10823

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е. Н. Горохов, А. Н. Ежков, И. С. Соболь

Речной гидроузел

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Нижний Новгород ННГАСУ

2018

ББК 38.77 Р 46

УДК 627.824

Печатается в авторской редакции

Рецензенты:

И. В. Липатов – д-р техн. наук, профессор (ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта»)

С. В. Степанов – главный инженер МКУ «Управление инженерной защиты территорий города Нижнего Новгорода»

Горохов Е. Н. Речной гидроузел [Текст]: учеб. пособие / Е. Н. Горохов, А. Н. Ежков, И. С. Соболь; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2018. – 153 с.; ил. ISBN 978-5-528-00269-9

В пособии рассмотрены вопросы компоновки речных гидроузлов, состав основных сооружений речных гидроузлов. Даны рекомендации по выбору типа, конструированию профиля и основных элементов, выполнению фильтрационных и статических расчетов плотины из грунтовых материалов. Изложен порядок проектирования, состав и методы расчета бетонной водосливной плотины на нескальном основании и сопрягающего устоя. Приведены справочные данные для расчета основных сооружений речного гидроузла.

Предназначено для выполнения курсовых проектов и выпускных квалификационных работ студентам, обучающимся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Строительство инженерных, гидротехнических и природоохранных сооружений, а также по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности.

ББК 38.77

3.3.3.Подбор обратных фильтров дренажных устройств.. 39

4.БЕТОННАЯ ВОДОСЛИВНАЯ ПЛОТИНА

4.2.Конструирование бетонной водосливной плотины………. 60

4.4.Фильтрационные расчеты бетонной плотины…………….. 65

4.5.Статические расчеты бетонной плотины………………….. 76

5

4.6.3. Статический расчет устоя……………………………. 87

4.6.3.3.Проверка несущей способности основания устоя.. 92

5.ВОДОСБРОСНЫЕ И ВОДОСПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ГИДРОУЗЛОВ С ПЛОТИНАМИ ИЗ ГРУНТОВЫХ

6

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее учебное пособие предназначено для практического освое-

ния дисциплины «Сооружения речных гидроузлов» студентами, обучающи-

мися по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Строи-

тельство инженерных, гидротехнических и природоохранных сооружений, а

также по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и со-

оружений, специализация Строительство гидротехнических сооружений по-

вышенной ответственности.

В учебном пособии рассмотрены вопросы компоновки речных гидро-

узлов, состав основных сооружений речных гидроузлов, представлен пример компоновки средненапорного гидроузла на равнинной реке.

В учебном пособии изложены методы проектирования и расчетов грун-

товых плотин и водосбросных сооружений речных гидроузлов, приведены необходимые справочные и нормативные данные для выполнения курсового проекта по дисциплине «Сооружения речных гидроузлов».

Пособие может быть также использовано при выполнении выпускных квалификационных работ.

7

1. КОМПОНОВКА РЕЧНЫХ ГИДРОУЗЛОВ

Под компоновкой гидроузла понимается такое взаимное расположение входящих в него сооружений, которое наиболее эффективно обеспечивает решение намечаемых народнохозяйственных задач.

При проектировании речных гидроузлов, как правило, исходят из усло-

вия комплексного использования стока рек для удовлетворения потребностей в воде различных отраслей народного хозяйства, в том числе нужд энергети-

ки, водоснабжения, ирригации, водного транспорта, рыбного хозяйства [6]. В

связи с этим в состав гидроузлов наряду с плотиной обычно включают в том или ином сочетании различные специальные гидротехнические сооружения,

такие, как гидроэлектростанцию, водозабор, водосброс, судоходный шлюз,

рыбозащитное устройство и т. п. Большое число этих сооружений при значи-

тельном разнообразии природных условий и требований, предъявляемых к размещению каждого из них, существенно осложняет компоновку гидроузла.

При заданном составе сооружений проектируемого гидроузла на их компоновку оказывают существенное влияние такие факторы, как топогра-

фические и геологические условия на участке расположения створа, водность реки, напор, условия строительства отдельных сооружений, расположение потребителей и дорог, условия эксплуатации сооружений гидроузла и др.

При проектировании компоновки отдельных сооружений, входящих в гидроузел, необходимо учитывать следующее:

–пропуск строительных расходов в период строительства;

–каждое сооружение должно возможно лучше выполнять свои функ-

ции;

– каждое сооружение не должно затруднять или ухудшать работу со-

седнего сооружения;

– во время эксплуатации гидроузла должен обеспечиваться возможно лучший пропуск через него воды, льда и наносов, не должны возникать опас-

ные размывы грунта, заторы льда и т.п.

8

– схема гидроузла должна быть, возможно, более компактной.

При компоновке гидроузла, прежде всего, следует определить габариты отдельных сооружений, входящих в состав гидроузла: здания ГЭС, судоход-

ного шлюза, бетонной плотины, земляной плотины и т.п. Далее следует рас-

смотреть, каким образом в гидроузле должны располагаться бетонные со-

оружения. С точки зрения производства работ все бетонные сооружения же-

лательно расположить в одном месте; с точки зрения эксплуатации гидроузла судоходные сооружения желательно располагать на противоположном бере-

гу реки.

При проектировании компоновки необходимо учитывать: расположе-

ние железнодорожных путей, подъездных путей (дорог) к месту строительст-

ва, а также вопрос о создании местных (в пределах гидроузла) временных дорог и мостов.

В случае низконапорных узлов, когда пойма реки при подпоре, вызван-

ном плотиной, не затапливается (или пойма отсутствует), все сооружения размещают в коренном русле.

При компоновке гидроузла стремятся к тому, чтобы он был компакт-

ным, а все его сооружения могли наилучшим образом выполнять свои функ-

ции в период эксплуатации.

На практике чаще всего применяются две основные схемы компоновки речных гидроузлов с водосливными плотинами: русловая, когда водосливная плотина строится в русле реки методом секционных перемычек и пойменная,

когда водосливная плотина располагается на пойме, а русло перекрывается грунтовой плотиной отсыпаемой в воду [30].

Иногда применяется полупойменная компоновка, когда бетонные со-

оружения частично размещаются в русле реки.

Пример компоновки гидроузла приведены на рис. 1.1.

9

Рис. 1.1. Компоновка средненапорного гидроузла на равнинной реке