Курсовая работа: Проектирование комплексного гидроузла
По зависимости (1) вычисляем требуемое превышение гребня плотины над расчётным уровнем:
при НПУ: 
при ФПУ: 
Отметка гребня плотины соответственно должна быть равна:
при НПУ: 
при ФПУ: 
В качестве расчетного значения отметка гребня плотины принимаем Zгр ср = 15,0 м.
Т.к. отметка берега равна 0 м относительно Балтийской системы, можно определить расчётную высоту плотины:
Нпл = 0 + 15,0 = 15,0 м.
В конструктивном отношении гребень выполняют, как дорогу в насыпи, которая состоит из проезжей части, обочины, ограждения и дренажных устройств. Проезжая часть имеет основание и покрытие. На песчаную подушку укладывают покрытие в зависимости от категории дороги. Покрытие имеет двусторонний поперечный уклон. С обеих сторон дороги на расстоянии 
м от бровки ставят ограждения: столбики через 4…6 м, низкие стенки.
1.2 Конструирование тела плотины
Грунтовая плотина представляет собой насыпь трапецеидального сечения. Общий вид плотины показан на рис. 1.
Один из основных вопросов проектирования грунтовой плотины – определение устойчивого и экономически выгодного её профиля. Размеры поперечного профиля зависят от типа плотины, её высоты, характеристик грунта тела плотины и её основания, а также условий строительства и эксплуатации.
При конструировании гребня плотины руководствуются условиями производства работ и эксплуатации плотины. Т.к. необходимо обеспечить проезд транспорта и сельскохозяйственной техники, то назначаем его ширину в соответствии с нормами на проектирование дорог. По СНиП 2.06.05–84 ширина гребня плотины должна быть не менее 4,5 м. Принимаем её равной 7,0 м по таблице (в зависимости от категории дороги) /1/.
Так как в нашем случае гребень плотины состоит из глинистого грунта, то во избежание его пучения при морозах необходимо предусматривать защитный слой из песчаного грунта или щебня.
Отметку гребня плотины мы определили в разделе 1.1.
При выборе коэффициентов заложения откосов руководствуются тем, что они должны быть устойчивыми при воздействии статических и динамических нагрузок, фильтрации, капиллярного давления, волн и прочих нагрузок.
Верховой откос устраивают более пологим, чем низовой, так как он больше насыщен водой.
Заложение откосов назначают в зависимости от рода грунта, высоты плотины и свойств основания. В соответствии с таблицей 1.6. для однородных плотин из глинистого грунта при высоте менее 15 м коэффициент заложения верхового откоса m1 = 3, коэффициент заложения низового откоса m2 = 2,5.
Табл.1.6.Среднее заложение откосов земляных плотин
| Высота | |||||
| 5 | 5…10 | 10…15 | 15…50 | 50 | |
| Верховой откос m1 | 2.0…2.5 | 2.25…2.75 | 2.5…3.0 | 3.0…4.0 | 4.0…5.0 |
| Низовой откос m2 | 1.75…2.0 | 1.75…2.25 | 2.0…2.5 | 2.5…4.0 | 4.0…4.5 |
Следует отметить, что в данном курсовом проекте используются средние по высоте заложения откосов. Реальные откосы, особенно у плотин значительной высоты, обычно имеют ломаное очертание с постепенным увеличением пологости к подошве, что позволяет запроектировать более экономичный профиль сооружения.
Для предохранения низового откоса от размыва сосредоточенным потоком дождевых и талых вод через 10 – 15 м по высоте устраивают горизонтальные площадки – бермы шириной 2 – 3 м , а при необходимости проезда по ним – шириной до 6 м . У внутреннего края бермы устраивают кювет для перехвата дождевых и талых вод и отводу их в общую систему дренажа плотины.
Однако в данном курсовом проекте мы не будем предусматривать устройство берм.
Противофильтрационные устройства проектируют из грунтовых и негрунтовых материалов. Конструктивно их выполняют в виде экрана, понура, ядра, диафрагмы, зубьев, шпунтовых стенок и др.
При проектировании противофильтрационных устройств необходимо обеспечить их сопряжение друг с другом, с основанием по подошве и в береговых примыканиях, то есть создать противофильтрационную завесу, конструкцию которой принимают на основе технико-экономического сравнения различных вариантов /1/.
1.3 Фильтрационный расчет тела плотины
В соответствии со СНиП 2.06.05–84 фильтрационные расчёты следует выполнять для определения фильтрационной прочности тела плотины; расчёта устойчивости низового откоса плотины; обоснования необходимости противофильтрационных устройств.
В ходе выполнения расчётов определяют положение депрессионной кривой, фильтрационный расход воды через тело плотины и её основание, место выхода фильтрационного потока в дренаж, в нижний бьеф.
Способы и схемы фильтрационных расчётов с большой надёжностью разработаны для плотин, расположенных на водонепроницаемом основании. Под водонепроницаемым понимают такое основание, коэффициент фильтрации которого по сравнению с коэффициентом фильтрации плотины настолько мал, что может быть приравнен к нулю.
Рассчитаем фильтрацию через тело плотины методом эквивалентного профиля для основных типов плотин. В этом методе реальный поперечный профиль плотины заменяют эквивалентным в фильтрационном отношении профилем. В соответствии со СНиП предполагают два допуска: