Облегченный паводковый резервный водосброс при грунтовой плотине

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве вспомогательного водосброса в береговой части тела грунтового подпорного сооружения для пропуска паводков редкой повторяемости, при наличии в составе гидроузла основного водосброса. Облегченный паводковый резервный водосброс при грунтовой плотине включает грунтовую размываемую вставку, защитное покрытие из геосотового геосинтетического материала с перфорацией 9, заполненного мелкозернистым щебнем 10 и пористым бетоном 11, геомембрану 12 с ребрами жесткости прямоугольного профиля, которая закреплена металлическими анкерами с полиэтиленовой прокладкой 14. Высота размываемой грунтовой вставки определяется по следующей формуле: , где Нвст - высота размываемой вставки, м; - отметка форсированного подпорного уровня воды, м; - отметка нормального подпорного уровня воды, м; а - превышение отметки над верхом гребня размываемой вставки, м. Использование данного технического решения позволит повысить надежность работы резервного водосброса и обеспечит безопасный пропуск сверхвысоких расходов воды в период паводков и половодий, а также снизить стоимость сооружения по сравнению с бетонными гидротехническими сооружениями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве вспомогательного водосброса в береговой части тела грунтового подпорного сооружения для пропуска паводков редкой повторяемости, при наличии в составе гидроузла основного водосброса.

Известен резервный водосброс грунтового подпорного сооружения (патент RU 2256742, опубл. 20.12.1995), включающий устои, расположенную между устоями грунтовую размываемую вставку, выполненную в виде плотины с отметкой гребня ниже отметки гребня грунтового подпорного сооружения, и водобой, снабженный гасителями. Резервный водосброс грунтового подпорного сооружения разработан с целью снижения его материалоемкости по сравнению с бетонными водосбросами и может быть использован в качестве вспомогательного водосброса для пропуска паводков редкой повторяемости.

Недостатком данной конструкции является то, что размыв грунтовой вставки будет происходить в течение длительного периода времени, поскольку железобетонные плиты, устроенные на верховом откосе размываемой вставки, будут препятствовать размыву грунта, что, в свою очередь, может привести к преждевременному переливу воды через гребень плотины. Также после размыва грунтовой вставки пропуск паводковых вод будет осуществляться до отметки верха водосливной стенки, которая находится ниже отметки нормального подпорного уровня воды, что повлечет за собой сброс полезного объема воды, который предназначен для водопользователей.

Известен резервный водосброс грунтовой плотины (патент RU 2498007, опубл. 10.11.2013), предназначенный для пропуска чрезвычайных паводков, выполненный в гребне плотины, где устроен искусственный проран трапецеидального сечения, глубиной до отметки расчетного уровня перелива воды, в ложе которого уложено защитное покрытие из полимерного материала в виде геомембраны, закрепленной со стороны верхнего бьефа и на бровках откосов искусственного прорана пригрузами, а на низовом откосе плотины, по ширине искусственного прорана, устроен водопроводящий лоток, переходящий в водобойную часть водосброса, дно которых выполнено из двойного полотнища геомембраны с несовпадающими отверстиями, предназначенными для свободного отвода фильтрационного потока, приваренного к защитному покрытию искусственного прорана, а стенки и гасители энергии водного потока сформированы из гибких оболочек, заполненных песком.

Недостатком данного технического решения является то, что при пропуске паводков редкой повторяемости возможны повреждения защитного покрытия из геомембраны за счет гидродинамических сил водного потока и недостаточного его закрепления к основанию водосливного тракта резервного водосброса. Другим недостатком является устройство данной конструкции в гребне земляной плотины, что, в свою очередь, может повлиять на безопасность всего гидроузла в целом, если будет нарушена целостность защитного покрытия из геомембраны.

Наиболее близким техническим решением является резервный водосброс грунтового подпорного сооружения (варианты) (патент RU 2573328, опубл. 20.01.16), включающий грунтовую размываемую вставку, выполненную в виде призмы трапецеидального сечения, расположенную в водопроводящей части резервного водосброса, где по всему периметру ложа, а также на верховом и низовом откосах устраивается защитное покрытие из полимерной геомембраны, которая заполняется в период строительства грунтом, аналогичным телу плотины.

Недостатком вышеприведенного изобретения является то, что защитное покрытие быстроточной части резервного водосброса выполнено из геомембраны, где при пропуске паводков возникают существенные гидродинамические силы водного потока, которые могут привести к разрыву отдельных полотнищ покрытия из геомембраны между собой в местах их соединения.

Цель изобретения - устройство в береговой части грунтовой плотины облегченного паводкового резервного водосброса с размываемой грунтовой вставкой для безопасного пропуска расходов воды редкой повторяемости.

