Ґрунтова гребля з водоскидною і водо випускною спорудами

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

Зміст 

Техніко-економічні показники проекту

Вступ

1 Ґрунтова гребля……………………………………..9

1.1 Компоновка гідровузла…………………………………...9

1.1.1. Вибір створу греблі.……………………………………………9

1.1.2. Вибір і обгрунтування типу греблі………………………...10

1.1.3. Визначення капітальності споруд…………………………10

1.2 Конструювання поперечного  перерізу греблі……...10

1.2.1. Обрис укосів…………………………………………………….11

1.2.2. Визначення висоти греблі…………………………………...11

1.2.3. Кріплення верхового та низового укосів………………….19

1.3 Протифільтраційні   і дренажні  влаштування……. 20

1.3.1. Протифільтраційні влаштування…………………………20

1.3.2. Дренажні влаштування……………………………………... 21

1.3.3. Фільтраційні розрахунки……………………………………..22

1.3.4. Розрахунок стійкості низового укосу……………………. 25

2 Водоскидна споруда………………………………..30

2.1 Вибір траси і  обгрунтування типу водоскиду…… 30

2.2 Гідравлічний розрахунок  споруд водоскиду…………30

2.2.1. Розрахунок шахти і відвідної труби……………………... 30

2.2.2. Розрахунок відвідного каналу……………………………….32

2.2.3. Розрахунок спряження б`єфів……………………………….34

2.3 Конструкція шахтного  водоскиду …………………..36

3 Водовипускна споруда……………………………..39

3.1 Вибір типу і  конструкції водоспуску…………………39

3.2 Гідравлічний розрахунок  донного водоспуску……...41

4 Економічна ефективність  запроектованих заходів…………………………………………………..41

5 Короткі міркування  по будівництву  і експлуатації  гідровузла. Природоохоронні  заходи……………………………………………........44

5.1 Організація будівництва  ……………………………...44

5.2 Експлуатація ставка…………………………………..45

5.3 Природоохоронні  заходи………………………………47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1. Ґрунтова гребля

 

1. Компоновка  гідровузла

 

1.1.1. Вибір створу греблі 

      Створ греблі вибираємо  на основі техніко-економічного порівняння можливих варіантів на основі даних про топографічні, геологічні, гідрологічні, і кліматичні умови. При виборі створу греблі враховуємо:

• наявність біля створу придатних для створення греблі ґрунтових матеріалів в достатній кількості;
• можливість раціональної компоновки в створі всіх постійних і тимчасових споруд;
• сприятливі інженерно-геологічні умови основи греблі і ложа водосховища;
• можливість простої і економічно вигідної схеми пропуску будівельних витрат;
• наявність дорожньої мережі;
• можливість підводу електроенергії до будівельного майданчику;
• вартість підготовки і санітарних умов чаши водосховища;
• необхідність природоохоронних заходів.

      Створ греблі прийнято прямолінійний. Даний створ греблі розташований найбільш вузькій частині  долини водотоку, нормально  до горизонталей. В  цьому випадку  об’ємна сипу буде найменшим. 

1.1.2 Вибір і обгрунтування типу греблі 

      Вибір типу греблі залежить від наявності  тих чи інших грунтових матеріалів близько лежачих кар’єрів. Згідно завдання для відсипки тіла греблі буде служити суглинок. Суглинки – найкращі в протифільтраційному відношенні матеріалів.

Так, як гребля відсипається із суглинку, то гребля буде однорідна.

В основі греблі залягають  піски товщиною від 1,5 до 2,2м, тому влаштовую  замок. 

1.1.3 Визначення класу капітальності споруд 

      Клас капітальності споруд визначаю на підставі БНІП 2.08.05-84 «Греблі із ґрунтових матеріалів» з врахуванням їх висоти і грунтів, які залягають в основі греблі. В даному курсовому проекті в основі греблі залягають піски і попередньо висота складатиме:

    

     Н = (ÑФПР - ÑТД) + 2 

     Н = (40-31,5) + 2 = 8,5                 

Згідно  одержаних даних  при висоті греблі до 15м, гребля відноситься  до IV – класу. 

1.2 Конструювання поперечного перерізу греблі  

1.2.1 Обрис укосів 

      Згідно  БНІП 2.06.01-86 «Гідротехнічні споруди» - основні положення проектування обрис укосів приймаємо на основі таблиці з врахуванням висоти греблі і її типу.

      В даному курсовому  проекті запроектована однорідна гребля з дренажем і в основі греблі залягають піщані ґрунти і висота греблі до 15м, значить:

      верхового mh = 3,0                                    

      низового mt = 2,0

Влаштування берм не передбачено 

1.2.2 Визначення висоти  греблі 

      Відмітку гребня греблі визначаю на основі двох рівнів НПР і ФПР. Із двох одержаних відміток в якості розрахункової, приймаю більшу. Розрахунок ведемо в наступній послідовності:

      1 випадок      Ñ ГГ = НПР + hs

                             Ñ ГГ =

      Перевищення відмітки гребню над розрахунковим рівнем визначаю:

                             hs = Dhset + hrun1% + a

                             hs =0.010+0.45+0.5=0.96

      де: Dhset – висота вітрового нагону, м

 
 

                           

де: Kw – коефіцієнт залежний від швидкості вітру і складає: V₁ = 0,0000009

      L – довжина розгону хвилі, м

     L = 1140м                                                                    

      d – Глибина води в верхньому б’єфі і складає:

                          d1 = ÑНПР - ÑТД

                          d1 = 139.5-31.5= 8

де: ÑТД – відмітка тальвегу долини

      d – кут між продольною вісью водоймища і напрямку вітру, якщо d = 30°, cos d = 0,87

      Висоту  накату вітрової хвилі  визначаємо по формулі:

                    hчип1% = krp × ksp × kчип × kр × h1%

                     hчип1% = 0.9×1,5×1,12×0,92×0,33=0,45

      де: krp – коефіцієнт, який залежить від типу і відносної шорсткості кріплення укосу.

