Водосброс по откосу насыпи

Устройство водоемов

При запруживании балки или речки в ее верхнем течении площадь водосбора невелика, что и определяет небольшую емкость водохранилища. Больший запас воды может быть создан при расположении водоема ниже по течению. Вместе с тем чем выше расположен водоем, тем обычно большая площадь полей может быть орошена при сбросе воды из пруда.

Для водохранилища желательно выбирать участок с уклоном дна менее 0,005, а берега во избежание заболачивания должны иметь уклоны 0,01 и более. Не следует устраивать пруды в балках, в которые впадают действующие овраги, так как такой пруд будет быстро заиливаться. Водопроницаемость грунта дна и берегов в месте постройки пруда должна быть незначительной.

При устройстве насыпи необходимо принимать меры с целью ограничения фильтрации воды, что весьма важно с точки зрения максимальной устойчивости дамбы и использования ее в качестве земляного полотна дороги. Грунт, идущий на устройство плотины, должен обладать малой водопроницаемостью. Благоприятным основанием для насыпи-плотины является слой глины или суглинков мощностью не менее 2—3 м. При наличии водопроницаемого слоя под основанием плотины его прорезают замком из перемятой глины или прерывают забивкой шпунтового ряда. Если грунт, из которого устраивается насыпь-плотина, обладает водопроницаемостью, в теле уширенной плотины устраивают ядро из перемятой тяжелой глины. При конструировании плотины-насыпи необходимо предусмотреть, чтобы под проезжей частью дороги находился грунт, не переувлаженный фильтрующейся водой. Для лучшего контакта между телом насыпи и основанием, на котором она возводится, перед укладкой грунта удаляют дерновый слой, разрыхляют поверхность перепашкой.

Грунт укладывают послойно, с тщательным уплотнением каждого слоя. Откосы насыпи плотин устраивают неодинаковыми: мокрый откос (обращенный в сторону поды) устраивается более пологим (1:3—1:2), сухой — более крутым (1:2—1:1,5). При повышенной фильтрующей способности грунта плотины-насыпи, дна и берегов пруда необходимо предусмотреть мероприятия для борьбы с фильтрацией воды, среди которых могут быть отмечены: уплотнение ложа пруда, устройство глиняной одежды, устройство антифильтрующнх экранов, осолонцевание, применение водонепроницаемых пленок и др. Уплотнение грунтового ложа пруда производят с помощью катков, трамбующих механизмов. Тщательное уплотнение с предварительным рыхлением поверхности и планировкой грунта является наиболее дешевым и в ряде случаев достаточно эффективным мероприятием (уменьшает фильтрацию в 1,5—2 раза) .

При проектировании придорожных прудов следует иметь в виду необходимость их периодического опоражнивания и сброса излишков воды при высоких паводках. С этой целью в теле насыпи-плотины устраивают специальные водосбросные сооружения, чаще всего мосты-водосбросы и шахтные водосбросы. Часто вместо моста устраивается шлюз-регулятор, а вместо обычной дорожной трубы — донный водоспуск. Выбор того или иного сооружения зависит от ожидаемых расходов воды в паводок.

Укрепление назначается выше нормально подпертого горизонта на 0,5—1,0 м и ниже горизонта на высоту ожидаемой волны — примерно 1,0—2,0 м.

Просачивающаяся через дамбу вода при достаточно водопроницаемых грунтах может привести к разрушению нижнего откоса, поэтому в нижнем бьефе необходимо устройство дренажа. Отвод воды от дамбы должен быть осуществлен каналом, проведенным вдоль нижнего откоса до реки, ручья или тальвега оврага.

Ландшафтная архитектура и зеленое строительство | Totalarch

Вы здесь

Водосбросы и водоспуски

Водосбросы. Существование и эксплуатация плотинных водоемов невозможны без основных сооружений, обеспечивающих их безопасность (водосбросов) и хороших условий эксплуатации и ремонта (водоспусков). Водосбросы бывают с глубокими колодцами (шахтные, ковшевые и др.) и могут служить и для опорожнения водоема. В то же время донные водоспуски могут выполнять функцию управляемых глубинных водосбросов.

