3. Дренажи в гидротехническом строительстве

Строительство подпорных гидротехнических сооружений на ре­ках, когда подземные воды гидравлически связаны с верхним бьефом до или после возведения ГТС, приводит к подпору и повы­шению уровня подземных вод на прилегающей территории.

Одним из необходимых элементов гидротехнических сооружений, которые разрабатываются при проектировании, является противофильтрационная защита.

Противофильтрационные элементы земляной или каменно-набросной плотины чаще всего устраивают для регулирования положения кривой де­прессии в теле земляной плотины, для организованного сбора и отвода фильтрационных вод и для предотвращения возникновения фильтрационных деформаций.

Наружный (наслонный) дренаж применяют обычно в сочетании с внутренними дренажами, образуя комбиниро­ванные дренажи. Чаще всего наслонный дренаж применяют на участках земляных плотин, перекрывающих периодически затапливаемую пойму.

Внутрен­ние и комбинированные дренажи создают кратчайший путь фильтрации. В этом состоит их основное назначение - регулирование положения кривой депрессии. Чем больше приближен дренаж к верхнему бьефу, тем более пони­жено положение кривой депрессии. Учитывая, что в большинстве случаев фильтрационный расход в силу малости ничем не ограничивается, дренаж можно было бы расположить очень близко к напорному откосу. Однако при этом его стоимость будет расти. В результате экономия, которая может быть достигнута за счет уст­ройства более крутого низового откоса при заглублении кривой депрессии, окажется меньше стоимости дренажа. Таким образом, оптимальное решение может быть получено в результате технико-экономического сопоставления ва­риантов плотин с различным заглублением дренажей в тело плотины.

В качестве противофильтрационных элементов может быть устроена дренажная каменная призма, плоский горизонтальный дренаж, трубчатый дренаж и т.д. Большое распространение получил труб­чатый дренаж. Если его выполнять из пористого бетона, то отпадает необхо­димость в укладке фильтра. Если используются перфорированные трубы, то необходима укладка фильтра.

Подбор состава фильтров выполняется из условия отсут­ствия суффозии, контактного размыва и контактного выпора. Суффозия учитывается в случае защиты песчаного или другого сыпучего грунта при подборе первого слоя фильтра в одно­родной песчаной плотине или второго и третьего слоев фильтров и переходных зон во всех других плотинах. Толщина фильтров в дренажных сооружениях назначается из условия производства работ не менее 0,3 м.

Различные варианты проектирования дренажа и фильтрационные расчеты рассматриваются в справочной литературе.

В практической работе выполним проектирование трубчатого фильтра земляной дамбы на водонепроницаемом основании в соответствии с рекомендациями, изложенными в «Справочнике проектировщика» [1].

Практическая работа №4 проектирование трубчатого дренажа ограждающей дамбы водохранилища

Для предотвращения подтопления территории, прилегающей к ограждающей дамбе водохранилища-охладителя ГРЭС в теле дамбы запроектирован трубчатый дренаж. Расчетная схема устройства трубчатого дренажа показана на рис.4.1.

Рис.4.1. Схема для фильтрационных расчетов дамбы из однородного грунта на водонепроницаемом основании с трубчатым дренажем.

Требуется рассчитать удельный фильтрационный расход дренажных вод, ординаты кривой депрессии при НПУ (основной расчетный случай) и ФПУ (поверочный расчетный случай).

Выполнив проектирование дренажа и определив проектное положение депрессионной поверхности при отметках НПУ и ФПУ в водохранилище, можно будет контролировать работу дренажа по положению депрессионной поверхности, информацию о котором получают по наблюдениям за уровнями воды в пьезометрах, устанавливаемых на откосах дамбы.