Расчет труда и земляных плотин
Цель работы.
В процессе выполнения работы необходимо научиться:
1. Знать характеристику плотин и какого типа плотины устраивают при строительстве прудов.
2. Знать характеристику копаных прудов.
3. Уметь выполнять водохозяйственный расчет пруда.
4. Уметь выполнять расчет водосбросных сооружений на плотинных прудах.
5. Уметь вычерчивать продольный и поперечный профиль плотин и рассчитывать их параметры.
Общие понятия
Пруды являются очень распространенными источниками обводнения. Они бывают плотинные и копаные. Плотинные (напорные) пруды создаются путем задержания поверхностного стока, главным образом, стока весенних талых вод в балках или подпором воды в естественных водотоках (реках, ручьях). Копаные пруды (копани) создаются искусственной выемкой грунта.
Наиболее распространены плотинные пруды, создаваемые устройством плотины поперек балки или русла реки. Наибольшее распространение получили земляные плотины.
Пруды с плотинами строятся с целью орошения участков водами местного стока, а также на другие хозяйственные нужды.
Устройство плотинных прудов. Выбор места для устройства пруда. Плотинные пруды устраивают в балках, руслах небольших ручьев или речек, прекративших рост оврагах. Балки, русла, овраги в местах будущих прудов должны иметь глубину не менее 5-6, лучше 10 м. Берега должны быть по возможности крутыми в целях предотвращения затопления окружающих территорий. Уклоны дна балки под водохранилищем желательны в пределах 0,005-0,006. Меньшие уклоны приведут к возникновению больших площадей мелководий. Наилучшими являются балки, сужающиеся в местах намечаемой плотины, что снижает ее протяженность и объем насыпи. Пруды должны иметь достаточную водосборную площадь и обеспечить ежегодное восполнение расходуемой воды. Водохранилище устраивают как можно ближе к орошаемому участку, располагая, как правило, выше населенного пункта во избежание загрязнения сточными водами. Грунты дна и берегов балки выше плотины должны быть слабоводопроницаемыми для уменьшения потерь воды на фильтрацию. Наилучшими являются грунты, сложенные однородными суглинками мощностью 1,5—2,0 м, постилаемые тяжелыми суглинками или глинами. Допускается строительство прудов и на водопроницаемых грунтах (песках, супесях), если они на глубине не более 2-3 м подстилаются водоупором. При выборе места под плотину необходимо учитывать возможность устройства водосбросного сооружения. Наилучшим является вариант, когда в створе плотины на небольшом удалении от нее проходит пологая балка, куда можно через коренной берег сбрасывать воду через водосбросное сооружение.
|
|
|
|
|
|
Рис. 24. Продольный профиль пруда и слоев воды, слагающих пруд
Земляные плотины. При строительстве небольших прудов для задержания вод местного стока наибольшее распространение получили земляные плотины, устраиваемые в виде насыпи поперек балки. В поперечном сечении тело плотины имеет форму трапеции и состоит из следующих элементов (рис. 22): основания, гребня, откосов: мокрого (верхнего) и сухого (нижнего). Уровень воды выше плотины (в верхнем бьефе) устанавливается расчетом и называется нормальным проектным горизонтом (НПГ).
Рис. 22. Поперечный профиль плотины:
Т – высота плотины; Н – глубина воды в пруду; НПГ – нормальный проектный (подпорный) горизонт; 1 – мокрый откос; 2 – гребень; 3 – линия снижения уровня воды; 4 – сухой откос; 5 – замок; 6 – основание плотины; 7 – выемка слоя растительного грунта.
Плотины бывают двух типов: однородные, или простые, устраиваемые на водонепроницаемом грунте (основании), тело плотины насыпают из слабо водопроницаемого грунта (обычно суглинка); неоднородные, или сложные, основанием которых служат водопроницаемые породы, а на глубине 2—3 м залегает водоупорный грунт. Тело плотины сооружают из относительно водопроницаемого грунта (супеси, легкого суглинка); для предотвращения фильтрации через плотину под ее основанием устраивают замок, ядро или экран (рис. 23).
|
|
|
Рис. 23. Типы земляных плотин:
а – из однородного грунта; б – с ядром; в – из однородного грунта со шпунтом;
г – со сложным ядром; 1 – супесь; 2 – глина; д – с экраном; е – из однородного грунта с дренажем
Ширина гребня плотины зависит от движения по плотине. Если по плотине автотранспорт не движется, то ширина гребня при высоте плотины до 6 м принимается равной 3—4 м. Для проезжих плотин ширина гребня зависит от класса дороги и должна составлять не менее 5—6 м. Проезжую часть плотины укрепляют асфальтом и оборудуют перилами.
Заложение сухого и мокрого откосов зависит от их назначения. Мокрый откос для средних суглинков устанавливают равным 2,5—3,0; для супесей 3,0-3,5; для песков 3,5-4,0; для сухого откоса соответственно 1,5-2,0; 2,0-2,5; 2,5-3,0. Мокрые откосы в целях лучшей устойчивости следует укреплять каменной отмосткой или бетонными плитами. Крепят верхнюю часть откоса выше или ниже НПГ на 1—1,5 м.
В тело плотины после заполнения пруда фильтруется вода, располагаясь ниже определенной линии, называемой кривой депрессии. Уклон кривой депрессии приблизительно равен; в супесях 1/5, в суглинках 1/4, в глинах 1/3. Кривая депрессии должна пересекать основание плотины на расстоянии не менее 4 м от основания сухого откоса.
|
|
|
Однородные плотины устраивают из слабо водопроницаемых суглинистых грунтов с содержанием 50—70 % глины и 50—30 % песка. Для снижения фильтрации под основанием плотины по всей ее длине устраивают замок, врезаемый на 0,5—1,0 м в водонепроницаемый грунт (рис. 23 а). Ширина замка понизу 1,0-1,5 м, коэффициент откоса 0,5 или 1,0. На грунтах, где водоупорный слой залегает глубже 3 м, сверху на глубине 1,0—2,0 м устраивают замок, а ниже забивают шпунтовую стенку, заглубляя ее в водоупорный слой на 0,5 м (рис.23 в).
Плотины с ядром применяют в целях уменьшения фильтрации воды через плотину. Ядро устраивают из глины, тяжелого суглинка или глинобетона. Толщину ядра принимают вверху не менее 1,0—1,5 м, внизу не менее 3 м. Нижняя часть ядра, выполняющая функции замка, врезается в водонепроницаемый грунт на 0,5 м (рис23 б). Ядро превышает ППГ на 0,5—0,75 м. Ядро сверху, покрывают слоем грунта не меньше глубины промерзания. В отдельных случаях устраивают сложное ядро из слоя глины и песка (рис. 23г).
Плотины с пластичным экраном. Экраном называется наклонно уложенный со стороны мокрого откоса в теле плотины слой материала из нагой глины, тяжелого суглинка или полиэтиленовой пленки (рис. 23 д). Гребень экрана должен быть выше НПГ на 0,7—0,8 м. Плотины при наличии экрана можно устраивать из водопроницаемого грунта. Толщина экрана сверху 0,8—1 м, снизу около 2 м. Сверху экран со стороны откоса покрывают слоем крупнозернистого песка толщиной 0,7—0,8 м. Верхняя часть экрана должна быть на 1,0—1,2 м ниже отметки гребня плотины.
Плотины с дренажным устройством (рис. 23 е). Дренаж устраивают со стороны сухого откоса путем насыпки слоями толщиной 15—20 см мелкого и крупного песка, далее укладывают слой щебня или гравия, мелких и средних камней. По периферии дренажа прокладывают дренажные трубки- Ширина дренажного устройства по основанию принимается не менее 1 м, а высота не менее 1/4—1/5 высоты плотины. Применение дренажа на плотинах высотой менее 10 м нецелесообразно.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 246; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!