Типы конструкции водосбросов определяются топографическими, геологическими, гидрогеологическими, гидрологическими, эксплуатационными условиями. Водосбросы могут устраиваться как в берегах балки или ручья, так и в теле плотины. Береговые водосбросы располагаются обычно непосредственно около плотины и сбрасывают воду в ту же балку (ручей) или в соседний водоток (понижение). Водосбросы в теле земляных плотин располагают в русле или на пойме балки (ручья).

Основными элементами водосбросов, расположенных в берегах, являются подводящий канал криволинейного или прямолинейного очертания в плане, водосливная часть в виде водослива с широким порогом и сбросная часть в виде быстротока или многоступенчатого перепада.

По конструкции водосбросы подразделяются на открытые и закрытые. Водосбросы в теле плотины устраивают закрытыми (сифонные и шахтные).

Сифонный водосброс (рис. 6.5) в зависимости от расхода устраивают из железобетонных, металлических или асбестоцементных труб из одной или нескольких ниток (до 6 шт.), опор и раструбных оголовков в верхнем и нижнем бьефах. Гребень сифона располагается на отметке нормального подпорного уровня. Входной оголовок оборудуется воздухоотводящими металлическими трубками. Верхняя кромка оголовка заглубляется на 0,2 м ниже НПУ. Нижний бьеф сооружения крепится железобетонными плитами, верхний — железобетонными плитами и камнем, уложенным в один слой. Этот тип водосброса является автоматическим. При разности бьефов от 5 до Юм его пропускная способность составляет 1,2. 5,8 м3/с по одной нитке и диаметре труб 576. 960 мм.

Рис. 6.5. Сифонный водосброс (размеры указаны в м): 1 — одиночное мощение; 2 — плита крепления; 3 — раструб; 4 — опора; 5 — звенья круглых труб; 6 — гравийно-песчаная подготовка

Шахтный водосброс обычно устраивают из монолитного и сборного железобетона. Он работает в автоматическом режиме. Основными элементами конструкции являются шахта, напорный трубопровод и гаситель энергии. Гребень водослива устраивают на отметке НПУ. Напор на водосливе принимают до 0,8. 1,0 м. Для полного опорожнения водоема в нижней части шахты предусматривается отверстие, перекрываемое затвором, а при необходимости и рыбоудерживающей решеткой.

Напорный трубопровод укладывают на бетонный фундамент. Для гашения напора фильтрационного потока вдоль трубопровода устраивают диафрагмы. Гашение энергии в нижнем бьефе обеспечивается решетчатым или иным видом гасителя.

Более эффективными являются водосбросы с малыми удельными расходами воды (до 0,5 м3/с). Они более просты, более зрелищны с точки зрения ландшафтной архитектуры и удобны в эксплуатации. Водосбросы устраивают в виде лотков — быстротоков с нормальной шероховатостью.

Водосброс из монолитного бетона представляет собой лоток трапецеидального сечения с любым коэффициентом заложения откоса (обычно т = 1). Водослив, быстроток и водобойный колодец разделены швами. Размеры отдельных участков в пределах швов колеблются обычно в пределах 12. 14 м2. Бетон укладывают толщиной 0,10. 0,15 м на подготовку из гравия или щебня толщиной 0,10 м. Между водосливом и быстротоком, а также между быстротоком и водобойным колодцем устраивают заборные стенки. Перед водосбросом сооружают ледозащитную стенку. Водобойный колодец образуется за счет выемки и насыпи буферной дамбочки, облицованной монолитным бетоном. Вместо водобойного колодца может быть устроена водобойная стенка. Сравнительный экономический анализ показал, что водосброс из монолитного бетона в 2,3 раза дешевле сифонного водосброса.

Водоспуски. По конструкции они бывают открытыми и закрытыми. В земляных плотинах обычно устраивают закрытые трубчатые водоспуски из металлических, асбестоцементных и железобетонных труб. В конце трубчатых водоспусков предусматривают устройство для гашения энергии.

Закрытый сифонный водоспуск из металлических труб диаметром 150. 300 мм рассчитан на расход воды 0,020. 0,345 м3/с при разности бьефов 0,5. 6,0 м.

Применение этого водоспуска возможно при разности отметок наивысшей точки оси сифона и минимального уровня воды в отводящем русле не более 7 м. В работу водоспуск запускается с помощью вакуум-насоса. Гашение энергии в нижнем бьефе происходит в воронке размыва или колодезном гасителе.

Рис. 6.6. Закрытый трубчатый водоспуск с низовым затвором: 1 — канат; 2 — натяжной конец; 3 — выходной оголовок с затвором; 4 — диафрагмы; 5 — стальной трубопровод

Закрытый трубчатый водоспуск с низовым затвором (рис. 6.6) выполняется из металлических труб диаметром 150. 400 мм. Пропускная способность составляет 0,02. 0,77 м3/с при напоре 0,5. 7,0 м. Для уменьшения скорости фильтрации вдоль трубы предусмотрены диафрагмы и обсыпка водонепроницаемым грунтом. Входной и выходной оголовки расположены на основании из бетонных или деревянных свай. На входном оголовке устанавливают решетку с просветами 20 мм и ремонтный затвор; на выходном — рабочий затвор. Ремонтный затвор устанавливают не всегда. Энергия потока на выходе гасится в воронке размыва, а также гасителем свайного или колодезного типа.

Ремонт плотин. При реставрации памятников садово-паркового искусства часто приходится сталкиваться с необходимостью реставрации и реконструкции земляных плотин. Особенностью плотин прошлых веков является то, что они, как правило, не соответствуют современным нормам проектирования и строительства. Это несоответствие заключается в отклонении от современных норм таких показателей, как ширина гребня, коэффициенты заложения верхового (мокрого) и низового (сухого) откосов, отсутствии дренажных призм и других элементов дренажа, а также отсутствии противофильтрационных экранов, зуба, шпунтовых стенок, ядра и т.д. Водосбросы старых плотин были, как правило, грунтовыми и часто не закрепленными на гребне. Проектирование (если оно вообще было) и строительство таких плотин производилось без соответствующего гидрологического и геологического обоснования, что делало эти сооружения беззащитными перед лицом катастрофических половодий и паводков, приводивших к разрушению плотин в зоне фунтовых водосливов, мостовых переходов или даже всего тела плотины ***. При реставрации таких плотин часто приходится сталкиваться с зарастанием верховых откосов кустарниковой, а низовых — древесной и кустарниковой растительностью.

*** Достаточно ярким примером таких явлений явилось половодье 1908 г. в Подмосковье, когда расход воды вероятностью превышения 0,3. 0,4% достигли разрушающих размеров, в результате чего было разрушено и даже полностью смыто большое количество плотин.

Рис. 6.7. План переустройства плотин (по И. М. Шармановскому): 1 — льдозащитная стенка; 2 — направляющие валики; 3 — дренаж трубчатый и труба для отвода фильтрационных вод; 4 — водобойная стенка; 5 — быстроток; 6 — подсыпка тела плотины; 7 — заделка промоин

Часто встречающимся видом повреждения является образование оврагов на месте боковых водосбросов. В таких случаях производят реконструкцию глухих земляных плотин в земляные водосливные плотины. Тогда русло образовавшегося оврага перекрывают глухой земляной плотиной, а существующую глухую плотину реконструируют в земляную водосливную плотину.

Реконструкцию можно произвести с повышением напора воды путем подсыпки двусторонних дамб и низового откоса водосливной части плотины. Если же реконструкция производится без увеличения напора воды и объема водоема, то ниже гребня плотины (на 0,8. 1,0 м) устраивают выемку для водосливной части с подсыпкой низового откоса в пределах водосливной части (рис. 6.7).

При реконструкции плотин целесообразно максимально использовать существующие материалы: булыжник, бутовый камень, бетонные и железобетонные конструкции и т.д.

