СНиП 2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные

Плотины бетонные ижелезобетонные

СНиП 2.06.06-85

РАЗРАБОТАНЫ институтами ВНИИГим. Б.Е. Веденеева (канд. техн. наук А.П. Пак - руководительтемы, д-р техн. наук И.Б. Соколов, А.В. Караваев, д-р техн.наук А.А. Храпков, кандидаты техн. наук А.Я. Иохельсон,М.С. Ламкин), Гидропроект им. С.Я. Жука (А.Г. Осколков,д-р техн. наук С.А. Фрид,кандидаты техн. наук Ю.Б. Мгалобелов,В.М. Липкинд)

ВНЕСЕНЫ Минэнерго СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮГлавтехнормированием Госстроя СССР ( Д.В. Петухов).

С введением в действие СНиП2.06.06-85 "Плотины бетонные и железобетонные" с 1 июли1986 г. утрачивают силу СНиП II-54-77„Плотины бетонные и железобетонные".

При пользованиинормативным документом следует учитывать утвержденные изменениястроительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемыев журнале "Бюллетень строительной техники", "Сборникеизменений к строительным нормам и правилам" Госстроя СССР иинформационном указателе "Государственные стандарты СССР"Госстандарта.

©ЦИТП Госстроя СССР. 1986

Государственный комитет СССР по делам

Строительные нормы и правила

СНиП 2.06.06-85

строительства (Госстрой СССР)

Плотины бетонные и железобетонные

Взамен СНиП II-54-77

Настоящие нормыраспространяются на проектирование вновь строящихся иреконструируемых бетонных и железобетонных плотин, входящих в составсооружений энергетического и воднотранспортного назначения,мелиоративных систем, систем водоснабжения и переброски стока, атакже сооружений для борьбы с наводнениями.

При проектировании бетонных ижелезобетонных плотин, предназначенных для строительства всейсмических районах, в условиях распространения вечномерзлых,просадочных, набухающих и закарстованных грунтов, надлежит учитыватьдополнительные требования, предъявляемые к таким сооружениямсоответствующими нормативными документами, утвержденными илисогласованными с Госстроем СССР.

Основныебуквенные обозначения и индексы к ним, принятые в настоящих нормахсогласно СТ СЭВ 1565-79, приведены в справочном приложении.

Внесены Министерством энергетики и электрификации СССР

Утверждены постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 28 июня 1985 г. № 108

Срок введения в действие 1 июля 1986 г.



1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В зависимости отконструкции и технологического назначения бетонные и железобетонныеплотины подразделяются на следующие основные виды, приведенные втабл. 1.

1.2. Вид бетонной илижелезобетонной плотины следует выбирать в зависимости оттопографических, инженерно-геологических и климатических условий сучетом сейсмичности района, компоновки гидроузла, намечаемых способови сроков строительных работ, наличия местных строительных материалови условий эксплуатации плотины на основании технико-экономическихпоказателей вариантов.

1.3. Бетонные плотины наскальных основаниях надлежит проектировать следующих видов:

в условиях широких створов —гравитационные и контрфорсные;

в условиях скальных ущелий(при lch/h£5) — арочно-гравитационные и арочные, гдеlch— ширина ущелья по хорде на уровне гребня плотины,hвысота плотины.

В зависимости оттопографических и геологических условий в одном створе могутодновременно применяться плотины разных видов, например,гравитационная и контрфорсная, арочная и гравитационная и т.д.

Бетонныеи железобетонные плотины на нескальных основаниях следуетпроектировать, как правило, в качестве водосбросных. Для глухихучастков напорного фронта бетонные и железобетонные плотины следуетприменять только при надлежащем обосновании.

Таблица1.

Отличительные признаки

Основные виды плотин

А. По конструкции плотин

Гравитационные (черт, 1, а - д) :

массивные с расширенными швами

с продольной полостью у основания

с экраном на напорной грани

с анкеровкой в основание

с анкерным понуром

Контрфорсные (черт. 1, ж - и):

с массивными оголовками (массивно-контрфорсные)

с арочным перекрытием (многоарочные)

с плоским перекрытием

Арочные (черт. 1, к - н) :

с защемленными пятами

с периметральным швом из трехшарнирных поясов

с гравитационными устоями

Арочно-гравитационные

Б. По технологическому назначению

Глухие (черт. 1, а, б, г, д, з - н)

Водосбросные:

с поверхностными водосливами (черт. 1, в, ж; черт. 2. а)

с глубинными водосбросами (черт. 2. б)

многоярусные (с поверхностными водосливами и с глубинными водосбросами) (черт. 2. в)

Черт 1. Основные виды плотинна скальных основаниях

Гравитационные:а - массивные; б - с расширенными швами; в - спродольной полостью у основания; г - с экраном нанапорной грани; д - с анкеровкой в основание

Контрфосные:ж - массивно-контрфосные; з - многоарочные; и -с плоским перекрытием

Арочные:к - защемленными пятами: л - с периметральным швом; м- из трехшарнирных поясов; н - с гравитационными устоями; 1- расширенный шов; 2- продольная полость; 3 - экран; 4- предварительно напряженный анкер; 5 - массивные оголовки; 6- контрфорсы; 7 - арочное перекрытие; 8 - плоскоеперекрытие; 9 - периметральный шов; 10 - трехшарнирныепояса; 11 - шарниры; 12 - гравитационные устои

Черт. 2. Основные видыводосбросных плотин на нескальном основании

а- водосливная; б - с глубинными водосбросами: в -двухъярусная

1.4. Класс бетонных ижелезобетонных плотин следует устанавливать а соответствии со СНиП11-50-74.

