Границы крепления верхового откоса

При креплении откосов устанавливают две границы: верхнюю (надводную), находящуюся выше расчетного уровня воды, и нижнюю (подводную) - под минимальным уровнем сработки водохранилища (рис. 77).

Границу верхней (надводной) части крепления определяют по зависимости:

(117)

где   а1 - возвышение  верхней  границы  крепления над расчетным статическим уровнем,  который  может быть как НПУ, так и МПУ, в зависимости от того, при каком из этих уровней определена отметка гребня плотины;

hн - высота наката волны на откос;
- высота нагона волны.


В водохранилищных плотинах малой и средней высоты и небольшой протяженности верхнюю границу крепления часто доводят от отметки гребня плотины.


Рис. 77. Зональное распределение крепления откоса:
1 -  эпюра   силовых   воздействий;   2 - граница   верхнего   крепления;  3 - граница  нижнего крепления.

Для плотин же повышенной высоты и большой протяженности (исчисляемой иногда километрами) целесообразно заканчивать крепление на расчетной отметке, а выше делать облегченное крепление, назначение которого предохранить откос от случайного разрушения.

Нижняя граница крепления определится допускаемой скоростью течения для грунта неукрепленной части откоса. Значение допускаемой скорости можно взять с графика (см. рис. 29), а точку нахождения этой скорости на откосе - по эпюре волновых скоростей.

При определении нижней границы крепления принимается минимальный уровень воды в водохранилище. В тех случаях, когда возможны испарение или сработка воды до отметки порога водоразборного сооружения, расположенного ниже УМО, границу подводного крепления понижают на величину дополнительной сработки.

В водохранилищах, не имеющих призмы сработки, когда в течение всего эксплуатационного периода поддерживается, НПУ, а форсирование уровня кратковременно и незначительно, границы верхнего и нижнего крепления располагают относительно одного уровня. Такой случай характерен для речных водозаборных узлов, имеющих в составе глухую земляную плотину.

Исходя из практических рекомендаций, без построения эпюры волновых скоростей нижнюю границу крепления откоса определяют по зависимости:

(118)

где  а2 - вертикальное    расстояние    от    минимального уровня в водохранилище до нижней границы крепления  (рис.- 77);

h - высота   волны   %   обеспеченности   при   минимальном уровне и заданной скорости ветра.

Принятая граница крепления должна находиться ниже подводной кромки льда не менее чем на 0,3 м.

Назначая нижнюю границу крепления откоса, следует принять во внимание первоначальный режим наполнения водохранилища. Если при этом режиме возможны волновые воздействия на неукрепленную часть откоса и, следовательно, его разрушение, нужно предусмотреть облегченное крепление ниже принятой границы крепления.


Рис. 78. Назначение упоров крепления откосов:
а - крепление без упора; б - крепление с упором;  1 - плита в проектном положении: 2 - плита после подмыва откоса; 3 - зона подмыва; 4 - упор.

Рассматривая крепление откоса от верхней границы до нижней, можно видеть, что силовые воздействия, определяющие мощность крепления, не остаются постоянными, а изменяются по закону прямой. Крайние значения ординат эпюры волновых воздействий равны нулю, в то время как максимальное значение соответствует только одной точке А (рис. 77). Исходя из этого, нет необходимости на всей длине укрепляемого откоса принимать постоянную толщину крепления; следует менять ее в соответствии с величиной ординат силовых воздействий.

Так как линейное изменение толщины крепления, трудно осуществимо в производственных условиях, целесообразно дать разбивку по высоте на зоны и для каждой зоны принять постоянную толщину крепления. Переход же от большей толщины к меньшей осуществить ступенями  (рис. 77).

Это позволит разделить все покрытие откоса на участки, применяя в зоне наиболее интенсивных силовых воздействий основное крепление, а на остальной части облегченное.