ТИПЫ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН
Грунтовые плотины самый древний тип искусственных подпорных ссч оружений. В Египте, Индии, Перу и других странах простейшие грунтовые плотины строились за несколько тысяч лет до нашей эры. В России в документах XIII в. о грунтовых плотинах упоминается как об обычных распространенных сооружениях. Существующая и поныне Змеиногорская плотина высотой 18 м, построенная в 1780 г. К.Д. Фроловым, говорит о совершенстве строительства подобных сооружений в XVIII в. В XIX в. в качестве материала для тела плотин применяли не только мелкозернистые грунты, но и предварительно разрыхленный взрывным способом скальный грунт. Высота грунтовых плотин достигала 50 м. В XX в. грунтовые плотины получили наибольшее распространение, особенно в 5060х годах. Высота некоторых плотин достигла в настоящее время 300 м, объемы грунта 130 млн м3.
Грунтовые плотины наиболее распространенный тип плотин, что объясняется возможностью полной механизации технологического процесса по возведению плотины от разработки грунта в карьере до укладки его в тело плотины, широким разнообразием конструкций плотин, которые позволяют использовать для тела плотины практически любые грунты, находящиеся вблизи створа. Кроме того, при возведении грунтовых плотин предъявляются меньшие требования к деформируемости основания, чем плотин других типов. Их строят даже на очень слабых илистых основаниях.
Грунтовые плотины по используемым материалам классифицируют на земляные, в которых основной объем тела плотины (более 50%) выполняется из мелкозернистых глинистых, песчаных или песчаногравелистых грунтов; каменноземляные, в которых основной объем тела плотины выполняется из крупнозернистых гравийногалечниковых грунтов или горной массы скального (иногда полускального) грунта, а противофильтрационное устройство из мелкозернистого грунта; каменные, в которых основное тело плотины, как и у каменноземляных плотин, выполняется из крупнозернистого материала, а противофильтрационное устройство (если оно требуется) из негрунтовых материалов.
Все эти плотины имеют трапециевидное поперечное сечение с прямолинейным или ломаным очертанием верхового и низового откосов. Тангенс угла наклона откоса к горизонту называется уклоном откоса tga=l:m, а m=ctg a коэффициентом заложения откоса или просто заложением откоса.
Самая верхняя кромка откоса называется его бровкой, а нижняя подошвой откоса. Горизонтальные или слабонаклонные участки поверхности откосов называют бермами.
По конструкции плотины делят на однородные (рис. 11.1, а), возводимые без специальных противофильтрационных элементов и неоднородные (рис. 11.1. бе), тело которых состоит из грунтов двух или нескольких видов.
Неоднородные плотины по расположению противофилырационного грунтового устройства в свою очередь делятся на плотины: с центральным ядром (рис. 11.1, 6), когда противофилырационное устройство из мелкозернистого грунта располагается строго по оси плотины; с наклонным ядром (рис. 11.1, в), когда низовая грань противофилырационного устройства наклонена к горизонту под острым углом р, но угол наклона Р больше угла естественного откоса крупнозернистого фунта; с экраном, когда угол Р меньше или равен углу естественного откоса крупнозернистого фунта (рис. 11.1, г).
Если протнвофильтрационное устройство выполняется из негрунтового материала (бетон, асфальтобетон, сталь, дерево и т. д.), то по его положению в теле плотины различают экран (рис. 11.1, д), расположенный со стороны верхового откоса, и диафрагму (рис. 11Л, е), расположенную по оси плотины.
По методам производства работ плотины бывают насыпные, намывные, набросные, взрывонабросные, из сухой кладки камня. Могут иметь место я комбинации видов производства работ по плотине.
Насыпные плотины бывают: с механическим уплотнением фунта, возводимые послойной отсыпкой с укаткой или тромбованием слоев; возводимые отсыпкой фунта в воду без механического уплотнения; возводимые отсыпкой большими слоями (1050 м) насухо или с уплотнением струей воды из гидромонитора.
По высоте плотины иногда подразделяют на низкие высотой менее 30 м; средние; высокие и сверхвысокие.
По условиям пропуска строительных и эксплуатационных расходов воды грунтовые плотины подразделяют на глухие, фильтрующие и переливные.
Глухие это плотины, фильтрационный расход через которые мал по сравнению со строительными и эксплуатационными водосбросными расходами. Водосбросные сооружения при этом могут быть береговыми или пересекать тело плотины в виде галерей.
Фильтрующие это плотины, фильтрационный расход через которые соизмерим с расходами воды, подлежащими сбросу через водосбросные сооружения. Эти плотины могут выполняться из камня (горной массы) без специальных противофилътрационных устройств.
Переливные это плотины, на гребне и откосах которых располагают безнапорные водосбросные сооружения для пропуска строительных и эксплуатационных расходов.