При определении классаплотины ее высота принимается равной высоте плотины в наиболеезаглубленном участке створа. Длина такого участка вдоль гребняплотины принимается равной:

для плотин на нескальномосновании — длине одной секции;

для плотин на скальномосновании — длине одной секции или 1/50 длины плотины по гребню(принимается меньшее значение).

Высота плотины определяетсяпо разности отметок гребня (исключая парапет) и подошвы сооруженияпод верховой гранью (без учета местных заглублений в основание длязаделки крупных трещин, устройства зуба и т.п.).

Если наиболее глубокая частьствора выполнена в виде массивной пробки, служащей основанием длярасположенной на ней плотины, то высота плотины определяется от верхапробки до гребня плотины.

Если отдельные участкинапорного фронта выполнены из плотин разных видов, то класс ихпринимается равным классу плотины, расположенной в наиболее глубокойчасти створа.

НАТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ИИССЛЕДОВАНИЯ

1.5. В бетонных ижелезобетонных плотинах I,II, IIIклассов необходимо предусматривать установку контрольно-измерительнойаппаратуры (КИА) для проведения натурных наблюдений и исследований засостоянием сооружений и их оснований как в период строительства, таки в процессе эксплуатации. Для плотин IV класса и их основанийустановку КИА следует обосновывать. Состав и объем натурныхнаблюдений и исследований должны предусматриваться проектом,включающим программу наблюдений, схему размещения КИА.

1.6. Натурные наблюдения набетонных и железобетонных плотинах подразделяются на контрольные испециальные.

1.7. Контрольные наблюдения встроительный период следует проводить за деформациями основания,температурным режимом, термонапряженным состоянием, раскрытием швов иза трещинообразованием в блоках бетонирования, фильтрацией восновании.

1.8. Контрольные наблюдения вэксплуатационный период следует проводить за вертикальными (осадка) игоризонтальными (прогибы, наклоны) перемещениями, противодавлением ифильтрационными расходами, напряженным и термонапряженным состояниемсооружения и его основания, напряжениями в арматуре, за контактнымшвом сооружение — основание, раскрытием постоянных и временныхшвов, гидравликой потока на водосбросных сооружениях и в бьефах, засостоянием сооружения при сейсмических и других динамическихвоздействиях.

1.9. Специальные наблюденияза плотинами проводятся в целях получения данных, связанных снеобходимостью подтверждения проектных решений, совершенствованияметодов расчета, модельных исследований, выбора оптимальных методовпроизводства работ и условий эксплуатации.

2. ТРЕБОВАНИЯ К СТРОИТЕЛЬНЫММАТЕРИАЛАМ

2.1. Строительные материалыдля бетонных и железобетонных плотин и их элементов должныудовлетворять требованиям СНиП II-56-77,СНиП II-23-81и настоящего раздела.

22.В плотинах и их элементах в зависимости от условий работы бетона вотдельных частях плотины в эксплуатационный период надлежит различатьчетыре зоны (черт. 3) :

Черт. 3. Распределение бетонатела плотины по зонам

а - глухая плотина; б— водосливная плотина; IIV зоныплотины

I —наружные части плотин и их элементов, находящиеся под атмосфернымвоздействием, не омываемые водой;

II — наружные частиплотин в пределах колебания уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, атакже части и элементы плотин, периодически подвергающиеся действиюпотока воды: водосбросы, водоспуски, водовыпуски, водобойныеустройства и др.;

Ill— наружные, а также примыкающие к основанию части плотин,расположенные ниже минимальных эксплуатационных уровней воды верхнегои нижнего бьефов;

IV — внутренняя частьплотин, ограниченная зонами I -III, в том числе бетонконструкций, прилегающий к замкнутым полостям контрфорсных плотин.

К бетону различных зонбетонных и железобетонных плотин всех классов необходимо предъявлятьтребования, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Требования, предъявляемые к

Зоны плотин

бетону для различных зон плотин

бетонных

железобетонных

По прочности на сжатие

I, II, III, IV

I, II, III

По прочности на растяжение

I, II, III

I, II, III

По водонепроницаемости

II, III

II, III

По морозостойкости

I, II

I, II

По предельной растяжимости

I, II, III, IV

Не предъявляется

По стойкости против агрессивного воздействия воды

II, III

II, III

По сопротивляемости истиранию потоком воды при наличии взвешенных и влекомых наносов, а также стойкости против кавитации при скорости воды по поверхности бетона 15 м/с и более

II

II

По тепловыделению при твердении бетона

I, II, III, IV

Предъявляется при соответствующем обосновании

Примечание. Для плотин IV класса требования к бетону по предельной растяжимости и тепловыделению допускается не предъявлять.

2.3. Толщину наружных зонплотин следует принимать с учетом вида плотин, напряженногосостояния, размеров конструктивных частей и элементов плотин,величины действующего напора, глубины проникновения суточныхперепадов температур, но не менее 2,0 м.

2.4. Требования к бетонуплотин по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и т.д.необходимо устанавливать дифференцировано, в соответствии сфактическими условиями работы бетона различных зон.

Марку бетона поводонепроницаемости следует принимать в соответствии с табл. 3.

Таблица 3

Марка бетона по водонепроницаемости при градиенте напора

до 5

5-10

10-15

15-20

20-30

W2

W4

W6

W8

W10

2.5. Для частей и элементовплотин, периодически омываемых водой (зона II), марка бетона поводонепроницаемости принимается не ниже W4; при воздействии на бетонпотока воды с влекомыми наносами, а также при предъявлении к бетонутребований к стойкости против кавитации марка бетона поводонепроницаемости должна быть не ниже W8.