      Для залізобетонних плит krp = 0,9 

Ksp - коефіцієнт який залежить від швидкості вітру і закладання укосу.

      При V1<20м/с

      mh = 3 то ksp = 1,5

      kчип – коефіцієнт характеризуючий закладання укосів і пологість хвилі

    lm/h1% який визначаємо по малюнку 6.6 с.291 (Л.р.-6)

 

      Для цього попередньо визначаємо безрозмірні  величини:

 
 
 
 

де: t – безперервна тривалість вітру, котру приймаю =21600 с.

Потім по малюнку 6.4 ст 289 визначаю значення:

      При x = 141.1       то     e = 1,68    і         h = 0,02

      При t = 23808.53    то      e =  4,2   і    h = 0,095

      По  безрозмірним величинам  і по меншим їх значенням  визначаємо середній період хвиль і  їх середню висоту:

 

Визначаю  середню довжину  хвиль:

 
 

Висота  хвиль 1% забезпеченості складає:

      h1% = hm К

      h1% = 0.16 •2.08 = 0,33

де: К – поправочний коефіцієнт, визначаємо по малюнку 6.5 с.289, при відомій величині

      при  lm/h1% = 2.37 / 0,33= 246,7.18  то kчип = 1,12

      Кb – коеф., який враховує кут підходу фронту хвиль до споруд, при b = 30°, то Кb = 0,96

Запас перевищення греблі 1 класу складає а = 0,5 м

2 випадок      Ñ ГГ = ФПР + hs

                     Ñ ГГ = 40.5+1.22=41.70

      Перевищення відмітки гребню над  розрахунковим рівнем визначаємо:

                             hs = Dhset + hrun1% + a

                                hs = 0,0000009+ 0,72 = 1,2200009

де:  Dhset – висота вітрового нагону, м

 
 
 

                           

де: Kw – коефіцієнт залежний від швидкості вітру і складає: 0,0000009

      L – довжина розгону хвилі, м                                                                                   

      d – Глибина води в верхньому б’єфі

                          d2 = ÑФПР - ÑТД

                         d2 = 40.5-31.5 = 9

де: ÑТД – відмітка тальвегу долини

      d – кут між продольною вісью водоймища і напрямку вітру, якщо d = 30°, cos d = 0,87

      Висоту  накату вітрової хвилі  визначаємо по формулі:

                       hчип1% = krp × ksp × kчип × kр × h1%

                     hчип1% = 0,9 × 1,5 × 1,32 × 0,92 × 0,44 = 0,72

де: krp – коефіцієнт, який залежить від типу і відносної шорсткості кріплення укосу.

      Для залізобетонних плит krp = 0,9,

krp – коефіцієнт який залежить від швидкості вітру і закладання укосу.

      При V2 < 20 м/с

      mh = 3,00 то ksp = 1,5

      kчип – коефіцієнт характеризуючий закладання укосів і пологість хвилі

      lm/h1% який визначаємо по малюнку 6.6 с.291 (Л.р.-6)

 

      Для цього попередньо визначаємо безрозмірні  величини:

 
 
 
 

де: t – безперервна тривалість вітру, котру приймаємо 6 год.=21600 с.

      При x = 69.5       то     e = 1,47       і       h = 0,016

      При t = 18110.7  то      e =  4,3         і           h = 0,09

      По  безрозмірним величинам  і по меншим їх значенням  визначаємо середній період хвиль і  їх середню висоту:

 
 
 
 

     Висота хвиль 1% забезпеченості складає:

      h1% = hm К

      h1% = 0,22 × 2,03 = 0,44

де: К – поправочний  коефіцієнт, визначаємо по малюнку 6.5 с.289, при  відомій величині

      при  lm/h1% = 4,8 / 0,44 = 10.9        то    kчип = 1,32

      Кb – коеф., який враховує кут підходу фронту хвиль до споруд, при b = 30°, то Кb = 0,96

Запас перевищення греблі складає а = 0,5 м 

      Після розрахунків для  двох випадків при  НПР і ФПР остаточно  приймаємо відмітку гребня греблі, ту котра  більше з двох одержаних. Остаточна висота греблі складатиме:

                Н = Ñ ГГ - ÑТД

                   Н = 41.7 – 31.5 = 10.2

      Конструкцію гребня греблі приймаємо  в залежності від  категорії дороги. Ширину гребню, якщо нема проїзду, приймаємо  не менше 4,5 м, а для  гребель низьких  і середньої висоти не менше 6 м, а для  високих гребель  по таблиці 1.

Таблиця 1

  Основні параметри  автомобільних дорог.   

 

      По  краю обочин проектуємо сигнальні стовпчики  або стінки. В поперечному  перерізі проїжджій  частині придаємо похил 2 %. 

1.2.3. Кріплення верхового  та низового укосів 

      Для захисту верхового відкосу греблі від розрушень діючих вітрових хвиль, льоду, течі води, атмосферних опадів і других факторів БНіП 2.08.05-84 рекомендує слідуючи види кріплень: кам’яне, бетонне і залізобетонне, асфальтове та біологічне.

      Нижню границю приймаємо  відмітку тальвегу долини. Розрахункову товщину  залізобетонних плит покриття визначаємо: