Плотина

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 57 19) Я 1),Е 02 0 ПИСАН ОБРЕТЕ ВТОРСН СВ ЬСТВУ:еТ Покровский,ович и М,Н.Эа минимо грун ьная а л длиноизависимо довател канали уженийопреди: г ина сло та в се п.3-5 ТниедтсыГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Гидротехнические сооружен Под ред. М.М.Гришина. "Высшая школ М., 1979, с. 229, рис. 9,2, схемы Ш-У.2. Рекомандации по проектирова нию и возведению плотин из низко- прочных и засоленных грунтов. М., Изд-во ВНИИВОДГЕО, 1981, с.53,(54)(57) ПЛОТИНА, включающая водопроницаемое засоленное основание, тело плотины и понур, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения стоимости строительства и увеличения срока эксплуатации, понурвыполнен из водонепроницаемогоматериала, перед понуром на водопроницаемое основание уложен слой засоленного грунта переменной толщины с коэффициентом фильтрации, равным или большим коэффициента фильтрации основания, при этом длинаучастка водопроницаемого основания,на котором отсыпан слой засоленного грунта, определяется подборомуравнения олщина слоя засоленноом сечении участкаеляется по следующей к,.нС. к=65т0 Зсминимальная толщзасоленного грунчении Х,функция, опрепо графику,коэффициент фильтраоснования, м/сут;напор на сооружение заданный срок эксплуатации сооружения, лет,концентрация насыщения воды солью, кг/м;содержание соли в грунтепо объему, доли едмощность водопроьицаемого засоленного основания,плотность соли, кг/м,абсцисса сечения участкаводопроницаемого основания перед понуром на которо отсыпан слой засапенног грунта 0 ( Х с 3длина участка водопро цаемого основания пер понуром, на котором о пан слой засоленного грунта.10 жения в этом случае увеличивают длину понура, что приводит к увеличению объема и стоимости сооружения.Известна также плотина, включающая. водопроницаемое засоленное основание, тело плотины и понур 21.Недостатками известной плотины являются необходимость устройства 30 понура предельной длины с тем, чтобы весь фильтрационный расход поступал в основание через понур, что приводит к увеличению стоимости сооружения, невысокий срок эксплуатации (50 лет) в связи с увеличением коэффициента фильтрации понура по мере вьпцелачивания из него солей, что приводит к увеличению фильтрационного расхода, и следовательно, снижению 40 срока эксплуатации сооружения. 25 Цель изобретения - снижение стоимости строительства и увеличениесрока эксплуатации,Поставленная цель достигается 45тем, что в плотине, включающейводопроницаемое засоленное основание, тело плотины и понур, последний выполнен из водонепроницаемогоматериала, перед понуром уложен слой 50засоленного грунта переменной толщины с коэффициентом фильтрации,равным или,большим коэффициентафильтрации основания, при этом длина участка ь водопроницаемого 55основания, на котором отсыпан слойзасоленного грунта, определяетсяподбором.из уравнения Изобретение относится к гидротехническому строительству, конкретно к строительству плотин на водопроницаемом засоленном основании, когда довольно сложно обеспечить устойчивость плотины в результате химической суффозии в основании.Известна плотина, включающая водопроницаемое основание, тело плотины и понур 111 .Недостатком известной плотины на водопроницаемом основании является трудность обеспечения ее устойчивости в случае наличия в основании соленосных пород, так как 35 в этом случае под действием химической суффозии происходит ухудше- . ние механических свойств грунтов основания, увеличение осадков основания и фильтрационных расходов, при 20 этом сооружение может разрушиться. Для обеспечения усго 9 иивости сооруа минимальная толщина слоя засоленного грунта в любом сечении участка длиной ь определяется по следующей зависимости:Ко НСнСо 3 сгде 1 - минимальная толщина слоязасоленного грунта,Г - функция, определяемаяпо графику,- коэффициент фильтрацииоснования, м/сут,Н - напор на сооружение, м;1 - заданный срок эксплуатациисооружения, лет,С - концентрация насьпценияводы солью, кг/мС - содержание соли в грунтепо объему, доли ед.)