В агрессивной воде-средемарку бетона по водонепроницаемости следует устанавливать всоответствии со СНиП 2.03.11-85.

2.6. При наличии на низовойграни плотины железобетонной облицовки толщиной более 15 смморозостойкость бетона зоны Iдопускается принимать на марку ниже по сравнению с маркой длянезащищенных наружных поверхностей. Морозостойкость бетона облицовкидолжна отвечать требованиям ГОСТ 10060-76. Конструкция стыковоблицовки должна исключать прямое попадание влаги на бетон телаплотины.

2.7. Возраст (срок твердения)бетона, соответствующий его проектным классу по прочности на сжатие имарке по водонепроницаемости, следует назначать с учетом сроковвозведения сооружения и наполнения водохранилища.

Для бетонных плотин высотойболее 60 м и объемом бетона более 500 тыс. м3 указанныйвозраст следует принимать, как правило, равным одному году.

2.8. Число различных классовбетона в сооружении, как правило, надлежит принимать не болеечетырех, при этом увеличение числа классов бетона допускается принадлежащем обосновании.

2.9. Для плотин Iи II классов допускается разрабатывать специальные техническиеусловия на цемент, согласовывая и утверждая их в установленномпорядке.

2.10. Для бетонных плотинобъемом бетона более 1 млн. м3 следует наряду сустановленными в СНиП II-56-77нормативными сопротивлениями бетона на сжатие принимать также ипромежуточные их значения.

3. ОБЩИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕТРЕБОВАНИЯ

3.1. Ширину и конструкциюгребня глухой плотины следует принимать в зависимости от видаплотины, условий производства работ, использования гребня вэксплуатационный период для проезда, прохода или других целей, но неменее 2м.

3.2. Превышение гребня глухойплотины над уровнем воды в верхнем бьефе следует определять всоответствии со СНиП 2.06.05-84. При этом величину запаса возвышениягребня плотины а (с учетом парапета), м, следует принимать:для плотин Iкласса - 0,8; II - 0,6;III и IV - 0,4.

3.3.Размеры быков водосбросных плотин следует назначать в зависимости оттипа и конструкции затворов, размеров водосбросных отверстий,эксплуатационных и аварийных выходов из продольных галерей, размерови конструкции мостовых пролетных строений. При этом толщину пазовогоперешейка быка во всех случаях необходимо назначать не менее 0,8 м.

3.4. Отметку верха быковводосливной плотины со стороны верхнего бьефа следует назначать сучетом отметки гребня глухой плотины, типа затворов, условийманеврирования ими, подъемных и транспортных механизмов, наличиямостового перехода и его габаритов по высоте.

Отметку верха быков следуетпринимать наивысшей из определенных по каждому из перечисленныхусловий.

3.5. Очертание быков в планесо стороны верхнего бьефа должно обеспечивать плавный вход воды вводосбросное отверстие и минимальное сжатие потока.

В случае пропуска льдаоголовок быка следует проектировать заостренной формы.

3.6. Очертание в плане ивысоту быков со стороны нижнего бьефа следует определять общимиконструктивными требованиями с учетом прочностных и гидравлическихусловий, расположения мостовых конструкций и других сооружений, атакже незатопления верха быков.

3.7. Лицевую грань раздельныхи береговых устоев в пределах водосброса следует конструироватьаналогично граням быков.

3.8. При проектированииавтомобильных или железнодорожных мостов по быкам и устоям плотин кбыкам и устоям следует предъявлять дополнительно требования как кмостовым опорам.

3.9. При сопряжении отдельныхчастей плотины (водосбросной части с глухой) надлежит избегатьвыступов напорной грани одной части плотины по отношению к другой.

3.10. Вдоль верховой граниплотин следует предусматривать устройство дренажа в виде вертикальныхскважин (дрен), имеющих выходы в продольные галереи, илигоризонтальных дрен, приуроченных к ярусам бетонирования и имеющихвыходы в смотровые шахты, расположенные в межсекционных швах плотины.

3.11. Диаметр вертикальныхдренажных скважин следует принимать 10 - 30 см; расстояние междуосями дрен - 2-3 м.

Горизонтальные дренытрапецеидального или прямоугольного сечения площадью 400 — 800см2 следует располагать по высоте плотины через 2—3м.

3.12. Расстояние от напорнойграни плотины до оси дренажа adr,а также до верховой грани продольной галереи следует назначать неменее 2 м при соблюдении условия

,

гдеHd напор надрасчетным сечением;

gn— коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемыйв соответствии с п. 5.13.

Icr,mкритический средний градиент напора длябетона плотины;

Величину критическогосреднего градиента напора надлежит принимать:

для гравитационных имассивно-контрфорсных плотин - 25;

для арочных иарочно-гравитационных плотин и для арочных напорных перекрытиймногоарочных плотин - 50.

3.13. В основании плотин принеобходимости следует предусматривать устройство дренажа.

3.14. В теле плотинынеобходимо предусматривать продольные и поперечные галереи. По высотеплотины галереи следует располагать через 15 - 40 м.

Одну из продольных галерейследует проектировать выше максимального уровня нижнего бьефа дляобеспечения самотечного отвода воды из всей вышележащей частиплотины. Из нижележащих галерей необходимо предусматривать откачкуводы. Выпуск воды в нижний бьеф во всех случаях должен осуществлятьсяниже минимального уровня.

3.15. Размеры галерей,устраиваемых для цементации основания и строительных швов плотины,создания и восстановления вертикального дренажа, следует приниматьминимальными, обеспечивающими провоз и работу бурового,цементационного и другого оборудования, с учетом размещениятрубопроводов для охлаждения бетона и кабельных коммуникаций.

Ширину галерей,предусмотренных для сбора и отвода воды, контроля за состояниембетона плотины и уплотнения швов, размещения КИА и различного родакоммуникаций следует назначать не менее 1,2 м, высоту не менее - 2,0м.

Пол галереи, предусмотреннойдля сбора и отвода воды, следует проектировать с уклоном не более1:40 в сторону водосливного лотка.

3.16. В плотинах, имеющихнесколько ярусов галерей, необходимо предусматривать сообщение междуними путем устройства маршевых лестниц или лифтов.

Каждый нижележащий ярусгалерей должен иметь аварийные выходы в вышележащий. Каждаяпродольная галерея должна иметь не менее двух аварийных выходов,расположенных на расстоянии не более 300 м друг от друга.

3.17. В растянутой зоне нанапорной грани бетонных, а при обосновании и железобетонных плотин,следует рассматривать целесообразность устройства гидроизоляции(асфальтовой штукатурной, литой асфальтовой, пропиточной битумной,штукатурной минеральной, окрасочной полимерной и полимербитумной).

3.18. При среднемесячнойтемпературе наружного воздуха в наиболее холодном месяце года нижеминус 25 °С в зоне переменного уровня воды следует рассматриватьцелесообразность устройства по бетонным поверхностям (кромеводосливных) теплогидроизоляции из легкого асфальтобетона,эпоксидно-каменноугольных и поливинил-хлоридных пенопластов и другихтеплогидроизоляционных материалов.

3.19. Для плотин, возводимыхв Северной строительно-климатической зоне, следует рассматриватьцелесообразность устройства постоянной теплоизоляции открытыхповерхностей.

ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ ПЛОТИН ИИХ УПЛОТНЕНИЕ

3.20. При проектированиибетонных и железобетонных плотин следует предусматривать постоянные(межсекционные и вертикальные швы-надрезы) и временные (строительные)деформационные швы.

Размеры секций плотин иблоков бетонирования следует определять в зависимости от:

вида и высоты плотин, размерасекции здания ГЭС, а также расположения в плотинах водопропускныхотверстий, в том числе турбинных водоводов;

методов возведения плотины;

формы поперечного сечениярусла, геологического строения и деформируемости основания плотины,климатических условий района строительства с учетом обеспечениямонолитности бетона секций плотины между швами.

3.21. При выборе видадеформационных швов и расстояний между ними следует соблюдатьтребования СНиП II-56-77.

3.22. Ширину постоянногодеформационного шва следует назначать на основе сопоставлениярасчетных данных по ожидаемым деформациям смежных секций плотин сучетом предусматриваемой проектом конструкции шва, деформативныхсвойств материала его заполнения и обеспечения независимостиперемещения секций плотины относительно друг друга.

При предварительномназначении конструкций постоянных деформационных швов их ширинуследует принимать (черт. 4):

температурных — 0,5- 1 см на расстояниине более 5 м от лицевых граней и гребня, а внутри тела плотины —0,1 -0,3см;

температурно-осадочных —1- 2 см в пределахфундаментной плиты плотины и водобоя при любых нескальных иполускальных грунтах основания;

выше фундаментной плитыплотины на нескальных грунтах основания — не менее 5 см.

1-1

2-2


Черт. 4. Схемы расположенияуплотнении в постоянных деформационных швах плотин на скальном (а,б) и нескальном (в, г) основаниях

1- шов, t= 0,5-1 см; 2-шов, t =0,1 - 0,3см; 3 -шов, t= 1 -2 см; 4-шов, t ³ 5 см; 5, 6, 7 - соответственно вертикальное, горизонтальное иконтурное уплотнения; 8 - дренажное устройство; 9 -смотровая шахта: 10 - смотровая галерея

3.23. В конструкцияхпостоянных деформационных швов следует предусматривать:

уплотнение, обеспечивающееего водонепроницаемость;

дренажное устройство дляотвода профильтровавшейся через уплотнение или в его обход воды;

устройство смотровых шахт игалерей для наблюдения за состоянием шва и ремонта уплотнения.

3.24. Уплотнения постоянныхдеформационных швов плотин следует подразделять:

по расположению в шве —на вертикальные, горизонтальные и контурные (см. черт. 4);

по конструкции и материалам —на диафрагмы из металла, резины и пластических масс (черт. 5. а),шпонки и прокладки из асфальтовых материалов (черт. 5. б),инъекционные (цементация и битуминизация) (черт. 5, в). брусьяи плиты из бетона и железобетона (черт. 5, г).

Для плотинIII и IV классов взонах ниже уровня мертвого объема (УМО) допускается применятьуплотнения из антисептированных деревянных элементов, изготовленныхиз древесины, устойчивой к воздействию воды.

Черт. 5 Схемы основныхуплотнений деформационных швов бетонных и железобетонных плотин

а- диафрагмы из металла, резины и пластических масс; б -шпонки и прокладки из асфальтовых материалов; в - инъекционные(цементация и битумизация) уплотнения; г - брусья и плиты избетона и железобетона; 1 - металлические листы; 2 -профилированная резина; 3 - асфальтовая мастика; 4 -железобетонная плита; 5 - скважины для цементации; 6 -цементационные клапаны; 7 - железобетонный брус; 8 -асфальтовая гидроизоляционная прокладка

3.25. При проектированииконструкций уплотнений деформационных швов плотин необходимособлюдать следующие условия:

материал уплотнения долженнепосредственно примыкать к бетону образующих шов секций;

величина напряжения наконтакте асфальтового материала уплотнения с бетоном врассматриваемом сечении должна быть не менее величины внешнегогидростатического давления воды в том же сечении;

средние градиенты напорафильтрационного потока через бетон по контуру уплотнений шва недолжны превышать величин, приведенных в п.3.12.