Облегченный паводковый резервный водосброс в береговой части тела грунтовой плотины предназначен для предотвращения разрушения плотины в случае пропуска сверхвысоких (поверочных) расходов воды.

Технический результат - безопасный пропуск паводка редкой повторяемости через сооружение за счет устройства надежного защитного покрытия по всей площади водосливного тракта облегченного паводкового резервного водосброса.

Технический результат достигается за счет выполнения облегченного резервного водосброса при грунтовой плотине, включающего грунтовую размываемую вставку, представляющую собой призму трапецеидального сечения, расположенную в водопроводящей части резервного водосброса, где по всему периметру ложа, а также на верховом и низовом откосах устраивается защитное покрытие из геосотового геосинтетического материала с перфорацией, заполненного мелкозернистым щебнем и пористым бетоном, поверх которого уложена полимерная геомембрана с ребрами жесткости прямоугольного профиля, расположенная между водосливным порогом водосброса и размываемой грунтовой вставкой. При этом полимерная геомембрана закреплена металлическими анкерами с полиэтиленовой прокладкой и последующей ее заваркой к полимерному полотну защитного покрытия. Высота размываемой грунтовой вставки определяется по следующей формуле: , где Нвст - высота размываемой вставки, м; - отметка форсированного подпорного уровня воды, м; - отметка нормального подпорного уровня воды, м; а - превышение отметки над верхом гребня размываемой вставки, м.

Изобретение поясняется фигурами: Фиг. 1 - Схема облегченного паводкового резервного водосброса при грунтовой плотине. Продольный разрез; Фиг. 2 - Схема водосливной части облегченного паводкового резервного водосброса. Поперечный разрез А-А; Фиг. 3 - Схема быстроточной части облегченного паводкового резервного водосброса. Поперечный разрез Б-Б; Фиг. 4 - Схема защитного покрытия. Узел 1.

Цифрами на чертежах обозначено: 1 - грунтовая размываемая вставка; 2 - защитное покрытие; 3 - грунтовая плотина; 4 - водосливной порог; 5 - водосливная часть резервного водосброса; 6 - быстротечная часть резервного водосброса; 7 - бетонный уступ; 8 - трубчатый дренаж; 9 - геосотовый геосинтетический материал с перфорацией; 10 - мелкозернистый щебень; 11 - пористый бетон; 12 - полимерная геомембрана с ребрами жесткости; 13 - основание защитного покрытия из суглинка; 14 - металлический анкер с полиэтиленовой прокладкой; 15 - замок; 16 - отводящий канал.

Облегченный паводковый резервный водосброс с грунтовой размываемой вставкой 1, представляющей собой призму трапецеидального сечения, расположенную в водопроводящей части резервного водосброса, где по всему периметру ложа, а также на верховом и низовом откосах устраивается защитное покрытие 2. Водосброс расположен в береговой части тела грунтовой плотины 3 на отметке нормального подпорного уровня (НПУ). Он имеет водосливной порог 4, который включает в себя водосливную 5 и быстроточную 6 части резервного водосбросного сооружения, а также бетонный уступ 7. Верховой и низовой откосы водосливного порога выполнены аналогично откосам грунтовой плотины.

Водосливная и быстроточная части водосброса имеют вид лотка трапецеидального поперечного сечения. Под быстроточной частью конструкции устраивается трубчатый дренаж 8 для отвода фильтрационных вод. По всей площади водосливного тракта водосброса и частично на верховом откосе водосливного порога укладывают полотнища защитного покрытия 2 из геосотового геосинтетического материала с перфорацией 9, которые крепят между собой с помощью сварки. Их заполняют мелкозернистым щебнем 10 и покрывают тонким слоем пористого бетона 11. Сверху на них, а также на оставшуюся часть верхового откоса водосливного порога укладывают полотнища полимерной геомембраны с ребрами жесткости 12, которые соединяют между собой с помощью сварки и закрепляют к основанию защитного покрытия из суглинка 13 металлическими анкерами с полиэтиленовой прокладкой 14 и последующей ее заваркой к полимерному полотну защитного покрытия. Геомембрану у основания верхового откоса водосливного порога водосброса закрепляют с помощью замка 15. Низовой откос водосливного порога заканчивается уступом 7, который расположен в теле уплотненного суглинка и выполнен из бетона. Сброс паводков редкой повторяемости осуществляется в отводящий канал 16.

Облегченный паводковый резервный водосброс грунтовой плотины выполняется следующим образом (фиг. 1-4).