Г - мощность водопроницаемогозасоленного основания, м,- плотность соли, кг/м;Х - абсцисса сечения участкаводопроницаемого основанияперед понуром, на которомотсылая слой засоленногогрунта 0 ( Х сь - длина участка водопроницаемого .основания перед понуром, на котором отсыпанслой, засоленного грунта.На фиг.1 представлен график дляопределения функции Е , на фиг.2предлагаемая плотина на засоленномпроницаемом основании, поперечныйразрез.Плотина включает засоленное основание 1, тело 2 плотины, водонепроницаемый понур 3, слой засоленногогрунта 4.Плотина работает следующим образом.После заполнения водохранилищаформируется постоянный фильтрационный поток в основании плотины, поскольку понур является водонепро/Фницаемым,то весь фильтрационный потокпоступает в основание только на длине 1, равной активной зоне фильтрацииперед понуром.Вода, фильтрующая в этой зонечерез слой засоленного грунта толщиной 1 п , насьпцается солями до пре:=1,5т 0,035 Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемой плотины на Нижне-Кафирганском гидроузле составит 342,73 тыс. руб. за счет сокращения длины понура с 450 м до 200 м. 3дела. При дальнейшем своем движении в основании плотины насыщенный фильтрационный поток не вызывает химической суффозии, в результате чего обеспечивается надежная работа пло 5 тины на заданный период эксплуата" цииЭтого же эффекта - увеличения срока эксплуатации сооружения на протяжении Ф лет можно достичь1 О путем снижения фильтрационного расхода в основании плотины за счет увеличения длины понура, что приводит к увеличению стоимости строительства.15П р и м е р. Каменно-землянаяФплотина с центральным супесчаным ядром Нижне-Кафирниганского гидро-узла на р,Кафирниган возводится на проницаемом загипсованном основании мощностью 7 = 25 м. Напор на сооружении Н = 50 м. Заданный срок эксплуатации т, = 50 лет, коэффициент фильтрации грунтов основания.1 = 0,25 м/сут, концентрация насыщения воды гипсом С = 3 кг/м. Плотность гипса 4 = 2,2 10 кг/м. Задан 3 ный срок эксплуатации сооружения можно обеспечить путем строительства понура из супесчаного грунта длиной 450 м и толщиной 3,0 м. При использовании предлагаемой плотины понур выполнен из водонепроницаемого материала, например, полиэтиленовой пленки, длиной= 200 м, перед понуром уложен слой гипса(СО= 1) .Длину активной зоны фильтрации определяет подбором по формуле 1 при , 200,44021 2 25036 Б Г О 0,44 тельно длина активной зоны фильтра- . ции 1 = 1,5 х 25 = 37,5 м.По формуле (2) определяем необходимую толщину слоя гипса, уложенного перед водонепроницаемым понуром1Ь для двух крайних сечений 1(,= 0,1 иХ = 15 Т025 ЬО 50 ЪЬ=зев , ом=4 Мм;022 БО БО Ьх: ЬББ, 4 ООЬБ 04 ЬБм. Таким образом, из результатов расчета видно, что при использовании предлагаемой плотины длину понура в данном случае можно сократить на 250 м и увеличить срок эксплуатации сооружения на 25-30 лет (25-30 лет продвижения фронта выщелачивания гипса в основании плотины под понуром длиной 200 м). 1Применение предлагаемой плотины на водопроницаемом основании по сравнению с известной по прототипу позволит снизить стоимость строительства за счет уменьшения длины понура и увеличить срок эксплуатации сооружения с 50 до 75-80 лет путем исключения химической суффозии в основании плотины, укладкой слоя соли или засоленного грунта перед водонепроницаемым понуром.1142579 Составитель В.КазаковТехред А,Бабинец Корректор М.Максимишииер актор М,Кол Заказ 674/29 1 ПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн Тираж 649 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва; Ж, Р Подписноеомитета СССРкрытийушская наб , д. 4/5