При определении действующегосреднего градиента напора в уплотнениях постоянных швов плотин общийпуть фильтрации следует принимать равным:

при изменении температурыбетона в зоне швов в пределах 4 - 6°С — пути фильтрации вобход асфальтовых шпонок, металлических или резиновых диафрагм сучетом пути фильтрации на длине цементируемых или битуминизированныхучастков швов между диафрагмами и шпонками;

при изменении температурыбетона в зоне швов свыше 6°С — только пути фильтрации вобход асфальтовых шпонок, металлических или резиновых диафрагм безучета пути фильтрации на длине цементируемых или битуминизированныхучастков швов.

3.26. В проекте следуетпредусматривать омоноличивание временных вертикальных строительныхшвов до подъема уровня воды перед плотиной. Сроки и порядокомоноличивания межстолбчатых швов следует назначать исходя изпроектной температуры омоноличивания массива с учетом температурногоизгиба столбов и использования ее для улучшения напряженногосостояния плотины.

3.27. При проектированииплотин допускается предусматривать устройство временных расширенныхшвов, заполняемых бетоном (замыкающие блоки). Сроки омоноличиваниярасширенных швов следует устанавливать с учетом выравниваниятемператур между бетонными массивами и окружающей средой,стабилизации осадок и наполнения водохранилища.

ВОДОСБРОСНЫЕ, ВОДОСПУСКНЫЕ ИВОДОВЫПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

3.28. В бетонных ижелезобетонных плотинах могут устраиваться водосбросы, водоспуски иводовыпуски.

329. Длину водосливногофронта плотины, размеры и число пролетов поверхностных и глубинныхводопропускных устройств следует принимать на основании сравнениятехнико-экономических показателей вариантов в зависимости от величинысбросного расхода основного расчетного случая, устанавливаемой всоответствии со СНиП II-50-74и допустимых при данных геологических условиях удельных расходовводы; с учетом влияния потока на русло реки и работу другихсооружений гидроузла, требований к гидравлическому режиму русловогопотока в бьефах и изменения уровней воды в нижнем бьефе, вызываемогодеформациями русла и берегов.

Для плотин I,II и IIIклассов необходимо производить сравнение технико-экономическихпоказателей разработанных вариантов по результатам гидравлическихрасчетов и лабораторных исследований; для плотин IV класса сравнениевариантов следует производить по результатам гидравлических расчетови аналогам.

3.30. Основнымпрофилем оголовков водосливных плотин всех классов следует приниматьбезвакуумный профиль криволинейного очертания, плавно сопрягающийся вводосливной гранью плотины. Уклон водосливной грани и еепротяженность следует назначать исходя из конструктивных особенностейпрофиля плотины.

Очертание оголовковводосливных плотин при напорах до 12 м допускается приниматьтрапецеидальным или прямоугольным. Применение вакуумных оголовковдолжно обосновываться технико-экономическими расчетами игидравлическими расчетами и исследованиями.

3.31. При проектированииводосбросных сооружений плотин и креплений нижнего бьефа, обтекаемыхпотоком воды со скоростью свыше 15 м/с, следует предусматривать:

плавное очертание обтекаемыхповерхностей, обеспечивающее отсутствие или минимальное значениеобщего вакуума; сглаживание местных неровностей;

подвод воздуха в зонывозможного возникновения кавитации (пазы-аэраторы, уступы, дефлекторыили их сочетания с соответствующими воздухоподводящими устройствами,обеспечивающие отрыв транзитного потока и воздухонасыщение егопридонного и пристенных слоев);

использование бетонов сповышенной кавитационной стойкостью, в том числе специальных бетоновна основе полимерных вяжущих.

3.32. Ось глубинноговодосброса следует проектировать прямолинейной. Криволинейную осьдопускается принимать в случаях, когда это вызывается условиями общейкомпоновки гидроузла и требует специальных гидравлических расчетов иисследований.

Высотное положение оголовка инаклон оси глубинного водосброса следует назначать с учетомконструктивных особенностей плотины и концевого участка водосброса,диапазона изменения уровней воды в верхнем бьефе, определяемого посхеме пропуска расходов.

Кромки входного сеченияглубинных водосбросов должны иметь плавное очертание. Площадь живогосечения глубинных водосбросов на выходном участке следует, какправило, плавно уменьшать.

При расположении камерызатворов во входном оголовке или в средней части тракта глубинноговодосброса необходимо предусматривать подвод воздуха за затворы.Устье аэрационной шахты следует максимально (по конструктивнымусловиям водосброса) приближать к затвору; оно должно быть защищеноот попадания струй и брызг воды.

3.33. Конструкцию концевыхучастков поверхностного и глубинного водосбросов плотины следуетвыбирать в зависимости от величины удельного расхода воды на выходе,характеристик грунтов основания, а также требований, предъявляемых косновным гидравлическим режимам сопряжения бьефов.

3.34. При поверхностномрежиме сопряжения бьефов в конце водосброса следует предусматриватьносок-уступ с горизонтальной или наклонной поверхностью, создающийнезатопленный режим, при этом прыжок должен быть устойчивым; поток недолжен вызывать опасного размыва русла и берегов реки на прилегающемк сооружению участке. Поверхностный режим сопряжения следуетпринимать с учетом пропуска льда и других плавающих тел.

