Инженерные сооружения. Плотины

1.

Инженерные
сооружения
ПЛОТИНЫ

2.

ПЛОТИНА - гидротехническое водоподпорное сооружение, перегораживающее русло и долину реки удерживает воду с одной (верховой) стороны на более высоком уровне, чем с другой (низовой), т. е. создающее подпор.
Плотина Мавосин. Швейцария

3.

Примыкающая часть реки с более высоким уровнем на-
зывается верхним бьефом, с низким уровнем – нижним
бьефом.
Разность уровней называется напором.
Плотина небольшой высоты – запруда.
Функции водоподпорных сооружений выполняют здания
ГЭС, судоходные шлюзы, шлюзы-регуляторы и др.

4.

Саяно-Шушенская ГЭС. Республика Хакасия
Бьеф — часть реки, канала, водохранилища или другого водного объекта, примыкающая к
гидротехническому сооружению.

5.

Классификация плотин
По назначению. Плотины служат для создания водного объекта в хозяйстве,
напора на ГЭС, регулирования стока реки (водохранилища) во времени и
обеспечения гарантированного водоснабжения, а также для создания судоходных глубин и др.
По возможности пропуска воды через створ: Глухие, непосредственно через
которые вода не пропускается (в этом случае при необходимости подачи
воды в нижний бьеф её пропуск осуществляют через береговые
водопропускные сооружения, здание ГЭС, шлюзы или др. спец.
сооружения); водосливные плотины (водосбросные).

6.

Водосливная плотина
Глухая плотина

7.

По типу основного материала различают : из грунтовых материалов; из каменной наброски и из сухой каменной кладки или габионов; каменно-земляные, в
которых используются земля и каменная наброска; каменные, выполняемые из
каменной (бутовой) кладки на растворе; бетонные и железобетонные ; деревянные и комбинированные из различных материалов.
Каменная плотина
Деревянная плотина

8.

По способу обеспечения устойчивости (восприятия нагрузки от действия
гидростатического давления со стороны верхнего бьефа) плотины разделяются на гравитационные плотины (нагрузка воспринимается силами трения
тела плотины по основанию), купольные (нагрузка передаётся на берега и
дно реки) и арочные плотины (нагрузка передаётся на берега створа за счёт
арочного эффекта).
Схема гравитационной плотины
Схема арочной плотины

9.

• По характеру основания различают: построенные на мягких грунтах
(проницаемых, нескальных) и на скальных грунтах. От вида грунта основания зависит характер фильтрации воды под плотиной, способ расчёта параметров фильтрации. потока и выбор средств предотвращения фильтрации, т. е. свойства грунта влияют на устойчивость плотины
и возможность создания макс. напора.
По высоте создаваемого напора принято выделять низконапорные
(с напором менее 25 м), средненапорные (от 25 до 75 м), высоконапорные (более 75 м) и сверхвысоконапорные (более 150 м). Указанные границы выбраны несколько условно, однако сведения о высоте
несут много полезной информации.

10.

Тип и конструкция плотин
Бетонные гравитационные плотины широко распространены во
всём мире благодаря простоте конструкции и способам
возведения, надёжности в любых природных условиях. С 1934 для
повышения прочности и усиления их связи с основанием
применяются анкеры (стальные тросы, опущенные в спец.
скважины в теле самой плотины и её в основании,
зацементированные на глубине 22–24 м от подошвы). В
большом количестве в мире строятся облегчённые бетонные
контрфорсные плотины.

11.

Грунтовые. Просты по конструкции, их строительство возможно в очень широком диапазоне геологич. условий; при возведении могут широко применяться местные стройматериалы. Считается самым распространённым типом водоподпорного сооружения. Как правило, строятся без
водопропускных отверстий, т.е. являются глухими. По конструкции грунтовые плотины бывают однородными, возводимыми без спец. противофильтрац. элементов, и неоднородными, тело которых состоит из грунтов двух или
нескольких видов. По методам производства работ делятся на насыпные, намывные, набросные, взрывонабросные, из сухой кладки камня.

12.

Так как практически все грунтовые материалы, уложенные в тело плотины,
являются фильтрующими, то при проектировании плотины решаются две задачи.
уменьшить потери воды на фильтрацию через тело плотины и основание;
обеспечить фильтрационную устойчивость водоподпорного сооружения, т.е.
исключить ее размыв.
Первая задача решается размещением в теле плотины, а в необходимых случаях и в
основании противофильтрационных элементов. Наклонный
противофильтрационный элемент, примыкающий к верховому откосу, называется
экраном, вертикальный элемент называется ядром, а при малой толщине
диафрагмой. Для предотвращения фильтрации через основание экран сопрягается с
горизонтальным противофильтрационным элементом – понуром, а ядро,
заглубленное в основании, образует дополнительный элемент – зуб. Обычно
противофильтрационные элементы выполняются из слабофильтрующих грунтов
(глина, торф). Там, где нет таких грунтов, их изготовление производится из бетона,
асфальта, железобетона, стали, полиэтиленовой пленки.

13.

14.

Деревянные. В них действующие нагрузки воспринимаются дерев. элементами, а устойчивость против сдвига обеспечивается балластовым грунтовым
материалом, поэтому строятся для небольших напоров (2—4 м, реже 4—8 м
и, как исключение, до 16—20 м) и обычно являются водосливными.
Отверстия ограничиваются береговыми устоями; при большой длине
водосливного фронта, который разделяется на несколько отверстий
промежуточными опорами: быками, контрфорсами, 4 стойками. Ширина
быков 2,0—4,0 контрфорсов 0,3—0,8 м, стоек 0,2—0,4 м. Ширина отверстий
плотины 1—8 м, что позволяет применять мосты над отверстиями простой
балочной конструкции. Такие плотины иногда затапливаются высокими
паводками, и если в этот период через одно большое отверстие
пропускаются суда, то они называются судоходными плотинами. Отверстия
деревянных плотин на сплавных реках используются для пропуска
сплавляемых лесоматериалов

15.

16.

Спасибо за внимание!