Превышение гребня плотины над расчетным статическим уровнем воды

Глухие земляные плотины не допускают перелива воды через гребень. Поэтому последний должен иметь гарантированный запас над расчетным статическим уровнем воды, определяемый по формуле (рис. 33):


(82)

 

Рис. 33 Схема к определению отметки гребня плотины:
1 - расчетный статический уровень; 2 - уровень ветрового нагона; 3 - уровень наката волны на откос; 4 - гребень плотины.

где   - высота наката волны на откос, определяемая по формулам (70-77);
a - конструктивный запас, принимаемый в зависимости от класса капитальности сооружений (табл. 18);
высота   ветрового   нагона,   определяемая   по формуле:

(83)


Здесь    k - коэффициент, численное   значение   которого принимают 6x10-3;

W10 - расчетная скорость ветра, м/сек;

D - разгон ветровой волны, км;

Н - глубина водоема, м .
- угол между осью водоема и направлением ветра.


Величину d определяют по формуле (82) для каждого из двух уровней водохранилища - НПУ и МПУ. Для обоих значений d находят отметку гребня плотины и большую из них принимают в конструкции поперечного профиля.

Определяющим параметром при вычислении превышения гребня над расчетным статическим уровнем воды является скорость ветра, для которой расчетная обеспеченность принимается:

- при НПУ для плотин I и II классов не менее 1%, а для плотин III и IV классов не менее 3%;

- при МПУ для плотин всех классов равна среднемноголетней, наблюдаемой в сроки форсирования уровней.

Следует отметить, что при малой разности двух уровней в верхнем бьефе, решающим будет расчет при НПУ, в то время как при значительной разности возможен расчетный случай при МПУ.

Для земляных плотин, преимущественно низких, когда величины ветровой волны и нагона в сумме дают меньше 0,5 м, превышение гребня плотины независимо от класса сооружения принимается не менее 0,5 м.

Снижение отметки гребня плотины и, как следствие этого, уменьшение объема насыпи можно получить, устраивая водонепроницаемый парапет, располагая его на бровке гребня плотины с верховой стороны (рис. 34).



Рис. 34. Земляная плотина с парапетом на гребне:
1 - парапет;    2 - тело  плотины;    3 - сокращаемый    объем    насыпи    при устройстве парапета.

В этом случае превышение d, определяемое из формулы (82), исчисляется от расчетного статического уровня до верха парапета.
При устройстве парапета необходимо, чтобы гребень плотины был выше МПУ и в то же время не менее чем на 0,3 мвыше НПУ.

Сокращение объема работ насыпи при варианте с парапетом особенно заметно для плотин сравнительно небольшой высоты. Сопоставляя затраты на устройство парапета и экономию от сокращения земляных работ, можно установить предельное значение высоты плотины, при которой с точки зрения капитальных затрат выгодно устраивать парапет.

Конструктивное решение парапета может быть самым разнообразным. Наиболее пригодным материалом для него являются бетон, железобетон, бутовый камень, кирпич, а в некоторых случаях гранитные плиты. Исходя из применяемых материалов, парапет выполняют в монолитном или сбросном варианте. Форма парапета также может быть самой различной: в простейшем случае это стенка прямолинейного очертания с возвышением над гребнем плотины 0,8-1,20 м. Заглубление парапета в грунт определяется его устойчивостью. Более совершенная форма парапета криволинейная в


Рис. 35 Конструкции парапетов:
а - из бутовой кладки;    б - из    бетонных    сборных    плит;    в - из    сборных железобетонных плит; г - из монолитных армированных бетонных плит с криволинейной   поверхностью;   д - из    сборных   армированных    бетонных    плит; 1 - пироны;   2 - бетон;   3 - плита   парапета;  4 - стык   плиты   и  парапета.

плоскости, обращенной к водохранилищу. При такой форме всплески ветровой волны будут направлены от гребня плотины, и эксплуатационные условия для проезжей части дороги будут более благоприятными. Примеры конструктивного решения парапетов из различных материалов приведены на рисунке 35.