3.35. При донном режимесопряжения бьефов следует предусматривать сопряжение водосливнойповерхности с водобоем плавным или с небольшим уступом. Отметкуповерхности водобоя и рисбермы, их длину и толщину следует назначатьна основании гидравлических исследований и технико-экономическогосравнения вариантов с учетом всего комплекса мероприятий, влияющих нагидравлические условия в нижнем бьефе (гасители энергии,обеспечивающие образование затопленного прыжка на водобое иблагоприятные условия для маневрирования затворами; переходныекрепления от бетонной рисбермы к незакрепленному руслу, ковш запереходным креплением и др.). При необходимости следуетпредусматривать мероприятия по пропуску воды и льда в периодстроительства плотины.

3.36. При сопряжении бьефовотбросом струи в конце водосброса следует предусматриватьносок-трамплин, отбрасывающий поток воды в нижний бьеф на безопасноедля сооружений расстояние, а в узких створах — исключающийопасное воздействие потока на берега.

В случае слаботрещиноватогооснования в месте падения воды, на основании гидравлических расчетови исследований следует предусматривать специальные мероприятия дляобеспечения необходимой интенсивности гашения энергии воды:устройство водобойного колодца или искусственной ямы размыва,рассредоточение сбросного потока по большей площади посредствоммногоярусных носков-трамплинов, рассеивающих трамплинов, расщепителейи т.п.

СОПРЯЖЕНИЕ БЕТОННЫХ ИЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛОТИН С ОСНОВАНИЕМ

3.37. Удаление (съем)грунта в основании плотины должно быть минимальным и обоснованорасчетами плотин на прочность и устойчивость с учетом мероприятий поукреплению грунта основания.

3.38. Выравнивание контактныхповерхностей скальных оснований бетонных плотин не допускается.Сопряжение арочных и арочно-гравитационных плотин с косогорнымиучастками основания следует производить как правило, без уступов.

3.39. При проектированиибетонных и железобетонных плотин в случае необходимости следуетпредусматривать мероприятия по улучшению прочностных, деформационныхи фильтрационных свойств грунтов оснований:

закрепление и уплотнениегрунтов основания или его части цементационными или другими вяжущимирастворами;

дренирование глинистыхводонасыщенных грунтов;

устройство подпорных стен,поддерживающих склоны и откосы массивов и анкеровку неустойчивыхскальных массивов;

разделку горным способомкрупных трещин, разломов и пустот в скальных массивах с последующимзаполнением их бетоном или железобетоном в виде отдельных пробок,шпонок, сплошных полос или решеток.

3.40. Во всех случаях, когдаоснование сложено фильтрующими слабоводоустойчивыми ибыстрорастворимыми грунтами, необходимо предусматриватьпротивофильтрационные и дренажные устройства. При грунтах, устойчивыхпротив химической и механической суффозии, такие устройства должныбыть обоснованы технико-экономическими расчетами.

Противофильтрационные идренажные устройства в основании плотины надлежит сопрягать саналогичными устройствами в берегах и в примыкающих к плотинесооружениях гидроузла.

3.41. Противофильтрационнуюзавесу следует предусматривать, как правило, до слабоводопроницаемыхили практически водонепроницаемых грунтов. Глубина завесы приотсутствии водоупора определяется расчетом с учетоминженерно-геологических условий, проницаемости грунтов, величиныпротиводавления в основании плотины, наличия дренажа и т.д.

3.42. Критические средниеградиенты напора на противофильтрационной завесе Icr,mследует принимать:

а) для нескальных грунтовоснования - в соответствии с п. 6.43;

б) для скальных грунтовоснования

Icr,m= Iadmgn

гдеIadm   допустимыйградиент напора на завесе, принимаемый в соответствии со СНиПII-16-76;

gn  см.п. 5.13.

4.НАГРУЗКИ, ВОЗДЕЙСТВИЯ И ИХ СОЧЕТАНИЯ

4.1. Нагрузки, воздействия иих сочетания на бетонные и железобетонные плотины следует определятьсогласно СНиП II-50-74,СНиП 2.06.04-82, СНиП II-7-81и настоящего раздела.

4.2. При расчетах плотин наосновные сочетания нагрузок и воздействий следует учитывать:

постоянные нагрузки ивоздействия:

а) собственный вессооружения, включая вес постоянного технологического оборудования(затворы, подъемные механизмы и пр.), месторасположение которого насооружении не меняется в процессе эксплуатации;

б) силовое воздействие водыпри нормальном подпорном уровне (НПУ) верхнего бьефа, уровне нижнегобьефа, соответствующем пропуску через сооружение минимального потехнологическим и экологическим требованиям расхода и нормальнойработе дренажных и противофильтрационных устройств:

давление воды на верховую инизовую грани плотины;

пригрузка основания состороны верхнего и нижнего бьефов;

силовое воздействиефильтрующейся воды;

в) вес грунта, сдвигающегосявместе с плотиной, и боковое давление грунта со стороны верхнего инижнего бьефов;

временные длительныенагрузки и воздействия:

г) давление наносов,отложившихся перед плотиной;

д) температурные воздействия,определяемые для года со средней амплитудой колебаний среднемесячныхтемператур;

е) поровое давление вводонасыщенном грунте при нормальной работе дренажных ипротивофильтрационных устройств, НПУ в верхнем бьефе и уровне внижнем бьефе, соответствующем минимальному по технологическим иэкологическим требованиям расходу;

кратковременные нагрузки ивоздействия:

ж) силовое воздействие водыпри уровнях в верхнем и нижнем бьефах, соответствующих пропуску черезсооружение расхода основного расчетного случая, устанавливаемого всоответствии со СНиП II-50-74,и нормальной работе дренажных и противофильтрационных устройств(взамен подпункта "б"):

давление воды на верховую инизовую грани плотины;

пригрузка основания состороны верхнего и нижнего бьефов;

силовое воздействиефильтрующейся воды;

динамические нагрузки;

з) давление льда,определяемое при его средней многолетней толщине;

и) давление волны,определяемое при средней многолетней скорости ветра;

к) нагрузки от подъемных,перегрузочных, транспортных устройств и других конструкций имеханизмов (мостовых и подвесных кранов и т.п.);

л) нагрузки от плавающих тел.

