Бетонные гравитационные плотины, в том числе облегченные гравитационные плотины.

Общие понятия о ГТС. Особенности и условия работы ГТС.

ГТС – это сооружения необходимые для освоения водных ресурсов.

По сферам использования:

· Общие;

· Специальные.

По виду использования водного ресурса:

· Речные;

· Озерные;

· Морские.

По характеру воздействия на речной поток:

· Водоподпорные: имеется меняющаяся глубина, разные скорости течения, различные расходы воды; различное содержание наносов.

· Регуляционные: изменяется местный режим потока воды, изменение величины скоростей потока, изменение направления потока, изменение эрозионного действия потока

· Водопроводящие: создается искусственный водный поток.

Гидроузлы – комплекс ГТС возведенных в одном месте объединенных одной водохозяйственной целью.

Назначение гидроузлом в зависимости от основной цели, гидроузлы делятся:

· Энергетические

· Воднотранспортные

· Водозаборные

· Комбинированные

По величине создания напора гидроузлы делятся на:

· Слабо-напорные (низконапорные) 2-25 м

· Средненапорные 25-75 м

· Высоконапорные 75-150 м

· Сверхвысоконапорные>150 м

В состав гидроузла входит основные ГТС которые обеспечивают решение основной задачи:

· Создание подпора

· Водохранилища

· Благоприятных гидравлических условий

· Производство электроэнергии

Основные типы плотин.

Классификация плотин:

I.  По материалу тела плотины:

· Грунтовые

Земляные (использование мелкого грунта до 50%);

Каменно-земляные;

Каменные.

· Бетонные

II. По схеме работы ( от того как платина воспринимает нагрузку от воды из водохранилища ) 

· Гравитационные

· Арочные

· Контрфорсные

III. По функциям

· Глухие

· Водопропускные

Грунтовые плотины, их разновидности и конструктивные особенности.

Грунтовые плотины являются самыми распространенными водоподпорными сооружениями.

Обладают рядом преимуществ:

· Дешевизна;

· Полная механизация работ:

· Возможность строительства на любых основаниях, при любых климатических условиях.

· Надежность работы в самых тяжелых условиях.

Классификация:

По материалу:

· Земляные (использование мелкого грунта до 50%);

· Каменно-земляные;

· Каменные.

По способу возведения:

· Насыпные (укладка сухого грунта; укатка; трамбование; отсыпка грунта в воду; отсыпка слоями);

· Намывные (сооружаются методом гидромеханизации);

· Полунамывные;

· Набросные и взрывонабросные.

По высоте:

· Низкие (<30м);

· Средние (30-35м);

· Высокие (75-120м);

· Сверхвысокие (>120м).

По условиям пропуска строительных и эксплуатационных расходов:

· Глухие (фильтрация незначительна);

· Фильтрующие (фильтрация соизмерима с пропуском расходов);

· Переливные (установка специальных сооружений).

На водопроницаемом основании сооружаются различного рода грунтовые плотины, отличающиеся рядом конструктивных особенностей. Они бывают в виде:

1. Однородная плотина;

2. Грунтовая плотина с пластичным экраном;

3. Грунтовая плотина с жестким экраном;

4. Грунтовая плотина с ядром;

5. Грунтовая плотина с диафрагмой;

6. Грунтовая плотина с диафрагмой и экраном из полимерных материалов;

7. Разнородная грунтовая плотина.

1 - суглинок;

2 - песок;

3 - гравий;

4 - экран грунтовый;

5 - экран из негрунтового материала;

6 - понур;

7 - ядро;

8 - диафрагма.

Бетонные гравитационные плотины, в том числе облегченные гравитационные плотины.

Бетонные и ж/б плотины:

· глухие

· водосбросные, водопропускные

Если имеются отверстия для пропуска воды. Воды в НБ пропускается через поверхностные или водосливные отверстия, либо через глубинные или донные, т.е. погруженные под УВБ.

Строятся на различных основаниях, в различных климатических условиях, в районах с высокой сейсмичностью.

Гравитационные плотины – сопротивляются внешним воздействиям за счет собственного веса, создающего силы сопротивления сдвигу по основанию.

Типы гравитационных плотин:

· Массивные

· С расширенными швами

· С полостью у основания

· С полостями, заполненными балластом

· заанкеренная в основании

Массивные гравитационные плотины обладают рядом достоинств:

· Просты по конструкции и условиям возведения

· Удобны для осуществления пропусков больших расходов

· Надежны при любой высоте и любых климатических условиях

Недостатки:

· ЗначительныйQ бетона

· неполное применение прочности материала, особенно в плотинах более 100 м

· недостаточная монолитность тела вследствие появления в бетоне температурных и усадочных деформаций.

Пути облегчения и удешевления гравитационных плотин:

· Снижение противофильтрационного давления по подошве плотины

·  плотины с расширенными швами и полостями у основания

· Снятие растягивающих напряжений в бетоне плотины путем заанкерения

Экономия бетона в плотинах, представленных на рис. №1 а), б), получается в основном за счет уменьшения противодавления, передающегося на уменьшенную площадь основания плотины, а в плотине, представленной на рис. №1 в), за счет замены части бетонной кладки камнем.

5. Общие сведения о бетонных арочных плотинах Бетонные арочные плотины. Криволинейные в плане водонапорные сооружения, работающие как свод или оболочка и сопротивляются действию основных нагрузок упором в берега. Экономия бетона по ср. с гравитационными – 35 – 65 %. Классификация: 1. По коэффициенту стройности : · тонкие β< 0,2 · толстые 0,2 – 0,35 · арочно-гравитационные 0,35 – 0,65 (СШГЭС с  = 0,44) 2. по очертанию:         А) цилиндрическая с кривизной только в горизонтальном направлении         Б) с двоякой кривизной 3. по характеру сопряжения с основанием: · с упругой заделкой пят · с контуром (периметральным швом) · со швами надрезами. · с пробкой · с береговыми устоями 4. по форме ущелий · Треугольная, трапеционная · Симметричном или несимметричном ущелье · В узком ущелье L – долина плотины по гребню · В широком ущелье Геологические условия арочных плотин должны обеспечить возможность передачи значительных усилий плотины на берега поэтому берега в створе плотины должны быть сложены прочной монолитной, малодеформированной скалой.   6. Общие сведения о контрфорсных плотинах.

2. Контрфорсные плотины – это напорные перекрытия, опирающиеся на вертикальные стенки – контрфорсы, которые передают нагрузку от перекрытия на основание.

По типу напорного перекрытия:

· массивно-контрфорсные с массивными оголовками

· с плоскими перекрытиями – плитами

· с арочными перекрытиями или многоарочные.

По типу контрфорсов:

· Одиночные

· Сдвоенные

Давление воды наносы и др. нагрузок передается ч/з контрофорсы на основание либо через фундаментную плиту (в случае слабых оснований), либо непосредственно ( когда основание – скала).

Профиль плотины характеризуются наклоном верховой грани, как и гравитационные плотины, они сопротивляются действию горизонтального давления воды за счет сил сопротивления сдвига по основанию, однако для обеспечения их устойчивости требуется меньшая масса. Вследствие вовлечения в работу на сдвиг пригрузке напорной грани водой и практически полного снятия противофильтрационного давления в основании.

Экономия бетона при строительстве составляет 20 – 40 %.