Проектирование и расчет ковшового водосброса

Раздел 4

Проектирование и расчет водосбросного сооружения.

Под водосбросами понимают комплекс сооружений, задачи которых – обеспечить беспрепятственный пропуск расчетных максимальных расходов воды из верхнего бьефа в нижний. Путь, оборудованный сооружениями, по которому происходит сброс излишков воды из водохранилища, называют водосбросным трактом.

Взаимное расположение сооружений на водосбросном тракте может быть самое различное, но при этом ставится условие не допускать подмыва водой плотины и других сооружений гидроузла. Трассу водосбросных сооружений выбирают на основании технико-экономических сравнений вариантов так, чтобы объемы работ и общая стоимость сооружения были минимальными. При этом учитывают возможность частичного или полного использования грунтов. Трасса по возможности должна быть прямолинейной, а там, где достичь этого не возможно, радиусы закруглений должны быть в пределах допустимых по нормам для каналов различного назначения.

 

Проектирование и расчет ковшового водосброса

Ковшовые водосбросы применяют для пропуска в автоматическом режиме весенних и летних паводков, для поддержания заданного уровня воды в ВБ водохранилища. Ковшовый водосброс состоит из: водоотводящей, водоприемной (головной), сопрягающей (водоотводящей) частей и устройства нижнего бьефа.

Водоподводящая часть может иметь: подводящий канал или выемку; струенаправляющие и ледозащитные устройства. Для обеспечения равномерного подвода воды по всему сливному порогу и предотвращения размыва, вокруг ковша устраивается водоподводящая площадка шириной 4,0 …5,0м. Отметка площадки принимается ниже отметки гребня водосливных стенок на величину р=1,0…1,5м, поверхность площадки закрепляют плитами типа ПВ 40-20-1, укладываемыми на песчано-гравийную подготовкой толщиной 15…20см. К плитам примыкает крепление верхового откоса земляной плотины.

Для предохранения от засорения водосброса крупными льдинами и другими плавающими предметами, при отсутствии других ледозащитных устройств, гребень ковша оборудуется крупноячеистой сороудерживающей решеткой, а на водохранилищах рыбохозяйственного использования применяют рыбозаградительные устройства в виде мелких съемных решеток. В первом приближении отметку днища ковша назначают ниже отметки НПУ на 3,0…4,0м, которую в дальнейшем уточняют гидравлическим расчетом.

Водоприемнаячасть выполняется в виде ковша, имеющего так же как и башня шахтно-башенного водосброса различную форму пропускной способности водослива с тонкой стенкой:

(4.1)

толщину которой с конструктивных сооружений принимаем 0,3…0,4м. Размеры портальной стенки определяются из формулы:

(4.2)

как и для шахтно-башенного водосброса.

Сопрягающая частьводосброса обеспечивает прием воды из ковша и транспонирование ее в нижний бьеф. В практике проектирования применяют закрытые сопрягающие водовороты из железобетонных плит диаметром 1,0; 1,2; 1,4 и 1,6м. Трубы укладывают на подготовку толщиной 0,1….0,2м из бетона низкого класса. Швы труб заделывают минеральной ватой, пропитанной битумом, и законопачивают цементным раствором. Для устранения контурной фильтрации, уменьшения сил морозного пучения в затрубные пазухи укладывают монолитный бетон плотно утрамбованную непучинистую засыпку. На начальном участке устраивают противофильтрационные диафрагмы.

Размер водоворота, диаметр труб и количество его нитей устанавливают на основании гидравлического расчета в зависимости от величины сбросного расхода. Расчет начинается с выбора местоположения ковша и трассы водосброса. При выборе местоположения водосброса предпочтение отдают тому варианту, у которого более удобные топографические условия для размещения строительной площадки, надежная геология, более короткая трасса водосброса и наиболее простая компоновка других сооружений узла.

Трассирование водосбросного тракта начинают с точки А, которая удалена от подошвы верхового откоса на 8,0…10,0м. В данном курсовом проекте принято расстояние 10,0м. Отметка точки . Из точки А трассу проводят по наикротчайшему расстоянию к руслу реки в нижнем бьефе в точку В. Точка В имеет отметку берега и должна быть удалена от подошвы низового откоса не менее 80…100м. В курсовом проекте было принято 100 м. В НБ от точки В вверх откладывается отрезок длинной 40м, равной длине отводящего канала, получили точку С. Длина трубопровода L_водопределяется графоаналитическим способом, как расстояние между точками А и С. L_вод= 131,70м по топографическому плану.