Сегодня: 19 Сентября 2019 года
УКАЗАТЕЛИ
В наименовании
В тексте
АЛФАВИТ: а б в г д е ж з и к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я
Статьи /  ПЛОТИНА
Общая информация
Изображения:5Статьи:30 
Плотина Добрянского заводаПлотина Широковской ГЭС. Фото Л. Ю. Князева.Плотина Широковского водохранилища. Фото Л. Ю. Князева.Вид на плотину Нытвенского пруда с набережной г. Нытва. Фото Н. С. Князевой.В. Н. Оньков. Старая плотина. 2003. Холст, масло. 38х52.
Наименование
ПЛОТИНА
 
Текст
ПЛОТИНА – гидротехническое сооружение, перегораживающее речное русло или речную долину и создающее подпор воды. Часть водотока перед плотиной, с более высоким уровнем воды называется верхним бьефом, а по другую сторону плотины, с низким уровнем воды – нижним бьефом. Разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов называется напором. Плотина обычно входит в состав узла гидротехнических сооружений (гидроузла) и является наиболее ответственным и распространенным гидротехническим сооружением.
По направлению использования плотины могут быть энергетическими сооружениями с целью водоснабжения, орошения, улучшения судоходства, регулирования рек и т. д., либо решения этих задач в комплексе.
Плотины бывают земляные, каменные, деревянные, бетонные, железобетонные и из др. материалов. По конструктивному признаку и характеру сопротивления, сдвигу под действием напора воды различают плотины: гравитационные, арочные, контрфорсные и заанкеренные (консольные).
Гравитационные плотины (земляные, каменные, деревянные, ряжевые, бетонные) характеризуются тем, что их устойчивость против сдвига обеспечивается в основном силами трения между подошвой плотины и грунтом основания, пропорциональными весу сооружения. Арочные плотины (преимущественно бетонные) представляют собой в плане криволинейную стенку, работающую как свод, который через свои пяты передает горизонтальное давление воды почти полностью скальным берегам. Контрфорсные плотины (преимущественно железобетонные и бетонные) состоят из плоских, арочных или массивных перекрытий, непосредственно воспринимающих давление воды, и стенок-контрфорсов, служащих опорами для перекрытий. Заанкеренные плотины сопротивляются сдвигу в значительной мере благодаря заделке конструкции в основание при помощи устройства свайного или шпунтового фундамента, глубокого зуба, стальных тросов и др.
Типы и конструкции плотин определяются ее назначением, геологией и топографией места расположения, гидрогеологическими и экологическими условиями.
Плотины могут быть глухими, то есть не допускающими пропуска через них воды, и водосливными. Вода пропускается через водосливные (поверхностные) отверстия на гребне плотины, через водоспускные (глубинные) отверстия или комбинированно. Основания, на которых возводятся плотины, обычно водопроницаемы. Гидравлический напор, создаваемый плотиной, обусловливает фильтрацию воды в грунтах основания, которая может явиться причиной суффозии и тем самым ослабления несущей способности основания. Во избежание размывов в основании плотины сооружают флютбет, состоящий из понура, водобоя и рисбермы. В нижнем бьефе непосредственно за телом водосливной плотины на нескальном основании устраивают крепление русла (водобой и рисберма), а перед плотиной делают водонепроницаемый понур, служащий для защиты русла и удлинения пути фильтрации воды под сооружением. Для борьбы с опасной фильтрацией, кроме флютбета, применяют также шпунтовые стенки, зубья, цементационные, силикатные и др. завесы в основании плотины. Устройство дренажа в основании наряду с этими мероприятиями снижает давление фильтрационного потока на подошву плотины, что повышает ее устойчивость и уменьшает вес.
Для регулирования уровней воды в верхнем бьефе и пропускаемых расходов воды служат затворы, позволяющие закрывать или открывать водосбросные отверстия полностью или частично. Водосливные отверстия отделяются друг от друга быками, крайние из них называются устоями и сопрягают плотину с берегами или соседними сооружениями. По верху быков и устоев располагают служебный мост. В зависимости от высоты плотины делятся на низконапорные (до 10 м), средненапорные (от 10 до 40-50 м) и высоконапорные (более 40-50 м).
Основные силы, действующие на плотину: давление воды (статистическое, динамическое, волновое, фильтрационное), собственный вес сооружения и расположенных на нем устройств, давление грунта основания и берегов, а также засыпок и отложившихся в верхнем бьефе наносов, сейсмические силы, давление льда, ветра, силы, вызываемыми объемными деформациями материала сооружения и др.
