БЕТОННАЯ ПЛОТИНА

— плотина, выполненная в основном из бетона. К бетону плотин предъявляются высокие требования: он должен обладать прочностью, водонепроницаемостью (плотностью), стойкостью против истирания наносами и водой и разрушающего воздействия мороза - и агрессивной воды. Это достигается надлежащим подбором состава бетона, тщательным его приготовлением и укладкой (см. Бетон гидротехнический), а также соответствующими конструктивными мероприятиями.

Бетонные плотины могут быть глухими, т. е. не пропускающими воду, и водосбросными (в т. ч. водосливными). По конструктивному признаку бетонные плотины подразделяются на гравитационные, арочные, гравитационно-арочные и массивно-контрфорсные.

Гравитационные плотины характеризуются тем, что их устойчивость против сдвига от давления воды обеспечивается в основном силами трения между плотиной и ее основанием, что требует большого веса плотины. Поэтому бетонные гравитационные плотины строились массивными. В целях экономии цемента и уменьшения объема бетонные плотины заменяются облегченными конструкциями: гравитац. плотинами с расширенными швами и полостями у основания, снижающими фильтрац. давление на подошву плотины, улучшающими использование свойств бетона и термич. режим плотины, заанкеренными в основание, а также конструкциями, в к-рых бетон внутренних зон частично заменен камнем или грунтом. Наряду с этим стремятся уменьшить расход цемента и его стоимость путем зонального распределения бетона в теле плотины, применения низкомарочного бетона, крупного заполнителя (камня), жесткого бетона, экранирования напорной грани и др. При возведении гравитац. плотин начали применять также сборные конструкции: пустотелые блоки с последующим заполнением их бетоном или грунтом, армопанельные конструкции и др.; наметился также переход к тонкостенным железобетонным гравитац. плотинам (см. Железобетонная плотина).

Поперечный профиль глухой гравитац. плотины представляет собой треугольник с вершиной на отметке нормального подпорного уровня (НПУ) и с надстройкой верхней части его для образования гребня шириной не менее 3,5—4,0 м. Возвышение гребня над наивысшим уровнем верхнего бьефа устанавливается с учетом высоты волны и ветрового нагона.

Верховая грань глухой плотины обычно вертикальна, иногда с небольшим наклоном, низовая грань всегда наклонна. На скальных основаниях отношение ширины подошвы к высоте плотины = 0,7—0,8, на нескальных — 1—2. В водосливных h

плотинах практического профиля низовая грань очерчивается в соответствии с гидравлич. требованиями; на нескальных грунтах верховую грань делают наклонной для повышения устойчивости плотины на сдвиг. Иногда (напр., на Пермской плотине) внутри тела плотины встраивается здание ГЭС.

Внутри тела плотины устраивают продольные горизонтальные галереи (в высоких плотинах в неск. ярусов — через 15— 30 м по высоте) для сбора и отвода фильтрац. воды, осмотра состояния плотины, цементации бетонной кладки, сообщения между берегами, закладки и наблюдений по контрольно-измерительной аппаратуре. Продольные галереи располагают на расстоянии не менее 2—2,5 м от верховой грани плотины. Фильтрац. воду из галереи в нижний бьеф отводят самотеком или откачивают.

Для перехвата и отвода воды, профильтровавшейся через тело плотины и швы, вдоль верховой грани устраивают дренаж в виде вертикальных скважин или шахт, выходящих в продольные галереи.

Во избежание образования трещин в результате температурных деформаций бетона или неравномерных осадок плотину разрезают по длине на отдельные секции вертикальными швами шириной от 1 до 10 мм. Швы делают сквозными до основания и несквозными — в виде надрезов на глубину 4—6 м. Расстояние между швами от 9 до 20 м. Швы имеют уплотняющие, противофильтрационные, дренажные и контрольные устройства. Для уменьшения трещинообразования применяют бетоны с возможно меньшим содержанием цемента, бетоны на низкотермичных цементах и др. Для предохранения тела бетонной плотины от выветривания, агрессивного воздействия, чрезмерной фильтрации воды, истирания и пр. проводят защитные мероприятия. На напорной грани укладывается 2—3-метровый слой особо плотного (водонепроницаемого) бетона, а на низовой — слой специально подобранного морозостойкого бетона; подошву сооружения выполняют из водонепроницаемого и не подверженного коррозии бетона. Кроме того, иногда напорную грань плотины покрывают торкретной штукатуркой на металлической сетке, спец. облицовочными бетонными блоками, железобетонными плитами-оболочками, окрашивают битумом и пр. Низовую грань водосливной бетонной плотины защищают от истирания наносами стале- или пластбетоном, гранитом и др.

В бетонных плотинах на скальном основании у верховой части основания плотины устраивают противофильтрационную завесу (см. Завеса противофильтрационная) для снятия или уменьшения давления фильтрационного потока на подошву сооружения, ослабления или предотвращения механической и химической суффозии грунтов основания и уменьшения фильтрационного расхода. В плотинах на нескальном основании противофильтрац. мероприятия реализуются созданием соответствующего подземного контура.

Гравитационные бетонные плотины несмотря на ряд серьезных недостатков (большой расход бетона, высокая стоимость и др.), до сих пор широко применяются. Высота их достигает 300 м. Однако гравитац. массивные бетонные плотины будут постепенно вытесняться более прогрессивными тонкостенными конструкциями, особенно из сборного и предварительно напряженного железобетона. Глухие гравитационные бетонные плотины успешно заменяются земляными плотинами и каменнонабросными плотинами.

