RU2495190C2

RU2495190C2 - Gravity dam with expanded joints

Info

Publication number: RU2495190C2
Application number: RU2011135257/13A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Ландау
Original assignee: Публичное акционерное общество "Укргидропроект"; Открытое акционерное общество "Ленгидропроект"
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-10-10
Also published as: RU2011135257A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: dam comprises dam sections with expanded joints, upper and lower heads forming a closed cavity with soil fill and air heating in it. The soil fill is made in the lower part of the cavity of expanded joints with adjacency of its comb to the upper head of the dam. The lower slope of soil fill does not reach the lower head of the dam. Between the lower slope of the soil fill and the bottom head of the dam there is a cavity, which, as the closed cavity with soil fill may be arranged with covers.

EFFECT: increased stability of a dam, improved stress train behaviour of a lower part of a dam and as a whole higher reliability of dam operation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может применяться при строительстве бетонных гравитационных плотин с расширенными швами (массивно-контрфорсных плотин).The invention relates to hydraulic engineering and can be used in the construction of concrete gravity dams with extended seams (massive buttress dams).

Известна конструкция бетонных плотин (см. Гришин М.М. И др. «Бетонные плотины на скальных основаниях», М.: Стройиздат, 1975, стр.100) или массивно-контрфорсных плотин (см. Гришин М.М. И др. «Бетонные плотины на скальных основаниях», М.: Стройиздат, 1975, стр.281) с устройством полостей расширенных швов или полостей между контрфорсами.The construction of concrete dams is known (see Grishin MM et al. “Concrete dams on rocky foundations”, M .: Stroyizdat, 1975, p. 100) or massive buttress dams (see Grishin MM et al. “Concrete dams on rocky foundations”, Moscow: Stroyizdat, 1975, p. 281) with arrangement of cavities of extended seams or cavities between buttresses.

Недостатком таких плотин является относительно большой объем бетона, необходимый для обеспечения устойчивости и прочности, недопущения раскрытия контактного шва в основании плотины со стороны верховой грани.The disadvantage of such dams is the relatively large volume of concrete necessary to ensure stability and strength, to prevent the opening of the contact seam at the base of the dam from the side of the top face.

Известна конструкция бетонных плотин (см. Гришин М.М. И др. «Бетонные плотины на скальных основаниях», М.: Стройиздат, 1975, стр.96) с устройством полостей, заполняемых грунтом, заменяющим бетон. Недостатком таких плотин является усложнение их конструкции. Известная конструкция бетонных плотин с расширенными швами в суровых климатических условиях, у которых для улучшения термического режима и напряженного состояния плотины при температурных воздействиях полости швов выполняются замкнутыми и производится нагрев воздуха в полостях (см. Бабурин Б.А. и др. «Гидроэнергетика и комплексное использование водных ресурсов СССР», М.: Энергоиздат, 1982, стр.29, 295).The construction of concrete dams is known (see Grishin MM et al. “Concrete dams on rocky foundations”, M .: Stroyizdat, 1975, p. 96) with the device of cavities filled with soil replacing concrete. The disadvantage of such dams is the complexity of their design. The well-known design of concrete dams with extended joints in severe climatic conditions, in which to improve the thermal regime and stress state of the dam under the temperature effects of the cavity, the joints are closed and air is heated in the cavities (see Baburin B.A. et al. “Hydropower and integrated the use of water resources of the USSR ”, Moscow: Energoizdat, 1982, p. 29, 295).

Недостатком такого решения является возможность снижения устойчивости плотины и прочности нижней части плотины со стороны верхового оголовка с раскрытием контактного шва и в целом надежности ее работы. Для обеспечения устойчивости и прочности плотины, повышения надежности работы увеличивается объем бетона.The disadvantage of this solution is the possibility of reducing the stability of the dam and the strength of the lower part of the dam from the top of the head with the opening of the contact seam and the overall reliability of its operation. To ensure the stability and durability of the dam, to increase the reliability of the work, the volume of concrete is increased.

В основу изобретения поставлена задача повышения устойчивости плотины с расширенными швами, улучшения напряженно-деформированного состояния нижней части плотины и, в целом, повышения надежности работы плотины.The basis of the invention is the task of increasing the stability of the dam with extended seams, improving the stress-strain state of the lower part of the dam and, in general, improving the reliability of the dam.