Земляные плотины в поперечном сечении имеют форму трапеции или близкой к ней фигуры; верх плотины называется гребнем, боковые грани – откосами. В зависимости от применяемых для тела плотины материалов и их размещения, а также способа обеспечения водонепроницаемости земляные плотины подразделяются на следующие типы: однородные, выполненные из одного грунта (песка, супеси, суглинка); неоднородные – из разных грунтов, располагаемых в порядке убывающей к нижнему бьефу водонепроницаемости, или с водонепроницаемым грунтом в центральной части профиля плотины ядро; с противофильтрационными устройствами в виде экранов и диафрагм - пластичных, выполненных из супесей, суглинков и глин, или жестких – из железобетона, бетона, металла и дерева; каменно-земляные, в которых преобладает грунт, и только низовая часть выполнена из камня.
По способу возведения земляные плотины подразделяются на насыпные, сооруженные путем отсыпки грунта слоями, уплотнением его укаткой и трамбованием, и намывные, осуществляемые методом гидромеханизации. В отдельных случаях земляные плотины возводят путем отсыпки грунта без последующей его укатки, отсыпки грунта в воду или путем направленных взрывов.
Для уменьшения зоны фильтрационного насыщения тела плотины, повышения устойчивости ее откосов и отвода профильтровавшейся воды в нижнем бьефе служит дренаж, осуществляемый путем введения в тело плотины полостей, заполненных крупнозернистым материалом (камень, гравий). Откосы плотины со стороны верхнего бьефа защищают от разрушения волнами и льдом креплением из железобетонных плит или камня; гребень крепится в зависимости от его использования (класса дороги). Для пропуска воды из верхнего бьефа в нижний служат водосбросы, устраиваемые обычно в берегах, применяются также водоспуски в теле плотины. Благодаря своей высокой экономичности и возможности возведения практически на любых основаниях земляные плотины очень широко распространены.
Каменные плотины, аналогично земляным, имеют в поперечном сечении форму трапеции, но с более крутыми откосами. Они могут быть образованы из наброски или отсыпки камня, из каменной наброски и сухой кладки с напорной стороны, из сухой кладки, постелистого камня, из каменной наброски и грунта, создающей уширенный экран или ядро (каменно-земляные плотины).
Деревянные плотины характеризуются тем, что нагрузки от воды воспринимаются в основном деревянной конструкцией, устойчивость же против сдвига обеспечивается заделкой ее в основание при помощи свай, а в ряжевых конструкциях – загрузкой грунтом.
Деревянные плотины поддерживают обычно небольшие напоры (от 2 до 6-8 м), в редких случаях – до 16-20 м (ряжевые плотины). Основная порода дерева в конструкции плотины – сосна. Деревянные плотины дешевы, но не долговечны. В настоящее время практически не возводятся.
Бетонные и железобетонные плотины являются наиболее распространенными среди крупных и средних плотин. По конструктивному признаку они могут быть разделены на гравитационные, арочные, контрфорсные. Форма плотины в плане может быть прямолинейной или криволинейной. Для скальных оснований при коэффициенте трения 0,65 шир. плотины в подошве равна 0,70-0,85 высоты. Для нескальных оснований коэффициент трения падает: для песка до 0,4-0,5, для глины до 0,2-0,3; соответственно увеличивается относительная шир. основания, могущая достигать двойной высоты; плотина получает распластанный профиль. Шир. гребня плотины назначается в соответствии с требованиями эксплуатации. Во избежание трещин в результате температурных деформаций плотины или неравномерных осадков тело плотины расчленяют конструктивными поперечными швами. Расстояние между швами зависит от высоты плотины, характера створа, основания и климатических условий. Кроме того, тело плотины разделяют температурно-усадочными строительными швами. Вблизи напорной грани устраивается дренаж для отвода фильтрационных вод и недопущения их в массив бетона. Массивные плотины сооружаются из бетона, обладающего водоне-проницаемостью (плотностью), достаточной прочностью, долговечностью и морозостойкостью. Высота современных бетонных плотин достигает более 300 м.

Лит.: Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1983.

В. А. Березнев
 

Авторы

Автор

Библиографии

Источник библиографии
_Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1983.
 

Предметные ссылки

Статья
СУФФОЗИЯ
 
Источник
Все замечания и пожелания присылайте на webmaster@permculture.ru
Все права защищены и охраняются законом. © 2008-2019 ПГОУБ.