Проверка правильности выбора места по плотину



    Выбор места под плотину определяется хозяйственно-экономическими соображениями, величиной водосборной площади и стоком с нее, топографией местности и геологическими условиями. Объем стока, поступающего с водосборной площади, должен обеспечивать наполнение пруда до расчетных отметок.

    Объем расчетного поверхностного весеннего стока рассчитаем по формуле:

Wст=1000*h*F

где 1000- переводной коэффициент для выражения объема стока, м3;

h – поверхностный сток, мм;                  

F – водосборная площадь, км 2.

Wст=1000*50*155= 7750000 м3

    Рекомендуемая расчетная вероятность (W80%) поверхностного стока обычно составляет 80 %. Это значит, что 80 лет из 100 сток паводковых вод будет равен или больше расчетного значения из формулы:

W80 =Wст * К80

где Wст – объем расчетного поверхностного стока, м3;

  К80% - коэффициент вариации поверхностного стока.

W80 =7750000*0,74 = 5735000 м3

Рассчитаем объем нормального проектного горизонта:

Wнпг=Wвп+Wмо+Wиф=334238+84000+112925=531163 м3

В результате W80%>Wнпг, то отсюда следует, что место под плотину было выбрано правильно.


РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ

 

    Земляная плотина - это насыпь поперек балки, имеющая в поперечном сечении форму неравнобокой трапеции, и состоящая из следующих элементов: гребня, основания (подошвы), высоты, длины, верхового (мокрого) и низового (сухого) откосов. Для предупреждения повышенной фильтрации в основании плотины строится зуб или замок. Все элементы плотины подвергаются расчетам. Кроме того, в этой главе приводится расчёт плотины на сдвиг (устойчивость).

Высота плотины

    Расчёт высоты плотины (Hпл) учитывает максимальные параметры весеннего паводка и производится по формуле:

Hпл=hмпг+hнпг+hв+hсз

где hмпг- превышение максимального проектного горизонта над отметкой НПГ;

hнпг - глубина полного объема пруда при отметке нормального проектного горизонта, м;

hв - высота захлестывания волн рассчитывается по формуле:

hв=0,75+0,1*L=0,75+0,1*26=3,2м,

где L - длина пруда в км, снятая с плана пруда;

hсз - высота превышения гребня плотины (сухой запас) выше расчетного уровня, равная 0,5…0,8 м.

Hпл=1+5,9+3,2+0,5= 10,6 м.

 

 

2.2  Ширина гребня плотины

 

    Плотина, перегораживает водоток, балку, овраг, создаёт условия для удобного сообщения между их берегами. Поэтому обычно по гребню плотины строят проезжую грунтовую дорогу. Ширина гребня (ВГР) плотины зависит от класса проходящей дороги и рассчитывается по формуле:

Bгр=2+√Hпл

Bгр=2+√10,6= 5,3 м.

 

Откосы плотины

    Правильность в выборе коэффициентов заложения откосов играет большую роль в устойчивости плотины. Сильно крутые откосы могут оказаться недостаточно устойчивыми и обрушиться, тогда как пологие вызовут излишние объема тела плотины. Поэтому крутизна откосов выбирается с большой тщательностью, а для плотин с высотой более 10…15 м проверяется специальными работами.

    Устойчивость откосов зависит от крутизны, высоты, физико-химических свойств грунта, влажности отдельных зон откосов, а также положения и фильтрации потоков в теле плотины.

2.3  Основание плотины

    Ширина основания плотины также зависит от высоты плотины и коэффициентов заложения откосов и рассчитывается по следующей формуле:

Восн=dс+Bгр+dM,

где dс – основание или заложение сухого (низового) откоса плотины, равное:

dс=mcпл, м,

dс=2,25*10,6=23,9м,

где mc- коэффициент заложения низового откоса;

 - основание мокрого (верхнего) откоса плотины, равное:

dM=mMпл, м,

dM=3*10,6= 31,8 м,

mM - коэффициент заложения верхового откоса;

Bгр - высота гребня плотины, м;

Нпл- высота плотины полная, м.

Восн=23,9+5,3+31,8= 61 м.