Поставленная задача решается тем, что в предложенной конструкции бетонной плотины, включающей секции плотины с расширенными швами, верховым и низовым оголовками, образующими замкнутую полость с обогревом воздуха в полостях, и грунтовую засыпку в полостях, грунтовая засыпка выполнена в нижней части полостей расширенных швов с примыканием ее гребня к верховому оголовку плотины и с ее низовым откосом, не доходящим до низового оголовка плотины, с полостью между низовым откосом грунтовой засыпки и низовым оголовком плотины.The problem is solved in that in the proposed design of a concrete dam, which includes sections of the dam with widened seams, upper and lower heads forming a closed cavity with air heating in the cavities, and soil filling in the cavities, soil filling is made in the lower part of the cavities of the expanded seams with adjoining its crest to the upper tip of the dam and with its lower slope not reaching the lower tip of the dam, with a cavity between the lower slope of the soil backfill and the lower tip of the dam.

Между совокупностью отличительных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом существует следующая система причинно-следственных связей.Between the totality of the distinctive features of the claimed technical solution and the achieved technical result, there is the following system of cause and effect relationships.

Благодаря выполнению в плотине, включающей секции плотины с расширенными швами, верховым и низовым оголовками, образующими замкнутую полость с нагревом воздуха в полости, грунтовой засыпки в нижней части полостей расширенных швов с примыканием гребня засыпки к верховому оголовку плотины и с низовым откосом засыпки, не доходящим до низового оголовка плотины, при наибольшей высоте грунтовой засыпки у верхового оголовка с уменьшением ее высоты в сторону низового оголовка за счет зависания грунта засыпки на боковых гранях секций плотины и соответственно увеличения веса плотины, достигается повышение ее устойчивости, а за счет обеспечения наибольшего веса зависшего грунта на боковых гранях секций плотины у верхового оголовка со снижением веса зависшего грунта в сторону низового оголовка достигается обжатие нижней части плотины и основания со стороны верхнего оголовка с улучшением напряженно-деформированного состояния, с недопущением раскрытия контактного шва, и в целом повышение надежности работы плотины.Due to the implementation of the dam, including sections of the dam with widened seams, the upper and lower heads forming a closed cavity with air heating in the cavity, soil filling in the lower part of the cavities of the expanded joints with the backfill ridge adjacent to the upper end of the dam and with a lower slope of the filling that does not reach to the bottom end of the dam, with the highest height of the soil backfill at the top end with a decrease in its height towards the bottom end due to the freezing of the backfill soil on the side faces of the dam sections and accordingly, increasing the weight of the dam, increasing its stability is achieved, and by ensuring the greatest weight of the hanging soil on the lateral sides of the dam sections at the top of the head with a decrease in the weight of the hanging soil towards the bottom of the head, compression of the bottom of the dam and the base from the side of the top of the head is achieved with improved stress a deformed state, with the prevention of the opening of the contact seam, and generally improving the reliability of the dam.

Кроме того, благодаря устройству полости с обогревом воздуха между низовым откосом грунтовой засыпки низовым оголовком плотины, обеспечивается благоприятный термический режим секций плотины в суровых климатических условиях.In addition, due to the arrangement of the cavity with air heating between the lower slope of the soil backfill with the lower end of the dam, a favorable thermal regime of the dam sections is provided in severe climatic conditions.

Признаки, отличающие заявленное техническое решение, отсутствуют в других аналогичных решениях при изучении данной и смежной отраслей техники что, соответственно, обеспечивает по мнению авторов соответствие критерия «новизна» и «изобретательский уровень».The features distinguishing the claimed technical solution are absent in other similar solutions when studying this and related branches of technology, which, accordingly, ensures, according to the authors, the criteria of "novelty" and "inventive step".

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где:The proposed technical solution is illustrated by drawings, where:

На фиг.1 приведен поперечный разрез по А-А по плотине.Figure 1 shows a cross section along aa along the dam.

На фиг.2 дан план-разрез по Б-Б.Figure 2 is a plan section along BB.

