бетонная плотина

Формула изобретения

БЕТОННАЯ ПЛОТИНА, включающая противофильтрационный экран, низовой клин из укатанного бетона, цементационную завесу и дренаж в основании, отличающаяся тем, что противофильтрационный экран выполнен из укатанного бетона, содержание вяжущего в бетонной смеси которого выше, чем содержание вяжущего в бетонной смеси низового клина, не менее чем на 25% при этом низовой клин выполнен непосредственно примыкающим к противофильтрационному экрану с безнапорной стороны, а на границе противофильтрационный экран низовой клин образовано монолитное соединение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к бетонным плотинам с противофильтрационным экраном.

Известна бетонная плотина, возводимая по способу [1] включающая верховой столб и низовой клин из укатанного бетона, противофильтрационный элемент между ними из несвязного грунта с цементацией, цементационную завесу в основании и дренаж.

Недостатком данного технического решения является низкая надежность противофильтрационного элемента, поскольку цементация несвязного грунта не обеспечивает необходимой водонепроницаемости такого материала, который представляет из себя, по существу, грунтоцемент.

Известна также бетонная плотина, принятая за прототип, и включающая противофильтрационный экран, выполненный из железобетонных панелей и водонепроницаемой пленки, расположенную за экраном напорную зону из обычного вибрированного бетона и низовой клин, выполненный из укатанного бетона [2]

Недостатком такой плотины является необходимость применения двух типов бетона в теле сооружения, что ведет к неполной монолитности стыка между зонами конструкции, сказывается на надежности плотины и вызывает осложнения при выполнении противофильтрационного экрана.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность плотины и эффективность производства работ по ее возведению.

Достигается это тем, что в бетонной плотине, включающей противофильтрационный экран, низовой клин из укатанного бетона, цементационную завесу и дренаж в основании, противофильтрационный экран выполнен из укатанного бетона, содержание вяжущего в бетонной смеси которого выше, чем содержание вяжущего в бетонной смеси низового клина на 25% и более, при этом на границе экран-клин образовано монолитное соединение.

На чертеже показан профиль гравитационной плотины.

Плотина содержит противофильтрационный экран 1, низовой клин 2, цементационную завесу 3 и дренаж 4 в основании. Противофильтрационный экран 1 и низовой клин 2 выполнены из укатанного бетона, но в бетонной смеси низового клина вяжущего меньше, чем в бетонной смеси противофильтрационного экрана на 25% и более.

Для повышения устойчивости и долговечности плотины за противофильтрационным экраном устраивают вертикальный дренаж 5.

Между экраном и низовым клином не устраивается каких-либо переходных зон, стыков, швов, а создается монолитное соединение путем одновременного бетонирования по единой технологии двух зон плотин.

Ширина экрана 1 рассчитывается, исходя из величины напора, допустимого градиента напора и марки бетона по водонепроницаемости. Кроме того, ширина экрана принимается не менее 3-4 метров для того, чтобы защитить внутреннюю зону плотины от воздействия сезонных колебаний температуры, а также обеспечить технологичность работ по отсыпке и разравниванию бетонной смеси.

Специально выполненные исследования показали, что при повышенном содержании вяжущих (например, до 200-250 кн/м³) укатанный бетон может иметь марку по водонепроницаемости не ниже, чем W8-W10. Для такого бетона по действующим нормам проектирования плотин допускается градиент напора в пределах 15-30. Следовательно, например, при напоре 100 м максимальная ширина экрана может быть принята для марки W8 около 7 м, а для марки W10 4 м.

Предлагаемая бетонная плотина возводится по единой технологии из укатанного бетона, укладываемого слоями 6 с использованием зонального распределения двух составов бетона, отличающихся содержанием вяжущего материала.

Проведенными экспериментальными исследованиями установлено, что для получения требуемой водонепроницаемости укатанный бетон должен иметь повышенный расход вяжущих, причем не менее чем на 25% увеличивается расход чистоклинкерной составляющей в смеси вяжущих (цемент плюс пуццолана). Для обеспечения полного уплотнения бетонной смеси около опалубки напорной грани и вокруг шпонок межсекционных швов указанный бетон с повышенным содержанием вяжущих допускает возможность уплотнения глубинными вибраторами.

При разравнивании и уплотнении бетонной смеси образуется монолитное соединение между экраном 1 и низовым клином 2, обеспечивающее совместную статическую работу экрана и клина и повышающее устойчивость плотины.

Примыкания к скальным бортам и основанию могут быть выполнены из укатанного бетона с повышенным содержанием вяжущего для того, чтобы можно было уплотнять бетонную смесь как виброкатком, так и глубинным вибратором.

Бетонная плотина предлагаемой конструкции отличается высокой эффективностью производства работ, повышенной водонепроницаемостью и обеспечивает надежность и долговечность сооружения.