотин в широких створах при учете нагрузок основного и особого сочетания без сейсмических воздействий | |
| 4 Расчеты устойчивости береговых упоров и общей устойчивости плотин при учете сейсмических воздействий | |
| Примечание - При наличии нескольких факторов, действующих одновременно, в расчет вводится произведение соответствующих коэффициентов условий работы (например, при расчетах общей устойчивости плотин в широких створах с учетом сейсмических воздействий . | |
13 Обеспечение безопасности плотин
13.1 Для обеспечения безопасности плотин необходимо предусматривать комплекс инженерно-технических и организационных мероприятий, в том числе:
установление в проекте критериев безопасности в виде критериальных значений диагностических показателей состояния сооружения, характеризующих его безопасность: перемещения, деформации, напряжения, фильтрационные расходы, пьезометрические напоры фильтрационных вод и др.;
оснащение гидротехнических сооружений техническими средствами, обеспечивающими контроль их состояния; организация и проведение натурных наблюдений за состоянием сооружений;
проведение регулярных обследований сооружений.
Натурные наблюдения
13.2 В проектах бетонных и железобетонных плотин I, II и III классов, в их основании и береговых примыканиях необходимо предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) для проведения натурных наблюдений за состоянием сооружений, их оснований и береговых примыканий как в период строительства, так и в процессе эксплуатации, с применением, как правило, автоматизированной системы опроса контрольно-измерительной аппаратуры (АСО КИА).
Для плотин IV класса установку КИА следует обосновать.
Визуальные наблюдения проводятся на каждой плотине, независимо от класса сооружения.
13.3 Натурные наблюдения на бетонных и железобетонных плотинах следует проводить по программе, разработанной при проектировании и уточняемой в процессе строительства, временной и постоянной эксплуатации сооружения. Программа натурных наблюдений должна содержать состав и объем натурных наблюдений и исследований, системы размещения КИА, методику сбора и обработки данных измерений, способы их анализа для диагностирования состояния сооружения на различных этапах его строительства и эксплуатации.
13.4 В процессе строительства основными целями натурных наблюдений должны быть:
оценка технологии возведения бетонных массивов (трещиностойкость бетона, температурный режим, соблюдение проектного графика бетонных работ);
качество омоноличивания профиля плотины;
соответствие используемых составов бетона проектным.
По результатам наблюдений строительного периода должны корректироваться технологические мероприятия, выявляться дефектные зоны (плохо проработанный бетон, некачественная цементация межстолбчатых швов, температурное трещинообразование).
13.5 Натурными наблюдениями в период наполнения водохранилища должно устанавливаться:
водопроницаемость бетона напорной грани (выявляются очаги фильтрации и дефектные зоны бетона);
закономерности формирования напряженно-деформированного состояния плотины на каждом этапе подъема уровня верхнего бьефа.
13.6 При постоянной эксплуатации сооружения по данным натурных сооружений необходимо:
определить фактическую схему статической работы системы плотина-основание и ее отличие от расчетной схемы по проекту;
уточнить состав диагностических параметров, используемых для оценки безопасной работы плотины;
разработать критериальные значения диагностических показателей надежной эксплуатации.
13.7 Состав контролируемых на объекте параметров должен позволять оценивать прочность, устойчивость и водонепроницаемость плотины, а также действующие на сооружение нагрузки и воздействия.
В общем случае при осуществлении контрольных натурных наблюдений за работой бетонных плотин в состав наблюдаемых параметров должны входить:
уровень воды в верхнем и нижнем бьефах;
уровень наносов в водохранилище и физико-механические характеристики наносов;