Противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины

ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИ(46) 07.07,86. Бюл. Ф 25 (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (72) В. П. Недрига, К. Н. Анахаев, М. Я. Дидович и Е. В. Ткаченко (53) 626,134(088.8)(56) Моисеев С. Н., Моисеев . С. Каменно-земляные плотины. М Энергия, 1977, с. 14, рис. 1-12.Проектирование и строительство больших плотин. Материалы 11 Международного конгресса по большим плотинам, вып. 4. М.: Энергия, 1973, с. 143, рис. 114.(54)(57) 1. ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЕУСТРОЙСТВО КАМЕННО-ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ,расположенное на непроницаемом основании, включающее водоупорный элементиэ связного грунта с фильтром на низовой грани и эуб, расположенный вконцевой части подошвы водоупорногоэлемента, выполненный из материалас проницаемостью, равной проницаемости материала водоупорного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности работы противофильтрационного устройства эа счет снижения выходных градиен"тов напора, оно снабжено пластовымдренажом, выполненным по всей подошве зуба, а фильтр выполнен в нижнейчасти эаглубленным в основание по низовой грани зуба и присоединей кпластовому дренажу.1242561 2. Устройство по и, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что верховаягрань зуба выполнена по кривой свыпуклостью, обращенной в сторонуфильтра. 3. Устройство по гп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что глубина" зуба определена по формулеН Г, в хп сов(8-90 )Н Р мнц сов(9-90) где Б - глубина зуба, м; Н - глубина воды над подошвой водоупорного элемента, м; гИзобретение относится к областигидротехнического строительства аименно к строительству каменно-земляных плотин, и может быть примененопри сооружении энергетических, ирригационных н водохозяйственных гидроузлов, а также объектов промышленнойгидротехники, хвостохранилищ и накопителей отходов промышленных произЦелью изобретения является повышение надежности работы йротивофильтрационного устройства за счет снижениявыходных градиентов напора,На фиг. 1 изображено противофильтрационное устройство каменно-землянойплотины, поперечное сечение; нафиг. 2 - то же, вариант выполненияверховой грани зуба по кривой.Противофильтрационное устройствосостоит из расположенного на непроницаемом основании 1 водоупорногоэлемента 2, выполненного из связногогрунта с фильтром 3 на низовой грани, зуба 4, расположенного в концевой части подошвы водоупорного элемента 2, выполненного из материалас проницаемостью, равной проницаемости материала водоупорного элемента 2,и пластового дренажа 5, выполненногопо всей подошве зуба 4, Верховаягрань зуба 4 может быть выполнена покривой с выпуклостью, обращенной всторону фильтра 3. 2 - ширина зуба по подошве водо.упорного элемента, м;- кратчайшая длина линии тока минк месту сопряжения низовыхграней водоупорного элементаи зуба, м;=1 вЫ;мин- угол между верховойграньюпротивофильтрационного устройства и подошвой водоупорного элемента, град;6 - угол между верховой граньюзуба и поверхностью пластового дренажа, град;толщина противофильтрационного элемента по подошве, м. Предлагаемое противофильтрационной устройство работает следующимобразом.В период эксплуатации противо 5 фильтрационного устройства им воспринимается почти весь напор, действующий на плотину, в результате жидкость фильтрует через водоупорныйэлемент 2, который, в целях сни 10жения расходов и скоростей фильтрационного потока выполняют изсвязного грунта. Для увеличенияфильтрационной прочности грунтаводоупорного элемента 2 по егоНизовой грани устраивают фильтр3 . Устройство пластового дренажа 5по поцошве зуба 4, расположенного вконцевой части подошвы водоупорного элемента 2, снижает ветцчины выходных градиентов напора (1 з,ц) повысоте высачивания, а устройство понизовой грани зуба 4 фильтра 3, соединенного с пластовым дренажом 5,снижает величину выходного градиента25 напора 1 в месте сопряжения низоеьхвой грани водоупорного элемента 2с непроницаемым основанием 1,Фильтрационный поток, профильтровавшись через водоупорный элемент 2,Зо попадает в фильтр 3 и пластовый дренаж 5. При вертикальной ориентации фильтрационного потока в низовой части противофильтрационного устройства в.лучае применения пластового дренажа по всей подошве зуба снижаются значения углов 1 между линиями тока, выклинивающимися по высоте высачивания, и низовой гранью, Значение угла 1 связано с величиной выходного градиента напора 1 в,х по высоте высачивания известной зависимостьюяп М1вых соягде М - угол наклона низовой грани к горизонту, поэтому при снижении значения угла 1 в снижается также и величина выходного градиента 1вых ф а следовательно, повышается фильтрационная устойчивость грунта противофильтрационного устройства.Заведение фильтра по низовой грани зуба в основание и присоединение его к пластовому дренажу обеспечивает значительное снижение величины выходного градиента напора 1 в ввых месте сопряжения низовой грани водо- упорного элемента с непроницаемым основанием до значения Ьхд = =(Оф 1-Оф 25) 1 вытод х д 1 взначение выходного градиента в том же месте в предлагаемом устройстве за счет существенного снижения значения углав этом месте, достигающееся возможностью свободного выхода фильтрационного потока через низовую грань зуба. 4Выполнение верховой грани зубакриволинейной с выпуклостью, обращенной в сторону фильтра, обеспечи.вает дополнительное снижение значений выходных градиентов по низовойграни устройства за счет дополнительного снижения значения углов /3 .Выполнение зуба с глубиной (Б),определенной по формуле10 Н 2 в япсоя(9-90 )ми где Н - глубина воды над подошвойводоупорного элемента;15 1 - ширина зуба по подошве водоупорного элемента, м;- кратчайшая линия тока к месту сопряжения низовых гранейводоупорного элемента и зуба;20- угол между верховой граньюи подошвой водоупорного элемента, град9 - угол между верховой граньюзуба и поверхностью пласто вого дренажа, град.Так, например, максимальное значение выходного градиента по низовойграни 1 вы щ =5 снижается до значе 44 т,е, в 2 05 разпри этом максимальное значение выходного градиента в пластовый дренажарравно 1 . =3,4, т.е. составляет всего 1=0,68 1 ых х