Дренаж земляных плотин

Дренаж земляных плотин является чрезвычайно важным и в большинстве случаев обязательным мероприятием и применяется в следующих видах: а) дренаж тела плотины; б) дренаж основания; в) дренаж откосов.

Дренаж тела плотины имеет целью понижение линии депрессии, недо­пущение выхода фильтрационной воды непосредственно на низовой откос плотины и организованный отвод фильтрационных вод в нижний бьеф. Так как дренаж сокращает путь фильтрации, увеличивает скорости и градиенты, то возможен вынос в него мелких частиц грунта, поэтому дренажи обязательно снабжают по поверхности обратными фильтрами.

Дренаж плотины осуществляется разными способами.

Рисунок 30 - Типы дренажей: а - дренажная призма; б - плоский дренаж (дренажный тюфяк); в - каменный трубчатый дренаж; г -дренаж откоса

 

Дренажная призма из камня (рисунок 30а) представляет собой один из весьма распространенных и простых типов дренажа, служащего одновременно и хорошим упором для низового откоса (при надежном основании). Высота призмы определяется наивысшим положением уровня воды нижнего бьефа с обеспечением запаса 0,5-1 м на волнение; но она может быть и увеличена, если это диктуется экономическими соображениями (например, использование кам­ня выемок), особенно в каменно-земляных плотинах. При недостатке камня верхняя часть затопляемого паводком низового откоса выше дренажной приз­мы может быть покрыта наслонным дренажем с обратным фильтром (рисунок 30а). При нехватке камня дренажная призма может быть выполнена из корот­ких бетонных дренажных трубок круглого или многогранного сечения.

Недостатком дренажа в виде каменных призм являются трудность ремон­та в случае забивки (засорения) обратных фильтров, потребность в довольно значительном количестве камня, если требуется более глубокий дренаж, воз­можность деформации призмы и основания, если последнее сложено из слабых мелкозернистых грунтов.

Дренажные тюфяки (или плоский тюфячный дренаж) представляют со­бой слои камня или щебня, окруженные обратными фильтрами и выдвинутые вглубь тела плотины для более эффективного понижения линии депрессии (ри­сунок 306). В соединении с дренажной призмой в основании откоса тюфяки являются одним из лучших и наиболее простых решений глубокого дренажа плотины и основания. Наибольшее заглубление тюфяка внутрь тела плотины может быть до 1/3 ширины подошвы плотины и даже более.

Трубчатый дренаж из каменных дрен (рисунок ЗОв) или дренажных труб, укладываемых по основанию плотины на желаемом расстоянии от низо­вого откоса, является более экономичным, чем плоский дренаж или дренажные призмы.

Собираемая трубчатыми дренами вода отводится в нижний бьеф попе­речными дренами. Недостаток этого типа дренажа - возможность забивки, а при деформирующемся основании - возможность расстройства дренажа из-за неравномерной осадки дрен.

Центральный дренаж осуществляется при устройстве диафрагм, о чем упоминалось выше, непосредственно за ними, для сбора и отвода профильтро­вавшихся вод.

Наслонный дренаж, или дренажное покрытие откоса (рисунок 30а, в), требует материала меньше, легко ремонтируется, но понижение кривой депрес­сии не дает, цель его - лишь защита откоса от фильтрационного вымыва грунта. Зимой его бесперебойная работа находится под угрозой из-за промерзания, во избежание чего его покрывают иногда пористым защитным слоем.

Дренаж: откосов имеет назначением быстрый отвод атмосферных вод с поверхности откосов; он выполняется либо в виде дренажных канав или полос по откосу (рисунок 30г), заполненных гравием, щебнем, камнем с собирательными канавами у подножия откоса по берегам, либо иногда, при суглинистых откосах, в виде дренажных труб, заложенных близ поверхности откоса.

Дренаж основания неизбежно осуществляется в известной степени при дренаже тела плотины дренажными призмами, тюфяками и т. п. Более интен­сивный дренаж основания может потребоваться, например, в случае постройки плотины сравнительно быстрыми темпами на глинистом или суглинистом ос­новании, когда появляется опасность выпирания грунта под действием избы­точного гидростатического давления грунтовых вод основания. Дренаж осно­вания устраивается так же, если малопроницаемый слой основания подстилает­ся проницаемым и необходимо уменьшить гидростатическое давление на верх­ний слой, угрожающее выпором последнего за плотиной. Дренаж основания в этом случае устраивается из ряда дрен и буровых скважин с фильтрами (рису­нок 31) или трубами из пористого бетона.

Рисунок 31 - Дренаж основания и сборный кювет

Отвод дренажных вод. Фильтрационные воды дренажной системы пло­тины собираются обычно в кюветы у подножия низового откоса, в которое на­правляются и воды дренажных скважин основания (рисунок 31). Кюветами во­да отводится в русло реки, являющееся коллектором дренажных вод.