Методические указания по пропуску льда через строящиеся гидротехнические сооружения со 34. 21. 145-2003 (стр. 8 из 15)
6.9. Возможность подныривания льдин в глубинные водосбросы, подтопленные со стороны нижнего бьефа, можно реализовывать при значениях Hk, удовлетворяющих следующему неравенству:
, (35)где DH — перепад уровней воды (рис. 10, в); b — эмпирический коэффициент, равный 5-6.
6.10. Пропуск шуги через глубинные водосбросы возможен при условии безостановочного движения шуги по длине водосброса. Эти условия будут иметь место тогда, когда относительная толщина слоя шуги hш/H при заданном скоростном параметре потока выйдет за границу стабильности ледяных образований, определяемую графиком, приведенным в Приложении 5.
6.11. При пропуске льда через глубинные водосбросы необходимо учитывать ледовые нагрузки на напорную грань плотины и входные оголовки. Для напорной грани плотины возможными являются воздействия отдельных льдин, тороса, затора и зажора, а для входных оголовков — воздействие затора и зажора.
6.12. Нагрузка от движущейся льдины на напорную грань плотины определяется по формуле (28).
6.13. Нагрузка от движущегося тороса на напорную грань плотины определяется по формулам (10), (11) и (15). При этом коэффициент kp, входящий в формулы (11) и (15), определяется по формуле (13) при b = 90 °.
6.14. Нагрузка от движущихся заторов на напорную грань плотины и входной оголовок глубинного водосброса определяется соответственно по формулам (138) и (140), СНиП 2.06.04-82* (1995 г.).
Рис. 11. Зависимости для определения возможности пропуска льда через глубинные водосбросы от параметров потока и размеров льдин:
а — b/Bk = 0,2; б — b/Bk = 0,4; в — b/Bk = 0,6; г — b/Bk = 0,8; д — b/Bk = 1,0
Рис. 12. Значения коэффициентов, учитывающих влияние расстояний между пролетами глубинных водосбросов (а) и высот их порога (б) на возможность пропуска льда
7. ПРОПУСК ЛЬДА ЧЕРЕЗ ОБВОДНЫЕ КАНАЛЫ И БЕРЕГОВЫЕ ВОДОСБРОСЫ
7.1. Для обеспечения пропуска льда через обводные каналы или береговые водосбросы при их проектировании и строительстве необходимо выполнить проверку и уточнение:
общей ширины ледосбросного фронта сооружения;
минимальной глубины, необходимой для беспрепятственного пропуска льда.
7.2. Обводные каналы устраиваются для отвода расхода рек из русла по одному из береговых примыканий либо по речной пойме, каналы могут предусматриваться непосредственно в плотине у одного из берегов.
7.3. Минимальная ширина входного участка канала, предназначенного для пропуска льда, должна составлять 0,16 — 0,20 от ширины реки.
7.4. Глубина канала должна быть достаточной для пропуска натасованного и слоеного льда во всем диапазоне расходов ледохода. Это должно согласовываться с гидравлическими условиями работы обводного канала, схемы которых приведены на рис. 13.
Рис. 13. Гидравлические условия работы обводного канала:
а — течение на входном участке по схеме неподтопленного водослива без порога;
б — течение на входном участке по схеме подтопленного водослива без порога;
в — условия течения при наличии на тракте регулирующего сооружения
7.5. Для ответственных сооружений и при сложных очертаниях обводных каналов условия пропуска расходов должны отрабатываться на гидравлических моделях.
7.6. При пропуске льда через обводные каналы и траншейные водосбросы должны учитываться нагрузки от скопления шуги, битого и тертого льда на их берега, а также следует принимать во внимание истирающее действие льда.
7.7. При определении пропускной способности каналов и береговых водосбросов в первом приближении можно исходить из Рекомендаций П18-74 и других пособий, например, [1, 2].
7.8. Понижение свободной поверхности на входе в каналы и береговые траншейные водосбросы в случае незатопленного режима истечения можно оценивать по формуле (19), а при затопленном истечении - на основании рекомендаций, приведенных в п. 5.8.
7.9. Минимальный перепад уровней при оценке возможности разлома льдин на входе в канал и береговые водосбросы рассчитывается по формуле (4), а длина полос льда, отделяющихся от ледяных полей на перепаде, - по формуле (5).
7.10. Минимальную ширину пролетов регулирующей конструкции в канале для обеспечения пропуска льда при известных размерах льдин следует определять по формуле (17).