Бетонная плотина с расширенными швами в суровых климатических условиях включает секции 1 с верховым 2 и низовым 3 оголовками, образующими замкнутую полость 4 расширенных швов с обогревом воздуха в полости 4, грунтовую засыпку 5 в нижней части полости 4 с примыканием гребня 6 грунтовой засыпки 5 к верховому оголовку 2 и с низовым откосом 7 грунтовой засыпки 5, не доходящим до низового оголовка 3 плотины, с полостью 8 между низовым откосом 7 засыпки 5 и низовым оголовком 3 плотины.A concrete dam with extended joints in harsh climatic conditions includes sections 1 with top 2 and bottom 3 heads forming a closed cavity 4 of extended joints with air heating in cavity 4, soil backfill 5 in the lower part of cavity 4 with adjoining ridge 6 of soil backfill 5 to the top the head 2 and with the bottom slope 7 of the soil backfill 5, not reaching the bottom head 3 of the dam, with a cavity 8 between the bottom slope 7 of the backfill 5 and the bottom head 3 of the dam.

В полости 4 и 8 могут быть выполнены перекрытия 9. В верховом оголовке 2 у основания плотины выполняется галерея 10, из которой устраиваются цементационная 11 и дренажная 12 завесы.In the cavities 4 and 8, overlaps 9 can be made. In the upper head 2 at the base of the dam, a gallery 10 is made, from which cementation 11 and drainage 12 of the curtain are arranged.

Предлагаемая плотина работает следующим образом.The proposed dam works as follows.

В эксплуатационных условиях при действии гидростатического и фильтрационного давления на секции 1 плотины с верховым 2 и низовым 3 оголовками, образующими замкнутую полость 4 расширенных швов, благодаря выполнению грунтовой засыпки 5 в нижней части полости 4 с примыканием гребня 6 засыпки к верховому оголовку 2 и с низовым откосом 7 засыпки 5, не доходящим до низового оголовка 3, с уменьшением высоты засыпки 5 от верхового оголовка 2 в сторону низового оголовка 3 происходит зависание грунта засыпки 5 на боковых гранях секций 1 с увеличением веса секций 1 плотины и повышение ее устойчивости, а за счет обеспечения наибольшего веса зависшего грунта засыпки 5 на боковых гранях секций 1 у верхового оголовка 2 со снижением веса зависшего грунта засыпки 5 в сторону низового оголовка 3 достигается обжатие нижней части плотины и основания со стороны верхового оголовка 2 с улучшением ее напряженно-деформированного состояния, недопущением раскрытия контактного шва и, в целом, повышение надежности работы плотины, снижение объема бетона.Under operating conditions, under the action of hydrostatic and filtration pressure on the dam section 1 with the top 2 and bottom 3 heads, forming a closed cavity 4 of the expanded joints, due to the implementation of soil backfill 5 in the lower part of the cavity 4 with the backfill of the crest 6 of the backfill to the top head 2 and with the bottom slope 7 of the filling 5, not reaching the bottom head 3, with a decrease in the height of the filling 5 from the top head 2 towards the bottom head 3, the soil of the filling 5 hangs on the side faces of sections 1 with an increase in weight section 1 of the dam and increasing its stability, and by ensuring the largest weight of the hanging soil of the backfill 5 on the side faces of the sections 1 at the top of the head 2 with a decrease in the weight of the hanging soil of the backfill 5 towards the bottom of the head 3, compression of the bottom of the dam and the base from the side of the top of the head is achieved 2 with the improvement of its stress-strain state, preventing the opening of the contact seam and, in general, increasing the reliability of the dam, reducing the volume of concrete.

При этом, благодаря устройству полости 8 с обогревом воздуха между низовым откосом 7 засыпки 5 и низовым оголовком 3 плотины обеспечивается благоприятный температурный режим секций плотины в суровых климатических условиях.Moreover, due to the arrangement of the cavity 8 with air heating between the bottom slope 7 of the backfill 5 and the bottom tip 3 of the dam, a favorable temperature regime of the sections of the dam is provided in severe climatic conditions.

При возведении плотины по мере бетонирования секций 1 плотины в полостях 4 расширенных швов может поярусно укладываться грунтовая засыпка 5.When the dam is being erected as the sections of the dam 1 are concreted in the cavities 4 of the expanded joints, the soil backfill 5 may be tiered.

Claims

The design of the concrete dam, including sections of the dam with widened seams, upper and lower heads forming a closed cavity with air heating in the cavity, and soil filling in the cavity, characterized in that the soil filling is made in the lower part of the cavity of the expanded seams with its crest adjoining to the upper the head of the dam and with its lower slope, not reaching the lower head of the dam with a cavity between the lower slope of the soil backfill and the lower head of the dam.