4.3. При расчетах плотин наособые сочетания нагрузок и воздействий следует учитывать постоянные,временные длительные, кратковременные нагрузки и воздействия и однуиз следующих особых нагрузок и воздействий:

а) силовое воздействие водыпри форсированном подпорном уровне (ФПУ) верхнего бьефа, уровненижнего бьефа, соответствующем пропуску через сооружение расходаповерочного расчетного случая, устанавливаемого в соответствии соСНиП II-50-74,и нормальной работе дренажных и противофильтрационных устройств(взамен п. 4.2 б, ж):

давление воды на верховую инизовую грани плотины;

пригрузка основания состороны верхнего и нижнего бьефов;

силовое воздействиефильтрующейся воды;

динамические нагрузки;

б) силовое воздействие воды,обусловленное нарушением одного из дренажных или одного изпротивофильтрационных устройств, при НПУ в верхнем бьефе и уровне внижнем бьефе, соответствующем минимальному по технологическим иэкологическим требованиям расходу (взамен п. 4.2б, е,ж):

давление воды на верховую инизовую грани плотины;

пригрузка основания состороны верхнего и нижнего бьефов;

силовое воздействиефильтрующейся воды;

поровое давление вводонасыщенном грунте основания;

в) температурные воздействия,определяемые для года с максимальной амплитудой колебанийсреднемесячных температур, а также для года с максимально низкойсреднемесячной температурой (взамен п. 4.2 д) ;

г) давление льда,определяемое при максимальной многолетней толщине льдаобеспеченностью 1% (взамен п. 4.2 з);

д) давление волны,определяемое при максимальной многолетней скорости ветраобеспеченностью 2% — для сооружений Iи II классов и 4% —для сооружений IIIи IV классов (взамен п. 4.2 и);

е) сейсмические воздействия.

4.4. В основные и особыесочетания нагрузок и воздействий следует включать только те изкратковременных нагрузок и воздействий (п. 4.2 ж, з, и, к, л),которые могут действовать одновременно.

4.5. При определении величиныпригрузки основания водой в верхнем и нижнем бьефах (пп. 4.2 б, ж;4.3 а, б) необходимо учитывать разницу в давлении воды на основаниедо и после возведения сооружения.

4.6. Нагрузки и воздействиядля строительного периода плотины и ремонтного случая следуетпринимать по основному и особому сочетаниям, а величины этих нагрузоки воздействий должны определяться в зависимости от конкретных условийвозведения и ремонта сооружения.

4.7. Нагрузки и воздействиядолжны приниматься в наиболее неблагоприятных, но возможныхсочетаниях отдельно для эксплуатационного и строительного периодов.

4.8. Коэффициент надежностипо нагрузкам при расчете плотин следует принимать в соответствии соСНиП II.50-74.

4.9. При расчете общейпрочности и устойчивости плотин коэффициенты надежности по нагрузкедля собственного веса, температурных, влажностных и динамическихвоздействий, а также для всех грунтовых нагрузок при расчетныхзначениях характеристик грунтов tgjI,III,II;gI,II,определенных в соответствии со СНиП II-16-76,должны приниматься равными единице.

4.10. Плотность бетона дляплотин I,II и III классовследует определять на основе результатов испытания образцов,изготовленных из подобранных составов бетона.

Плотность бетона для плотинIV класса — во всех случаях, а для плотин 1, IIи IIIклассов — на предварительных стадиях проектирования допускаетсяпринимать по табл. 4.

Таблица 4

Плотность заполнителя, кг/м3

Средняя плотность бетона, кг/м3 при максимальной крупности заполнителя, мм


40

80

120

2600-2650

2370

2410

2430

2660-2700

2400

2450

2470

2700-2750

2440

2490

2500

При отсутствии данных оплотности заполнителя плотность бетона следует принимать приплотности заполнителя 2650 - 2700 кг/м3.

4.11. Интенсивность давленияводы на наружные грани плотины следует принимать равной

p' (1- a2,d),где р'— гидростатическое давление, Па; a2,dкоэффициент эффективной площади противодавления в материале плотины,определяемый в соответствии с п. 4.15.

4.12. Интенсивность давленияводы на свободные поверхности основания в верхнем и нижнем бьефах(пригрузка основания) следует принимать равной p'(1- a2,f),где a2,f— коэффициент эффективной площади противодавления в грунтеоснования, см. п. 4.15.

Пригрузку основания в верхнеми нижнем бьефах допускается не учитывать в расчетах устойчивости ипрочности:

плотин всех классов высотойменее 60 м, расположенных на скальном основании;

плотинIII и IV классов,расположенных на нескальных грунтах;

плотин Iи II классов высотой более 60 м, расположенных на скальном основании— на предварительных стадиях проектирования;

плотин Iи II классов, расположенных на нескальных грунтах — напредварительных стадиях проектирования.

4.13. Силовое воздействиефильтрующейся воды следует учитывать в виде (черт. 6) :

а) поверхностных силинтенсивностью p (a2,f- a2,d),приложенных по нормали к подошве плотины (противодавление), гдер гидродинамическое давление в потоке фильтрующейся воды, Па,определяемое в соответствии с п. 4.14;

б) объемных сил в основанииплотины интенсивностью ,причем горизонтальная qfxи вертикальнаяqfyпроекциивектора равны:

При этом удельный вес грунтаоснования принимается в водонасыщенном состоянии.

При а2,f= constв расчетной области основания интенсивность объемных сил равна= - .где — градиент гидродинамического давления, см. п. 4.14;

в) объемных сил вводонасыщенных зонах плотины, включающих части сооружения,расположенные между напорной гранью и дренажом и между подошвойплотины и уровнем нижнего бьефа интенсивностью,причем горизонтальная qdxи вертикальнаяqdyпроекции вектора равны:

Приэтом удельный вес бетона принимается в водонасыщенном состоянии.

Черт. 6. Схема силовоговоздействия воды

1сухая часть плотины; 2 - водонасыщенная часть плотины; 3-дренаж плотины; 4 - объемныесилы фильтрующейся воды в водонасыщенных зонах плотины; 5 -давление на низовую грань плотины; 6 - пригрузка основания состороны нижнего бьефа; 7 - противодавление по подошве плотины;8 - дренаж основания; 9 - цементационная завеса; 10- объемные силы фильтрующейся воды в основании; 11 -пригрузка основания со стороны верхнего бьефа; 12 - давлениена верховую грань плотины

При а2,d= constв расчетной области водонасыщенных зон плотины интенсивность объемныхсил равна = - .

Если в водонасыщенных частяхплотины и основания значения коэффициента а2изменяютсяскачкообразно от значения а'2до значения а''2,причем а'2> а''2,то на границе областей с различными значениями а2следует прикладывать нормальные к линии раздела областейповерхностные силы интенсивностью p(a'2- a''2),направленные в сторону области с a''2.

Силовое воздействиефильтрующейся воды следует учитывать только в виде противодавления иобъемных сил в основании плотины:

при расчетах плотин II классавысотой более 60 м, расположенных на скальном основании, — вовсех случаях;

при расчетах плотин Iи II классов, расположенных на нескальном основании, — во всехслучаях.

Силовое воздействиефильтрующейся воды следует учитывать только в виде противодавления:

при расчетах плотин всехклассов высотой менее 60 м, расположенных на скальном основании, —во всех случаях;

при расчетах плотинIII и IV классов,расположенных на нескальном основании, — во всех случаях;

при расчетах плотин Iи II классов высотой более 60 м, расположенных на скальном основании,а также плотин Iи II классов, расположенных на нескальномосновании, — на предварительных стадиях проектирования.

При этом удельный вес грунтапринимается во взвешенном состоянии.

4.14. Значениягидродинамическогодавления р и его градиента в потоке фильтрующейся воды в расчетных областях фильтрации основанияи тела плотины определяются фильтрационными расчетами согласно пп.5.24 — 5.27.

На наружных гранях плотины исвободных поверхностях основания в верхнем и нижнем бьефахзначения рсовпадают с величиной гидростатического давления.

На линии, разделяющейводонасыщенную и сухую части плотины (кривая депрессии), р= 0.

На подошве плотиныгидродинамическое давление, Па, определяется по формуле

р=(hv+hf) gw, (1)

где hv— ордината пьезометрического напора в рассматриваемой точке подвзвешивающим воздействием нижнего бьефа, м;

hfто же, при фильтрации под действиемрасчетного напораHd,м;

gw удельный вес воды, Н/м3.

Значениеhvопределяется как разность отметок уровня воды в нижнем бьефе ирассматриваемой точки.

Дляплотин высотой менее 60 м на скальных основаниях значенияhfдопускается находить по эпюрам, приведенным на черт. 7, при этомвеличину hfпо оси цементационной завесы Нasи по осидренажных устройств Нdrследует принимать по табл. 5.

Черт. 7. Эпюрыпьезометрического напора по подошве плотины

a— гравитационная плотина с цементационной завесой а основании;б — гравитационная плотина без цементационной завесы; в— гравитационная плотина с продольной полостью у основания; г— гравитационная плотина с расширенными швами имассивно-контрфорсная плотина; д контрфорснаяплотина с плоским перекрытием; е — арочная плотина

Таблица 5

Виды плотин

Значения Нas/Нd и Нdr/Нd при сочетании нагрузок на плотины



основные и особые при ФПУ и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств

особые в случае нарушения нормальной работы противофильтрационных и дренажных устройств



плотины с цементаци­онной заве­сой

плотины без цемен­тацион­ной за­весы

плотины с цементационной завесой

плотины без цемен­тацион­ной за­весы



Нas/Нd

Нdr/Нd

Нdr/Нd

Нas/Нd

Нdr/Нd

Нdr/Нd


Гравитационные без полостей у основания (черт. 7, а и б) классов:








I

0,40

0,20

0,20

0,50

0,30

0,40

II

0,40

0,15

0,15

0,50

0,20

0,30

III и IV

0,30

0,05

0,05

0,35

0,10

0,10

Гравитационные с продольной полостью у основания (черт. 7, в) I - IV классов

0,30

0,10

0,10

0,35

0,15

0,20

Гравитационные с расширенными швами и массивно-контрфорсные (черт. 7, г) I -IV классов

0,20

0,05

0,05

0,25

0,10

0,10

Арочные (черт. 7, e) 1-IV классов

0,40

0,20

0,20

0,60

0,35

0,40

Примечание. Для контрфорсных плотин с плоским или арочным перекрытием эпюра пьезометрического напора при фильтрации под действием расчетного напора Hd принимается по треугольнику с ординатой hf = 0 на низовой грани верхового клина плотины (черт. 7, д).







Stroy.Expert
65,72 75,57