Источник: Строительство и эксплуатация объектов ландшафтной архитектуры. Теодоронский В.С.

НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН

Плотины из армированного грунта. В грунт низового (иногда и верхового) откоса таких плотин закладывают арматуру (рис. 2.16). В результате этого создается композитный материал, обладающий повышенной прочностью. Последний может воспринимать значительные деформации без разрушения.

Их достоинства: технологичность; сокращение сроков строительства, так как существенно уменьшается объем тела плотины; на 10. 20 % ниже стоимость; короче трубчатые водопропускные сооружения в зоне плотины; повышенная сейсмостойкость. Недостатки: некоторое усложнение производства работ; наличие арматуры.

Армирование грунта применяют в плотинах: для обеспечения устойчивости более крутых верховых и низовых откосов и снижения объема насыпи; для пропуска строительных расходов через недостроенную плотину при армированном низовом откосе, при этом к анкерам крепят мелкую сварную сетку (плотины Сетана и Орд, Австралия) или геотекстильные материалы; для одновременного обеспечения вышеуказанного.

Плотины из армированного грунта возводят из различных грунтов: песчаных, песчано-гравелистых, гравелистых, каменных. Начали применять и глинистые грунты. В качестве арматуры используют металлические полосы из стали (оцинкованной, нержавеющей или с эпоксидным покрытием), а также геотекстиль.

Наиболее эффективны плотины из армированного грунта при устройстве поверхностного водослива на гребне (см. рис. 2.16, а,

К самым высоким армированным плотинам относятся плотины: Уайт-Кей в ЮАР (рис. 2.17, а); Брайдль Драйфт с экраном и Ксонкса с ядром (рис. 2.17, б). Иногда армируют только часть плотины, например, в Нурекской плотине (Таджикистан) высотой 305 м заармированы лишь ее верхние 60 м.

Грунтовые водосливные плотины. Многие специалисты считают их весьма перспективными. Уже построены плотины высотой 16 м, с расходами до 2100 м3/с. На их гребнях расположены водосливные оголовки. Низовой откос укреплен бетонными (железобетонными) плитами, габионами (рис. 2.18). Во временных сооружениях (перемычках из камня) низовая грань заармирована — к арматуре прикреплена сетка или полимерные покрытия. Крутизна низового откоса зависит от грунта, расходов, типа крепления и составляет 1:12-1:4.

Достоинства: не требуется отдельный водосброс, можно пропускать пиковую часть строительного расхода с переливом через плотину.

Для высоких каменно-насыпных плотин с железобетонными экранами, имеющих малые осадки, проработаны конструкции автоматических водосбросов-быстротоков [с удельными расходами до 25. 30 м3/(с • м) при паводках продолжительностью до 2. 4 нед], располагаемых на низовом откосе крутизной 1:1,4-1:1,5. Чтобы уменьшить осадки под ними, отсыпают мелкий камень или гравий и укатывают виброкатком как подэкрановую насыпь. Арматуру пропускают через швы лотка. Лоток также заанкеривают в каменную насыпь. Эти водосбросы могут работать постоянно или редко (при пропуске катастрофических расходов).

Применяют и водосливные перемычки (при затоплении котлована и пропуске значительных паводков), это позволяет уменьшить сечение туннелей. Низовой откос перемычки укрепляют габионами (перемычки плотины Кабора Басса, Мозамбик, см. рис. 2.18) и железобетонными плитами (перемычка Токтогульской плотины, Кыргызстан).