7.11. Скорости течения воды в канале и береговых траншейных водосбросах с учетом условий пропуска льда не должны превышать размывающих скоростей.
7.12. Вход в канал должен быть защищен от размывов и разрушения льдом.
7.13. Линейная горизонтальная нагрузка от воздействия зажора на уровне действия ледяного образования на 1 м длины берега обводного канала или другого элемента сооружения, расположенного параллельно направлению течения воды, определяется по формуле
, (36)где km — коэффициент, принимаемый равным для песчаных берегов 0,7, глинистых — 0,8, скальных (или покрытых бетонными плитами) — 0,9; vмакс — максимальная скорость течения воды 1 %-ной обеспеченности в период пропуска льда, м/с; Lj — длина участка зажора, принимаемая равной полуторной ширине канала на уровне действия ледяного образования, м; i — уклон поверхности потока на подходе к сооружению; vw,макс — максимальная скорость ветра 1 %-ной обеспеченности в период пропуска льда, м/с; hj — толщина зажора, м.
7.14. Линейная горизонтальная сила трения от воздействия на уровне действия ледяного зажора на 1 м длины берега обводного канала или другого элемента сооружения, расположенного параллельно направлению течения воды, рассчитывается по формуле
ff = fs f, (37)
где fs — нагрузка, определяемая по формуле (36).
Коэффициент трения между льдом и поверхностью берегового откоса принимается по табл. 4 (п. 4.19).
8. ПРОПУСК ЛЬДА ЧЕРЕЗ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ТУННЕЛИ И ТРУБЫ
8.1. Строительные туннели и трубы предназначаются для пропуска расходов воды во всем диапазоне их изменения, в том числе паводковых или только меженных расходов рек. Строительные туннели устраивают в береговых примыканиях плотины, а строительные трубы - у берега или в основании сооружений. Ледоход может пропускаться непосредственно через эти туннели или трубы, при их совместной работе с другими водопропускными сооружениями строящегося гидроузла, например, при одновременном переливе воды через гребень грунтовых перемычек.
8.2. Условия пропуска льда через строительные туннели или трубы существенным образом определяются гидравлическим режимом их работы и особенно режимом на входном участке. Как правило, входной участок строительных туннелей и труб, через которые производится пропуск льда, выполняют без порога (заподлицо с дном подводящего канала), а в некоторых случаях их дно располагается даже ниже отметок русла реки.
Оценки условий пропуска льда через строительные туннели и трубы, работающие в безнапорном режиме течения, необходимо выполнять следующим образом:
если их входной участок выполнен однопролетным (без быков) — как для строительных (обводных) каналов;
если на их входном участке предусмотрено несколько пролетов (один - три быка) — как для гребенки с низким порогом или строительного канала с регулирующим сооружением на тракте.
Оценки условий пропуска льда через строительные туннели или трубы, работающие в напорном режиме течения, следует производить аналогично глубинным водосбросам.
8.3. При расположении дна входного участка туннелей или труб на отметках дна реки для безопасного пропуска льда должны быть приняты меры по предотвращению заторных подъемов уровней воды ниже этих сооружений.
8.4. Перед пропуском льда через строительные туннели или трубы в ряде случаев следует подготовить сооружение к этой операции: при необходимости ледовый покров, образовавшийся на тракте этих водоводов, должен быть разрушен.
8.5. Сброс льда через туннели обычно осуществляется после понижения его прочности и облегчается при наличии перед водоприемником туннеля вихревой воронки. При пропуске льда через строительные туннели и трубы с многопролетными входными участками необходимо учитывать ледовые нагрузки на быки. Для быков возможными являются воздействия отдельных льдин и скопления шуги, битого и тертого льда. Опасным для таких сооружений может оказаться истирающее действие льда. Это относится и к сооружениям с однопролетными входными участками.
8.6. Нагрузка от движущейся льдины на бык, расположенный на входном участке туннеля или трубы, определяется по формуле (28).
8.7. Нагрузка от движущегося зажора на бык, расположенный на входном участке туннеля или трубы, определяется по формуле (140), СНиП 2.06.04-82* (1995 г.).
8.8. Линейная горизонтальная сила трения от воздействия скопления шуги, битого и тертого льда на стенку туннеля или трубы определяется по формуле (37).
9. ПРОПУСК ЛЬДА ЧЕРЕЗ ВОДОСЛИВНЫЕ ПЛОТИНЫ В ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ
9.1. Пропуск льда через водосливные плотины обеспечивается на основе проверки и уточнения:
общей ширины ледосбросного фронта;
необходимой ширины пролетов водосливной плотины;