Гидроузел с плотиной из грунтовых материалов (стр. 4 из 12)
Для большей наглядности и систематизации расчеты желательно представлять в табличной форме (таблица 4).
Таблица 4
Определение параметров волн и отметки гребня плотины
| Исходные данные | |||
| Обозначение характеристик | ФПУ | НПУ | УМО |
| Отметка расчётного уровня, м | 113 | 112 | 102,8 |
| Отметка дна реки, м | 100 | 100 | 100 |
| Длина разгона ветровой волны, L, м | 2000 | 1600 | 800 |
| Угол между продольной осью водоёма и направлением ветра, (cos=1) | 0 | 0 | 0 |
| Расчётная скорость ветра на высоте 10 м, v, м/с | 14,6 | 15,6 | 15,6 |
| Расчётная глубина воды в водохранилище перед плотиной, H1=РУ-дна, м | 13 | 12 | 5 |
| Продолжительность действия ветра, t,с | 21600 | 21600 | 21600 |
| Обеспеченность по накату, % | 1 | 1 | ¾ |
| Расчёт | |||
| Расчётные формулы и данные | ФПУ | НПУ | УМО |
| Конструктивный запас, a, м | 0,5 | 0,5 | ¾ |
Величина нагона волны, м  | 0,00669 | 0,00662 | ¾ |
 при  | 2,1×10-6 | 2,1×10-6 | 2,1×10-6 |
Величина наката волны, м  | 0,81 | 1,82 | ¾ |
 | 1 | 1 | ¾ |
 | 0,9 | 0,9 | ¾ |
 | 1,1 | 1,1 | ¾ |
 | 1,25 | 1,22 | ¾ |
 | 1 | 1 | ¾ |
 | 1 | 1 | ¾ |
 | 92,04 | 64,50 | 32,25 |
 | 14513,42 | 13583,08 | 13583,08 |
 | 0,016 | 0,0145 | 0,011 |
 | 1,58 | 1,4 | 1,103 |
 | 2,35 | 2,23 | 1,75 |
 | 8,63 | 7,77 | 4,78 |
Проверка глубоководности,  | Выпол-няется | Выпол-няется | Выпол-няется |
 | 0,348 | 0,36 | 0,273 |
 | 2,07 | 2,07 | 2,07 |
 | 0,72 | 0,75 | 0,57 |
Запас гребня над РУ, м  | 1,317 | 2,327 | ¾ |
Отметка гребня, м  | 114,32 | 114,33 | ¾ |
Из 2-х полученных отметок принимаю максимальное значение для дальнейшего проектирования:
Тогда высота плотины будет:
2.2.5 Проектирование и назначение дренажа
Дренаж – это элемент плотины, состоящий из хорошо проницаемых материалов и предназначенный для:
1. организованного сбора и отвода профильтровавшейся воды;
2. предотвращения выхода фильтрационного потока на низовой откос и в зону, подверженную промерзанию;
3. понижения депрессионной поверхности с целью повышения устойчивости низового откоса;
4. повышения устойчивости верхового откоса при быстрой сработке водохранилища, а также для уменьшения или снятия парового давления, возникающего при сейсмических воздействиях, отвода воды, профильтровавшейся через экран, ядро.
Основные конструкции дренажей:
наслонный;
дренажная призма (банкет);
комбинированный;
плоский горизонтальный;
ленточный;
трубчатый горизонтальный;
трубчатый вертикальный.
Дренажные устройства обычно включают приемную и отводящую части. Приемная часть дренажа выполняется в виде фильтра (обратного фильтра), предназначенного для исключения фильтрационных деформаций грунта тела и основания плотины в месте выхода фильтрационного потока в дренаж. В качестве отводящей части используются крупнообломочные грунты тела дренажа выводные ленты и трубы. Принципиальное отличие береговых участков плотины, расположенных на отметках, превышающих максимальный уровень нижнего бьефа, от русловых и пойменных участков заключается в отсутствии необходимости защиты низового откоса от волновых воздействий со стороны нижнего бьефа, поэтому применяемые на незатопляемых береговых участках дренажи могут выполняться облегченной конструкции.
При выборе типа и предварительном назначении параметров дренажей учитывают следующее /38/: при наличии достаточного количества каменного материала предпочтение для русловых и пойменных дренажей следует отдавать дренажной призме (дренажному банкету), так как этот тип дренажа обладает рядом достоинств, в числе которых: дренажная призма хорошо дренирует тело плотины в основание во всем диапазоне колебаний уровней нижнего бьефа; является одновременно креплением низового откоса в зоне волновых воздействий нижнего бьефа; имеет простую конструкцию; дополнительно повышает устойчивость низового откоса за счет высоких сдвиговых характеристик грунтов, применяемых при ее возведении; она может использоваться в отдельных случаях для перекрытия русла реки в период строительства плотины.
При проектировании дренажа необходимо также учитывать физические характеристики грунтов тела и основания плотины, их суффозионность и условия фильтрации в области дренажа.
Наслонный дренаж не понижает кривую депрессии, а только предохраняет низовой откос в месте выхода фильтрационного потока от возможных фильтрационных деформаций.
Дренажная призма широко применяется в грунтовых плотинах благодаря простоте конструкции; работе при любых переменных уровнях воды в НБ; использованию как перемычки при пропуске строительного расхода. Недостаток – требуется относительно большой объём крупного камня.
Так как наслонный дренаж не понижает кривую депрессии, то выполняем дренаж в виде дренажного банкета из грунта №17 (крупнообломочный, глыбовый).Отметка верха дренажной призмы (
) должна превышать максимальный уровень нижнего бьефа на величину а = 0,5... 1,0 м (принимаю 1м). Обычно высота дренажной призмы составляет 
от высоты плотины. Ширина дренажной призмы поверху 
зависит от условий производства работ и должна быть не менее 3...4 м. Коэффициент заложения внешнего откоса дренажной призмы 
, а внутреннего 
. Толщина и количество слоев обратного фильтра со стороны тела плотины и основания зависит от вида защищаемого грунта и характеристик материала призмы. 
Определяем отметку верха дренажа:
Превышение гребня дренажного банкета над УНБmax = 102,7 м при
определяют с запасом наводнения, равного в расчете 1м.
=103,7-100=3,7 
,следовательно, проектируем дренаж в виде дренажного банкета.
Ширину банкета поверху назначают из условий производства работ, но не менее 1 м (СНиП 2.06.05-84 п.п.2.54). В данном курсовом проекте ширину банкета принимаем из условия проезда машины и равной 2 м.
Заложения наружного откоса дренажа задают из условий устойчивости (обычно 1,5).
Коэффициент заложения внутреннего откоса обычно составляет 1,25, в данном проекте он составляет 1,25.
Для понижения кривой депрессии дренажный банкет комбинируем с плоским дренажом длиной 7м, с коэффициентом заложения внешнего откоса 1.
Конструкция дренажа показана на рисунке 6.
2.2.6 Проектирование обратных фильтров