Водосброс по откосу насыпи

Информация о ходе строительства объектов Красногорского водоподъемного гидроузла на реке Иртыш с 04.06 по 09.06.2012

На объектах строительства гидроузла продолжаются следующие работы:
Левобережный бетонный водосброс:
— выполнены работы по распалубке бетонного блока плиты ПК-6 водобойного колодца и утеплению пенопластом боковых граней блока. Доставлен на строительную площадку и начат монтаж на верхней площадке блока башенный кран, предназначенный для бетонирования водосливной секции С-6 и «успокоителя» плиты ПК-6 водобойного колодца. Работы по монтажу планируется завершить 10.06.2012;
— завершено армирование нижнего и верхнего яруса плиты ПК-4 водобойного колодца, установлены резинотехнические деформационные швы и латунная шпонка. Для производства бетонных работ смонтирована опалубка и установлен защитный шатер над блоком, ведутся работы по монтажу бетононасосов. Бетонирование блока ПК-4 планируется на 12.06.2012;
— выполнены работы по устройству бетонной подготовки плиты ПК-1 водобойного колодца, уложено 109 м3 бетона. 07.06.2012 начаты работы по армированию основного блока плиты ПК-1 водобойного колодца;
— завершены работы по бетонированию плиты ПК-2 водобойного колодца. Укладка бетона производилась двумя бетононасосами с поддержкой третьего резервного с 21-00 01.06.2012 до 7-00 03.06.2012 в течении 34 часов. Сбоев в доставке бетона и работе бетононасосов не наблюдалось. 03.06.2012 ведутся работы по уходу за бетоном блока ПК-2 водобойного колодца (укрытие блока геотекстилем, полиэтиленовой пленкой и пенопластом). Ведется постоянный контроль остывания бетона датчиками температуры, установленными в теле блока;
— выполнена отсыпка щебеночного основания плиты ПК-3 водобойного колодца, отсыпано 210 м3 щебня;
— сформировано грунтовое основание плиты ПР-6 рисбермы. Выполнены работы по устройству бетонной подготовки плиты, уложено 130 м3 бетона;
— ведутся работы по армированию плит ПР-1 – ПР-4 рисбермы левобережного водосброса;
— ведется разработка подводящего и отводящего канала левобережного водосброса способом гидромеханизации. Из подводящего канала на карту намыва площадки № 5 уложено 40,8 тыс.м3 грунта из 126,3 тыс.м3, из отводящего канала на карту намыва площадки № 2 уложено 244,0 тыс.м3 грунта из 842 тыс.м3. Проводятся работы по разработке непригодного для применения в качественные насыпи грунта плавучим краном с погрузкой на баржи и утилизацией его в Заимскую протоку.
Судопропускной шлюз:
— в круглосуточном режиме продолжается работа системы водопонижения котлованов шлюза одновременно с системой открытого водоотлива (один передвижной насос производительностью 90 м3/час типа «Андижанец» и два электрические насоса по 100 м3/час), в работе находятся все 68 предусмотренных проектом водопонизительных скважин;
— продолжается разработка котлованов верхней, нижней головы и камеры шлюза, разработано 76,2 тыс. м3 из 150 тыс. м3. Завершить разработку котлованов планируется до 20.06.2012;
— ведутся работы в нижнем подходном канале по устройству колодцев горизонтального дренажа ЛД-5 – ЛД-8. На ЛД-5 завершен монтаж четвертого яруса стеновых панелей, на ЛД-6 ведется монтаж четвертого яруса, на ЛД7, ЛД-8 выполнен монтаж второго яруса стеновых панелей.
Левобережная земляная плотина:
— завершены работы по возведению земляного полотна ЛЗП на отметку основной насыпи 76.00;
— ведутся работы по отсыпке разворотной площадки инспекционной дороги верхнего бьефа в районе примыкания ЛЗП к коренному берегу, отсыпано 2,9 тыс.м3 грунта;
— ведутся работы по устройству дренажа от естественного откоса до ПК1+10.
Прочие работы:
— на правом берегу в районе правобережной земляной плотины продолжается снятие растительного слоя грунта с укладкой грунта в два кавальера, разработано 10,9 тыс. м3 грунта из 11,2 тыс. м3;
— продолжается устройство твердого покрытия дороги из плит ПДН между перемычками ВБ и НБ левобережного водосброса и вдоль строительного городка, всего уложено 150 плит.
— ведется отсыпка площадки № 1 со стороны примыкания к естественному откосу берега, отсыпано 9,9 тыс.м3 грунта;
— на левобережной подъездной дороге, на ПК7 – ПК13, ведется устройство присыпных обочин.