 

2.4  Замок плотины

        Замок, или зуб плотины имеет форму равнобокой трапеции и устраивается в средней части днища плотины поперёк балки. При проектировании следует придерживаться следующих габаритов замка: ширина замка по верху – 3,0 м, ширина по низу – 1,0 м, длина замка ограничивается уровнем нормального проектного горизонта (НПГ). Высота замка равна глубине залегания водоупорного горизонта плюс 0,5 м, т.е. замок должен входить на 0,5 м в водоупорный горизонт. В нашем случае высота замка равна 2,4 метра.

2.5  Осадка тела плотины

    При строительстве плотины грунт доводится с помощью механизмов до определённой плотности, в дальнейшем с увеличением высоты плотины почти не уплотняется. Зато со временем происходит уплотнение грунта до естественной плотности. Его осадка, иногда весьма значительная, требует дополнительных объемов земли. Поэтому необходимо увеличить высоту плотины и отметки гребня её против проектных в среднем на 10 %. Следовательно, высота свежеотсыпанной плотины будет равна:

Hсплпл+n

где n – величина усадки 0,10 от высоты плотины.

Hспл=10,6+0,08*10,6=11,45м.

 

2.6  Проверка устойчивости плотины на сдвиг

    Устойчивость плотины на сдвиг зависит от ее высоты, крутизны откосов и физико-механических свойств грунта. Крутизна откосов оказывает существенное влияние на объем и стоимость плотины. Слишком крутые откосы могут оказаться неустойчивыми и обрушится. Следовательно, откос должен иметь предельную крутизну, удовлетворяющую требованиям, как устойчивости, так и экономичности плотины.

    Расчёт устойчивости ведётся на один погонный метр плотины считая, что оставленная часть плотины находится в менее экстремальных условиях. Расчёт выполняется в следующем порядке:

а) горизонтальная составляющая сил гидравлического давления,

Рг=( ᵞ * Н2в)/2,

где  - глубина воды при НПГ, м;

 ᵞ - удельный вес воды, равный 1 т/м³;

Рг=(1*(1,9)2)/2 =1,80 т

б) вертикальная составляющая сил гидростатического давления,

Рв=( ᵞ * Нв* L)/2,

где L – проекция части откоса плотины, находящаяся под водой, на горизонтальную плотность, равная

L=mM * Hнпг

L=3*1,9= 5,7

Рв =( 1*5,9*5,7)/2 = 5,41т

в) собственный вес плотины, т

где  - ширина гребня плотины, м;

 - ширина плотины по основанию, м;

- объемный вес грунта тела плотины, приблизительно равный 1,7 т/м³.

 351,39т

г) сила трения на подошве:

T=f * G,

   где f – коэффициент трения, равный 0,5;

T= 0,5*351,39 = 175,69

д) коэффициент устойчивости на сдвиг:

Допустимая величина Ксд должна быть больше 1,5.

 


3. РАСЧЕТ ВОДОСБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

    При глухих земляных плотинах устраивают водопропускные сооружения для следующих целей:

а) отвод излишних паводковых вод;

б) полезных пропусков для орошения, обводнения;

в) спуска воды при полном или частичном опорожнении прудов.

    Сооружения, служащие для сброса лишних паводковых вод, называются водосборными, или водосбросами. Забор воды из пруда на орошение, водоснабжение, обводнение и другие нужды осуществляется с помощью водозаборов или водовыпусков. Для полного или частичного опорожнения пруда с целью осмотра и ремонта сооружений, отлова рыбы или санитарной очистки строят водовыпуски или донные выпуски.

     Водосброс с подводящим (обводным) каналом состоит из водослива, дно входной части которого располагается на отметке нормального проектного горизонта (НПГ), водоподводящего (водовыводящего) канала и сбросного сооружения (быстротока, многоступенчатого перепада или консольного водосброса), а также участка канала, отводящего воду в тальвег, овраг или реку. Все эти сооружения, образующие водосбросный тракт, строят в обход плотины по склону местности так, чтобы при минимальном объеме и стоимости работ были обеспечены удобный отбор воды из пруда и надежная работа всех элементов сооружений.

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 742; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!