В береговой части тела плотины формируют водосливной порог. После чего подготавливают основание для защитного покрытия в ложе водосливной и быстроточной частях резервного водосброса, которое выполняют из уплотненного механизированным способом суглинка. Далее в ложе укладывают геосотовый геосинтетический материал с перфорацией, который засыпают мелкозернистым щебнем и покрывают тонким слоем пористого бетона. После чего сверху укладывают геомембрану с ребрами жесткости, которую крепят к основанию защитного покрытия с помощью металлических анкеров с полиэтиленовой прокладкой. Для исключения фильтрации в местах крепления анкеров полиэтиленовые прокладки крепят экструзионной сваркой к полимерному полотну защитного покрытия (полимерная геомембрана). Для отвода фильтрационных вод под быстротоком предусмотрен трубчатый дренаж. За быстротоком выполняют бетонный уступ. При наличии проезжей части на грунтовой плотине после завершения строительства резервного водосброса предусматривается возведение сборно-разборного металлического моста.

Высота размываемой вставки определяется исходя из того, что отметка водосливного порога резервного водосброса устанавливается на отметке НПУ, а гребень вставки принимается ниже отметки ФПУ на 0,1-0,3 м. Такое расположение отметки гребня вставки характеризуется тем, что над ней необходимо создать дополнительный напора переливающегося потока воды, чтобы начался интенсивный размыв грунта тела вставки и не произошел перелив паводковых вод через гребень грунтовой плотины. Отсюда высота вставки будет определяться по следующей формуле:

,

где Нвст - высота размываемой вставки, м; - отметка форсированного подпорного уровня воды, м; - отметка нормального подпорного уровня воды, м; а - превышение отметки над верхом гребня размываемой вставки, м.

Резервный водосброс при грунтовой плотине работает следующим образом: при подъеме уровня воды в верхнем бьефе водохранилища до отметки ФПУ (фиг. 1-4) поток переливается через гребень грунтовой вставки, размывая ее до полимерной геомембраны защитного покрытия для пропуска паводков редкой повторяемости. Фильтрационный поток отводится через трубчатый дренаж в отводящий канал.

Использование данного изобретения позволит повысить надежность работы резервного водосброса и обеспечит безопасный пропуск сверхвысоких расходов воды в период паводков и половодий.

1. Облегченный резервный водосброс при грунтовой плотине, включающий грунтовую размываемую вставку, представляющую собой призму трапецеидального сечения, расположенную в водопроводящей части резервного водосброса, где по всему периметру ложа, а также на верховом и низовом откосах устраивается защитное покрытие, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено из геосотового геосинтетического материала с перфорацией, заполненного мелкозернистым щебнем и пористым бетоном, поверх которого уложена полимерная геомембрана с ребрами жесткости прямоугольного профиля, расположенная между водосливным порогом водосброса и размываемой грунтовой вставкой.

2. Облегченный резервный водосброс по п.1, отличающийся тем, что полимерная геомембрана закреплена металлическими анкерами с полиэтиленовой прокладкой и последующей ее заваркой к полимерному полотну защитного покрытия.

3. Облегченный резервный водосброс по п.1, отличающийся тем, что высота размываемой грунтовой вставки определяется по следующей формуле: Hвст=∇ФПУ-∇НПУ-а, где Hвст - высота размываемой вставки, м; ∇ФПУ - отметка форсированного подпорного уровня воды, м; ∇НПУ - отметка нормального подпорного уровня воды, м; а - превышение отметки ∇ФПУ над верхом гребня размываемой вставки, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение представляет управляемое водоспускное сооружение для рыбоводческих прудов, включающее: вертикальную полую башню, состоящую по меньшей мере из двух соосно расположенных вертикальных цилиндрических труб, одна из которых неподвижно закреплена на дне водоема, где неподвижная труба 10 герметично соединена с заглубленной в грунт дна водоотводящей трубой 5, а другие выполнены с возможностью перемещения и поворота посредством механизированных ручных и автоматизированных средств, в процессе которого происходит плавное, без гидравлических ударов, открытие или переключение входных окон 8, изменяющих глубину уровня водоспуска из водоема.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения водного потока в концевых устройствах закрытых трубопроводов и туннельных водопропускных сооружений.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения водного потока после напорных водоводов в водобойном колодце. Гаситель энергии водного потока включает горизонтальный участок водовода 1 и колодец 9.

Группа изобретений относится к способам гашения энергии потоков жидкостей и газов и может быть использована в гидротехническом строительстве и в машиностроении. Единый изобретательский замысел изобретений заключается в максимальном использовании собственной кинетической энергии газовых, жидкостных потоков для самогашения энергии газов и жидкостей.

Концевой участок раструбного типа напорного водопропускного сооружения с вертикальным выходом потока относится к области гидротехники, а именно к конструктивным элементам напорных водопропускных сооружений, и может быть использован в качестве гасителя энергии потока напорного закрытого водовода водосброса, водовыпуска или водоспуска на гидроузлах со средними и высокими напорами.

Изобретение относится к гидротехнике, гидравлике, гидромеханике, а более конкретно к гидротехническим сооружениям, предназначенным для использования в составе гидроузлов, снабженных трубчатыми водовыпусками.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения водного потока после напорных водоводов в приемном колодце. Гаситель энергии содержит водовод 1, колодец, в концевом вертикальном расширении имеющий вид сферы 2, купол которой снабжен отражателем потока в виде зубчатого пустотелого патрубка 4.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для водосбросных систем со значительным колебанием уровня воды в нижнем бьефе. Гаситель энергии содержит водобойный колодец 1, подводящий напорный водовод 3, отводящий канал 4.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для обеспечения безопасного пропуска чрезвычайного паводкового расхода в условиях угрозы перелива воды через гребень грунтовой плотины при наличии в составе гидроузла основного водосброса.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к водосбросам и может быть использовано для регулирования уровня воды в водоемах, грозящих наводнением, например на реках Зея, Амур и других подобных водоемах.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в калийной и других горнорудных отраслях, при формировании отвалов из отходов обогащения руды.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к эксплуатации сооружений в условиях северной строительно-климатической зоны. Замораживающая система грунтовой плотины в зоне вечной мерзлоты на многолетнемерзлом основании 1 содержит противофильтрационное ядро 2 со встроенными замораживающими колонками 8, выполненными с возможностью прохода сквозь колонки жидкой охлаждающей среды.

Изобретение относится к горному делу и может быть использована для формирования техногенного месторождения из отходов обогатительных фабрик с последующей ее отработкой.

Устройство экспериментального исследования размыва моделей грунтовых плотин относится к технике измерений. Техническим результатом является повышение надежности и точности выполнения измерений.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при намыве хвостохранилищ обогатительных фабрик. Сущность способа заключается в том, что возведение намывной ограждающей дамбы включает отсыпку и поярусное наращивание разделительной дамбы 4, размещение рукавов из нетканого геотекстильного фильтрующего материала 6 перпендикулярно фронту распространения потока, заполнение рукавов 6 хвостами 5 с образованием грунтовой дамбы 4 в обойме со стороны прудка 8 хвостохранилища, а со стороны ограждающей дамбы 1 - создание непроницаемого экрана из нефильтрующего геотекстильного материала 7 для предотвращения фильтрации из хвостохранилища.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано, в частности, при возведении грунтовых плотин водохранилищ и ограждающих дамб гидроотвалов, хвостохранилищ, золоотвалов и т.п., включая и криолитозону.

Изобретение относится к автоматизированному и механизированному строительству, особенно при возведении дамб повышенной надежности. Автоматизация и механизация способа возведения монолитных дамб решена тем, что монтируют комплект оборудования на землесосном снаряде для приготовления пластичной пастообразной пульпы, пульпонасосы и гибкие пульпопроводы.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к плотинам из грунтовых материалов, и может быть использовано при строительстве высоких каменно-земляных плотин с ядром для создания глубоких водохранилищ на горных реках в сейсмически активных районах.

Изобретение относится к возведению грунтовых плотин преимущественно в условиях северной строительно-климатической зоны. Способ возведения грунтовой плотины методом гидромеханизации в области распространения многолетнемерзлых грунтов включает разработку грунтов методом гидромеханизации, транспортировку пульпы на место укладки в теле плотины по трубопроводам.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для обеспечения безопасного пропуска чрезвычайного паводкового расхода в условиях угрозы перелива воды через гребень грунтовой плотины при наличии в составе гидроузла основного водосброса.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве вспомогательного водосброса в береговой части тела грунтового подпорного сооружения для пропуска паводков редкой повторяемости, при наличии в составе гидроузла основного водосброса. Облегченный паводковый резервный водосброс при грунтовой плотине включает грунтовую размываемую вставку, защитное покрытие из геосотового геосинтетического материала с перфорацией 9, заполненного мелкозернистым щебнем 10 и пористым бетоном 11, геомембрану 12 с ребрами жесткости прямоугольного профиля, которая закреплена металлическими анкерами с полиэтиленовой прокладкой 14. Высота размываемой грунтовой вставки определяется по следующей формуле:, где Нвст - высота размываемой вставки, м; - отметка форсированного подпорного уровня воды, м; - отметка нормального подпорного уровня воды, м; а - превышение отметки над верхом гребня размываемой вставки, м. Использование данного технического решения позволит повысить надежность работы резервного водосброса и обеспечит безопасный пропуск сверхвысоких расходов воды в период паводков и половодий, а также снизить стоимость сооружения по сравнению с бетонными гидротехническими сооружениями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх