УСТОЙ ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ С БЕТОННЫМИ СООРУЖЕНИЯМИ

Полезная модель относится к области гидротехники и может быть использована, в частности, для сопряжения земляной русловой и бетонной водосбросной плотин.
Известны устои для сопряжения грунтовой плотины с бетонными сооружениями (далее - сопрягающие устои), размещенные на подготовленном основании (см., например, проекты Майнской ГЭС, Усть-Среднеканской ГЭС, Воткинской ГЭС).
Прототипом заявляемого технического решения выбран сопрягающий устой, описанный в проекте Нижнебурейской ГЭС (см. чертеж №1351-11-26 «Нижнебурейский комплексный гидроузел на р.Бурее». Копия прототипа прилагается).
Как в аналоге, так и в прототипе, сопрягающий устой представляет собой стенку уголкового профиля, выполненную из вибрированного бетона как единое целое, при этом основанием устоя является сохранная скала, т.е. с нее полностью удален слой разуплотненных коренных пород.
Недостатками прототипа, равно как и вышеназванных аналогов, являются большие сроки возведения устоя, связанные со значительной трудоемкостью процессов подготовки скального основания и крановой укладки вибрированного бетона.
Настоящая полезная модель направлена на решение задачи создания конструкции сопрягающего устоя, обеспечивающей снижение трудоемкости и сокращение сроков его возведения.
Для достижения указанного технического результата устой для сопряжения грунтовой плотины с бетонными сооружениями, размещенный на подготовленном основании, разделен на две составные части, нижнюю и верхнюю, при этом нижняя часть устоя выполнена в виде гравитационного массива из укатанного бетона и размещена на подготовленном основании, а верхняя - в виде стенки из вибрированного бетона, причем отметка верха гравитационного массива соответствует отметке уровня воды при пропуске паводка через открытое русло.
Кроме того, заявленное техническое решение имеет ряд факультативных признаков, а именно:
- основание под устой может быть подготовлено так, что гравитационный массив будет размещен на кровле коренных разуплотненных пород;
- верхняя часть сопрягающего устоя может быть выполнена в виде стенки уголкового профиля из вибрированного бетона;
- верхняя часть сопрягающего устоя может быть выполнена в виде стенки треугольного профиля из вибрированного бетона.
Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, что и заявляемое. Это позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая полезная модель удовлетворяет условию «новизна».
Благодаря реализации отличительных признаков заявляемого технического решения в совокупности с признаками, общими с прототипом, у заявляемого объекта появляются новые свойства: выполнение сопрягающего устоя из двух составных частей, нижняя из которых представляет собой гравитационный массив, выполненный из укатанного бетона, позволяет значительно сократить сроки и трудоемкость возведения сопрягающего устоя, т.к. процесс укладки укатанного бетона позволяет достичь значительно большей производительности, нежели процесс укладки вибрированного бетона. Причем при возведении сопрягающего устоя на скальном основании, что имеет место в прототипе, указанные новые свойства значительно усиливаются, поскольку исключается необходимость разборки скалы под основание устоя до сохранных пород, т.к. в этом случае выполнение нижней части устоя в виде гравитационного массива обеспечивает необходимую устойчивость всей предлагаемой конструкции при размещении ее непосредственно на кровле коренных разуплотненных пород, без удаления слоя разуплотненных пород. Кроме того, расширяются функциональные возможности сопрягающего устоя по сравнению с прототипом, т.к. нижняя часть его может быть использована в качестве продольной перемычки котлована бетонных сооружений.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен предлагаемый сопрягающий устой в разрезе, на фиг.2 - в плане.
В данном конкретном примере представлен устой для сопряжения земляной и бетонной плотин, возведенный на скальном основании. Сопрягающий устой включает две составные части: верхнюю и нижнюю (отдельными позициями не обозначены). Нижняя часть устоя представляет собой гравитационный массив 1, выполненный из укатанного бетона 2(особо жесткой бетонной смеси, уложенной методом укатки), а верхняя - стенку 3, выполненную из вибрированного бетона 4. Форма поперечного профиля нижней части сопрягающего устоя определяется технологией укладки особо жесткой бетонной смеси и
условием обеспечения устойчивости всего устоя, расположенного на скале с пониженными физико-механическими характеристиками. Стенка 3 может иметь уголковый или треугольный профиль в зависимости от той зоны земляной плотины (ядро из суглинистых грунтов, верховая или низовая части плотины из сыпучих материалов), которая примыкает к верхней части сопрягающего устоя. В данном конкретном примере верхняя часть устоя примыкает к верховой зоне плотины 11 из сыпучих материалов и выполнена в виде стенки 3 уголкового профиля. Отметка 5 верха гравитационного массива 1 соответствует отметке 6 уровня (обозначен пунктиром) воды при пропуске паводка через открытое русло. При подготовке основания под устой со скалы снят лишь верхний слой 7 аллювия, и гравитационный массив 1 установлен непосредственно на кровле 8 коренных разуплотненных пород. Укатанный бетон 2, из которого выполнен массив 1, уложен на выравнивающий слой 9 из вибрированного бетона. По боковым граням (отдельными позициями не обозначены) гравитационный массив 1 защищен от внешних воздействий слоем вибрированного бетона 4. Позицией 10 обозначены сохранные коренные породы скалы, на которой возведен устой, позицией 11- земляная плотина. Замкнутый котлован 12 будущих бетонных сооружений образован гравитационным массивом 1 и состыкованными с ним верховой и низовой поперечными земляными перемычками 13 и 14 соответственно.
Предлагаемый сопрягающий устой работает следующим образом.
Гравитационный массив 1(фиг.1.) из укатанного бетона 2 возводится в меженный период и до возведения основных бетонных сооружений выполняет роль продольной перемычки, образующей вместе с состыкованными с указанным массивом 1 поперечными перемычками 13 и 14 замкнутый котлован 12(фиг.2). При наступлении паводка гравитационный массив 1 воспринимает напор воды, проходящей по стесненному руслу реки. После возведения в замкнутом бетонном котловане 12 необходимых бетонных сооружений (водосливной бетонной плотины с водобойным колодцем и здания ГЭС) возводится верхняя часть сопрягающего устоя в виде стенки 3 уголкового профиля из вибрированного бетона. Сечение сопрягающего устоя рассчитано с условием того, что в процессе работы устой воспринимает нагрузки от массы земляной плотины 11(фиг.1).
Возможность быстрого возведения нижней части сопрягающего устоя, выполняющей роль продольной перемычки котлована бетонных сооружений, располагающегося в русле реки, чрезвычайно важна в условиях дефицита времени, предшествующего подъему уровня воды в реке при весеннем паводке.
Применение конструкции сопрягающего устоя, позволяющей использовать его нижнюю часть в качестве продольной перемычки котлована бетонных сооружений, позволяет отказаться от дорогостоящей земляной продольной перемычки, значительно сократить затраты на водоотлив из котлована, создать условия для скорейшего начала работ по возведению бетонных сооружений в самом котловане, а также упростить работы по перекрытию русла реки в условиях предстоящей отсыпки земляной плотины бескотлованным способом.
Для осуществления заявляемой полезной модели могут быть использованы известные строительные материалы и технологии, что, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения условию «промышленная применимость».