Противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины

 

СаОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (д11 4 Е 02 В 3/16

° crrnp sy

13,, „ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ ийлнатыл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3846887/29-15 (22) 22.01.85 (46) 07.07.86. Бюл. %" 25 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии

"ВОДГЕО" (72) В. П. Недрига, К. Н. Анахаев, М. Я. Дидович и E. В. Ткаченко (53) 626.134(088.8) (56) Моисеев С. Н., Моисеев И. С.

Каменно-земляные плотины. М.: Энергия, 1977, с. 14, рис. 1-12.

Проектирование и строительство больших плотин. Материалы IX Международного конгресса по большим плотинам, вып. 4. М.: Энергия, 1973, с. 143, рис. 114. (54) (57) 1 . ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЕ

УСТРОЙСТВО КАМЕННО-ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ, расположенное на непроницаемом основании, включающее водоупорный элемент иэ связного грунта с фильтром на низовой грани и эуб, расположенный в концевой части подошвы водоупорного элемента, выполненный из материала с проницаемостью, равной проницаемости материала водоупорного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы противофильтрационного устройства эа счет снижения выходных градиен" тов напора, оно снабжено пластовым дренажом, выполненным по всей подошве зуба, а фильтр выполнен в нижней части эаглубленным в основание по низовой грани зуба и присоединей к пластовому дренажу.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что верховая грань зуба выполнена по кривой с выпуклостью, обращенной в сторону фильтра.

3. Устройство по гп, 1 и 2, о т л и ч а ю m е е с я тем, что глубина" зуба определена по формуле

Н 3> s ing ccs(8-90 ) миц сов (9-90 ) где S — глубина зуба, м;

Н вЂ” глубина воды над подошвой водоупорного элемента, м;

1242561

2 — ширина зуба по подошве водоупорного элемента, м; — кратчайшая длина линии тока мин к месту сопряжения низовых граней водоупорного элемента и зуба, м;

=L ° ÁiÏ ; мин — угол между верховой гранью противофильтрационного устройства и подошвой водоупорного элемента, град;

6 — угол между верховой гранью зуба и поверхностью пластового дренажа, град; толщина противофильтрационно

ro элемента по подошве, м.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства„ а именно к строительству каменно-земляных плотин, и может быть применено при сооружении энергетических, ирригационных н водохозяйственных гидроузлов, а также объектов промышленной гидротехники, хвостохранилищ и накопителей отходов промышленных производств.

Целью изобретения является повышение надежности работы йротивофильтрационного устройства за счет снижения выходных градиентов напора.

На фиг. 1 изображено противофильтрационное устройство каменно-земляной плотины, поперечное сечение; на фиг. 2 — то же, вариант выполнения верховой грани зуба по кривой.

Противофильтрационное устройство состоит из расположенного на непроницаемом основании 1 водоупорного элемента 2, выполненного из связного грунта с фильтром 3 на низовой грани, зуба 4, расположенного в концевой части подошвы водоупорного элемента 2, выполненного из материала с проницаемостью, равной проницаемости материала водоупорного элемента 2, и пластового дренажа 5, выполненного по всей подошве зуба 4. Верховая грань зуба 4 может быть выполнена по кривой с выпуклостью, обращенной в сторону фильтра 3.

Предлагаемое противофильтрационной устройство работает следующим образом.

В период эксплуатации противофильтрационного устройства им воспринимается почти весь напор, действующий на плотину, в результате жидкость фильтрует через водоупорный элемент 2, который, в целях сни10 жения расходов и скоростей фильтрационного потока выполняют из связного грунта. Для увеличения фильтрационной прочности грунта водоупорного элемента 2 по его

Низовой грани устраивают фильтр

3 . Устройство пластового дренажа 5 по поцошве зуба 4, расположенного в концевой части подошвы водоупорного элемента 2, снижает ветц чины выходных градиентов напора (Is,ö1 по высоте высачивания, а устройство по низовой грани зуба 4 фильтра 3, соединенного с пластовым дренажом 5, снижает величину выходного градиента

25 напора Х в месте сопряжения низовых вой грани водоупорного элемента 2 с непроницаемым основанием I..

Фильтрационный поток, профильтровавшись через водоупорный элемент 2, ЗО попадает в фильтр 3 и пластовый дренаж 5.

При вертикальной ориентации фильтрационного потока в низовой части противофильтрационного устройства в

1242561

ВНИИПИ Заказ 3671/28 Тираж 641 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лучае применения пластового дренажа по всей подошве зуба снижаются значения углов Р между линиями тока, выклинивающимися по высоте высачивания, и низовой гранью. Значение угла Р связано с величиной выходного градиента напора 1в цх по высоте высачивания известной зависимостью

sink

I вых cos В где sc — угол наклона низовой грани к горизонту, поэтому при снижении значения угла снижается также и величина выходного градиента I вых а следовательно, повышается фильтрационная устойчивость грунта противофильтрационного устройства.

Заведение фильтра по низовой грани зуба в основание и присоединение его к пластовому дренажу обеспечивает значительное снижение величины выходного градиента напора I в в вых месте сопряжения низовой грани водоупорного элемента с непроницаемым основанием до значения Ь д =

Твы„o> де Iâ значение выходного градиента в том же месте в предлагаемом устройстве за счет существенного снижения значения угла Р в этом месте, достигающееся возможностью свободного выхода фильтрационного потока через низовую грань зуба.

Выполнение верховой грани зуба криволинейной с выпуклостью, обращенной в сторону фильтра, обеспечивает дополнительное снижение значений выходных градиентов по низовой грани устройства за счет дополнительного снижения значения углов P .

Выполнение зуба с глубиной (Б), определенной по формуле

t0 Н Ыq sing cos(g-9(f )

Н-0ÄÄÄ cos70-90в) где Н вЂ” глубина воды над подошвой водоупорного элемента;

1 — ширина зуба по подошве водоупорного элемента, м; — кратчайшая линия тока к месту сопряжения низовых граней водоупорного элемента и зуба;

20 — угол между верховой гранью и подошвой водоупорного элемента, град; угол между верховой гранью зуба и поверхностью пласто25 вого дренажа, град.

Так, например, максимальное значение выходного градиента по низовой грани Isb,„ „ -— 5 снижается до значени" Iebi» ma =2 44 т.е. в 2,05 раз>

30 при этом максимальное значение выходного градиента в пластовый дренаж

*p равно I „„„. =3 4, т.е. состав выg мах