КАМЕННАЯ ПЛОТИНА С ВНУТРЕННИМ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫМ ЭКРАНОМ ИЗ ГРУНТОЦЕМЕНТОБЕТОНА
STONE DAM WITH INNER IMPERVIOUS SCREEN MADE OF SOIL-CEMENT-CONCRETE

Заявленное техническое решение относится к области гидротехнического строительства.
Из уровня техники известны каменнонабросные и каменнонасыпные плотины с железобетонным экраном, построенные за рубежом.
Примером таких плотин могут являться плотина Фош ду Арейа и плотина Сегредо [1]. В данных плотинах железобетонный экран, который выполнен из армированных бетонных плит, укладывается на щебенистую подготовку.
Недостатками данного технического решения являются: большая вероятность появления трещин в противофильтрационном элементе и соответственно большая вероятность выхода его из строя, потенциальная возможность разрушение верхней части экрана от действия отрицательных температур и льда, малая ремонтопригодность.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является каменно-набросная плотина с контрфорсами на напорной поверхности и заключенными между контрфорсами и упорной призмой плитами экрана SU 1258937 23.09.86 [2].
Недостатками данного технического решения являются разрушение верхней части плит экрана от действия отрицательных температур и льда, сложная схема производства работ, невозможность независимого возведения упорной призмы и контрфорса с плитами экрана, возможность образования трещин на нижних отметках контрфорса, нарушение водонепроницаемости уплотнения периметрального шва вследствие его раскрытия, необходимость опорожнения водохранилища для ремонта экрана.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности противофильтрационного элемента, возможность работы грунтовой плотины в условиях крайне низких температур, обеспечение ремонта грунтовой плотины без опорожнения водохранилища, повышение экономической эффективности ее применения.
Указанный технический результат достигается путем использования в качестве основного противофильтрационного элемента толстого экрана из грунтоцементобетона с размещением в нем, через каждые 20-40 метров по высоте, галерей для контроля за состоянием экрана и для его ремонта инъекцией цементных растворов в случае необходимости, в заглублении экрана в тело упорной призмы для защиты от отрицательных температур и воздействия льда, а также в опирании экрана на бетонную призму через наклонный скользящий шов, что позволяет экрану следовать за деформациями упорных призм, не вызывая значительного раскрытия периметрального шва. Верховая грань грунтоцементобетонного экрана покрывается дополнительным противофильтрационным элементом в виде пленки (геомембраны). На контакте бетонной призмы со скальным основанием предусматривается устройство железобетонной галереи для цементации скального основания.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен разрез каменной плотины с грунтоцементобетонным экраном в направлении от верхнего бьефа к нижнему.
Пленка 4 (например, геомембрана из полимерных материалов с толщиной не менее 6 мм) располагается на верховой грани грунтоцементобетонного экрана 2, который, в свою очередь, располагается в теле упорной призмы 1. Поверх пленки 4 укладывается защитный слой из песчано-гравийной смеси 3. В основании экрана имеется бетонная призма 5, на которую опирается экран 2. На контакте бетонной призмы со скальным основанием устроена железобетонная галерея 6 для цементации скального основания. Также вблизи низовой грани грунтоцементобетонного экрана 2 через каждые 20-40 м высоты устраиваются галереи 7.
Предлагаемая конструкция высокой каменной плотины с грунтоцементобетонным экраном работает следующим образом.
После возведения плотины и наполнения водохранилища грунтоцементобетонный экран под действием гидростатического давления следует за деформациями упорных призм без нарушения водонепроницаемости, что достигается:
- заглубением экрана вглубь упорных призм (что обеспечивает благоприятный температурный режим экрана),
- свободным смещением экрана вдоль наклонной грани бетонной призмы,
- наличием "запасного" противофильтрационного элемента (пленки).
Таким образом, в предлагаемой конструкции высокой каменной плотины с грунтоцементобетонным экраном обеспечивается высокая водонепроницаемость благодаря созданию двух водонепроницаемых контуров. За счет изменения схемы работы экрана достигается значительное улучшение ее напряженно-деформированного состояния. А также обеспечивается высокая ремонтопригодность за счет размещения смотровых галерей по всей высоте экрана. Таким образом, достигается высокая надежность работы плотины.
Источники информации
1. Ю.П. Ляпичев. Проектирование и строительство современных высоких плотин, с.208, Москва, изд-во РУДН, 2004 г.
2. http://wwwl.fips.ru/ Открытый реестр официального сайта «Федерального государственного бюджетного учреждения Федеральный Институт Промышленной Собственности».