Дренажная призма

Весьма распространенный тип дренажа, оправдавший себя на практике и имеющий много положительных сторон, к числу которых можно отнести:

- доступность  выполнения  простыми  средствами;

- повышение устойчивости низового откоса (своего рода упор для плотины);

- защиту низового откоса от волновых воздействий;

- дренирование не только плотины, но и ее основания;

- дренирование тела плотины при подъеме уровня воды в нижнем бьефе.

Недостаток дренажной призмы состоит в том, что поперечное сечение ее во много раз превышает потребные размеры, необходимые для приема и отвода профильтровавшейся воды, отсюда требуется очень большой объем камня и материалов для обратного фильтра. Устройство призмы трудоемко и требует применения ручного труда.

В поперечном сечении дренажная призма имеет форму трапеции с заложением откоса со стороны плотины не менее 1,25, а со стороны нижнего бьефа не менее 1,5.

Изменение заложения откосов дренажа в большую сторону не ограничивается, если это вызывается снижением кривой депрессии или дренированием грунтов основания.

Ширину дренажной призмы поверху назначают по конструктивным соображениям или из условия производства работ. Какое-либо хозяйственное или строительное использование гребня призмы, например положение по ней дороги, недопустимо. Ширина дренажной призмы поверху обычно бывает от 1/4 до 1/3  ее высоты, но не менее 1 м. Ориентировочно считают, что высота дренажной призмы составляет 0,15-0,20 от высоты плотины. При принятой высоте призмы, исходя из обеспечения заданного расстояния от плоскости низового откоса до кривой депрессии, можно определить ширину дренажной призмы по основанию.

В тех случаях, когда в нижнем бьефе есть вода, гребень дренажной призмы располагают выше максимального уровня с запасом на накат волны. При кратковременном подъеме уровня воды нижнего бьефа выше гребня дренажа, что бывает в водохранилищных плотинах в период пропуска паводковых расходов, допускается выполнять дренаж  пониженной   высоты,   а  низовой откос выше гребня для предупреждения размыва от волновых воздействий укреплять (рис. 39).


Рис. 39 Дренажная призма:
1 - обратный фильтр;  2 - откос  плотины;  3 - отмостка;  а - не   менее глубины промерзания.

Обратный фильтр в дренажных призмах укладывают по двум плоскостям - со стороны примыкания к плотине и по основанию. Если грунты тела плотины и основания одинаковы, обратный фильтр также будет одинаковым по обеим плоскостям. При разных грунтах тела плотины и основания в многослойных обратных фильтрах количество слоев по плоскостям может быть разное, соответственно диаметры фракций по слоям могут не совпадать.

По предложению Л. М. Босовского на Мингечаурской земляной плотине был осуществлен дренаж в виде призмы, сложенный из пустотелых бетонных блоков. В поперечном сечении блоки имели восьмиугольную форму с круглым отверстием в центре диаметром 8 см, при длине блока 40 см. ;Кладку блоков вели насухо без раствора. По периметру призмы был предусмотрен обратный фильтр. Профильтровавшаяся вода из тела плотины попадала в отверстие блоков через зазоры между торцами и через ложбинки торцов. Подсчеты Л. М. Босовского показали экономическую целесообразность применения такой конструкции дренажа, а эксплуатация в течение нескольких лет - удовлетворительную работу.