Арочные плотины представляют собой в плане криволинейную стенку, работающую как свод, который через свои пяты почти полностью передает горизонтальное давление воды скалистым берегам. К качеству скалы основания и особенно берегов предъявляют высокие требования.

Арочные плотины устраиваются и глухими и водосбросными; в плане они имеют обычно круговое очертание. В зависимости от соотношения толщины понизу Ь к высоте h арочные плотины подразделяют на собственно арочные = 0,07 — 0,40) и гравитац.-арочные = 0,40 -f 0,60).

Все гравитационно-арочные и большинство арочных плотин возводят из бетона, только в отдельных случаях тонкие арочные плотины выполняют из железобетона. Толщина арочной плотины зависит от формы долины в створе плотины и отношения ширины долины на высоте гребня плотины к ее высоте

Из различных форм поперечных профилей речных долин наиболее благоприятна для возведения арочной бетонной плотины треугольная (или близкая к ней). В этом случае нижние сечения арки, наиболее нагруженные, имеют меньшие пролеты, что позволяет выполнять их более тонкими, чем при трапецеидальном или прямоугольном сечении створа. Симметричность формы долины также является положит, фактором для возведения арочных плотин.

Толщина арочных бетонных плотин поверху — от 1,5 м до 4 м. Защитные покрытия верховой грани такие же, как и у гравитац. плотин. Особо тщательно выполняют примыкания арки к берегам. Фильтрац. давление в основании арочной бетонной плотины не имеет значения для ее устойчивости, поэтому дренаж основания обычно не делают. В период постройки арочную плотину разделяют на блоки длиной 10—15 м поперечными вер- тик. швами, к-рые по истечении 6—8 месяцев заделывают в зависимости от ширины швов плотным бетоном или цементным раствором.

Осн. преимущества арочных Б. п. по сравнению с гравитационными: более выгодная работа конструкции и лучшее использование прочностных свойств бетона, облегчение борьбы с экзотермией бетона, отсутствие влияния фильтрац. противодавления, значит, сокращение объемов бетона и стоимости сооружения. Недостатки арочных плотин — усложнение произ-ва работ и относительно небольшие возможности применения сборного железобетона. Арочные бетонные плотины широко распространены в Италии, Франции, Швейцарии и др. странах. Высота их достигает 260 м. В СССР построена Ладжанурская (h = 70 м) арочная плотина; запроектированы арочные плотины высотой 150—300 м для Ингурской, Чиркейской, Саянской и др. ГЭС.

Массивно-контрфорсные плотины состоят из толстых бетонных стенок (контрфорсов), располагаемых вдоль потока и снабженных с верховой стороны массивными консольными выступами — оголовками, вплотную примыкающими один к другому и непосредственно воспринимающими давление воды. Для повышения устойчивости плотины на сдвиг ее верховая грань обычно наклонена в сторону нижнего бьефа с целью пригрузки плотины весом воды на этой грани. В нек-рых случаях контрфорсы спаривают (рис. 4) или снабжают их низовой конец утолщениями, вплотную примыкающими одно к другому с образованием полостей, аналогичных расширенным швам гравитац. плотины.

Осн. достоинства массивно-контрфорсных бетонных плотин: почти полное отсутствие фильтрац. противодавления, ясность статич.. условий работы, меньшая затрата бетона по сравнению с гравитац. плотиной, возможность возведения их практически на любых основаниях, доступность осмотра и ремонта. Недостатки массивно-контрфорсных Б. п. по сравнению с массивными — усложнение произ-ва работ и пропуска воды в строительный период. За последние годы массивно-контрфорсные бетонные плотины глухие и водосливные получают все большее распространение, их высота уже превысила 110 ж. В СССР запроектированы массивно- контрфорсные плотины высотой свыше- 120 м.

Лит.: Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, М., 1962; Нормы и технические уело- вия проектирования бетонных гравитационных: плотин на скальных основаниях, М., 1961; Про- актирование и строительство больших плотин. По материалам VI Международного конгресса по большим плотинам. Сб. статей, М.—JL, 1962; Справочник по гидротехнике, М., 1955.

 ПЛОТИНА. Бетонные и железобетонные плотины. Металлические...

Бетонные и железобетонные плотины на нескальных основаниях можно возводить высотой не более 45 м. На скальных основаниях высота П. не офаничивается и зависит от конкретных геологич...

Гидроизоляция железобетонных сооружений. Противофильтрационные...

бетон выполнялся за деревянной опалубкой и металлической обшивкой. … Один из первых таких экранов был сооружен на плотине Флоуренс Лейк (США).

Плотина — гидротехническое сооружение

Наиболее распространены среди средних и крупных плотин бетонные и железобетонные. По конструкции они подразделяются на массивные (гравитационные), арочные и гравитационно-арочные.

Асфальтобетонные экраны. Пластичный асфальтобетон. Состав...

Являясь дальнейшим совершенствованием противофильтрационных элементов грунтовых плотин, они берут свое начало от металлических диафрагм на первых американских плотинах.

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ БЕТОННЫХ...

Бетон, как известно, состоит из цементного теста, песка н гравия (щебня). … Уже при строительстве первых бетонных плотин для повышения их водонепроницаемости стали применять ... трещины в...

Города продолжают тонуть. Наводнения

Это — перегораживающая Темзу бетонная плотина длиной около 600 м с 10 стальными поворотными затворами высотой 20 м (57). При спокойной гидрологической ситуации затворы лежат у дна, не...

Вакуумированный бетон   "Водонепроницаемый бетон"

 "Технология бетона" (2)  Технология бетона  Пенобетон

  БЕТОН. Бетоны. Материалы, технологии, оборудование

  Высокопрочный бетон

БЕТОН. Добавки в бетон