2.1. Конструирование поперечного профиля и элементов плотины: гребня, берм, откосов, дренажа, противофильтрационных устройств и др.

2.1.1. Гребень плотины

При устройстве по гребню плотины автодороги его размеры зависят от категории дороги. Так гребень плотины с автодорогой III категории имеет следующие размеры:

Ширина, м.
Проезжей части	Обочин	Разделительной полосы	Гребня плотины
7,0	0,75	—	12

По краям гребня устраивается ограждение в виде надолб с шагом 4 м.

Отметка гребня плотины определяется путём нахождения величины - превышения гребня плотины над расчётным уровнем воды

;

где а - запас возвышения гребня плотины, принимаемый для всех классов плотин не менее 0,5 м;

- ветровой нагон воды в верхнем бьефе

Здесь - угол между продольной осью водоема и направлением ветра;

- расчетная скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью водоема, м/с;

L= 10000 м - длина разгона волны;

d- глубина воды в ВБ при расчетном уровне, м;

- коэффициент, зависящий от .

Скорость ветра на высоте 12 м V_z равна 11 м/с, переход от этой скорости к скорости на высоте 10 м осуществляется по формуле: ,

- скорость ветра на высоте 10м над поверхностью земли, соответствующей обеспеченности;

- коэффициент приведения скорости ветра к условиям водной поверхности для водоемов с характерной протяжённостью до 20м, принимаем =1

- коэффициент пересчёта данных по скорости ветра, измеренной по флюгеру. Определяется по формуле:

примем =1;

;

Первое приближение:

Второе приближение:

Окончательно принимаем .

- высота наката на откос волн обеспеченностью 1%, м.

.

Здесь - коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса

- коэффициент, зависящий от заложения верхового откоса и расчетной скорости ветра .

Высота волны 1%-ной обеспеченности , =2,1

— средняя высота волны, которая зависит от безразмерных величин gt/V_w и gL/ V_w².

Возвышение гребня плотины определяется:

Таким образом, отметка гребня плотины:

2.1.2. Откосы плотины

Коэффициенты откосов т_в и m_н при относительно небольшой высоте плотины назначают на осно­вании данных практики; в случае же достаточно высокой плотины предварительно намеченные откосы подвергают поверочному ста­тическому расчету. При этом коэффициент отко­са земляной плотины m = ctgθ=2...4; редко в практике плотиностроения встречаются m≤1,75 и m=4,5...6,0 и выше.

Для плотины высотой 14,75 м. предварительно принимаем коэффициенты заложения откосов: верхового — m₁=3,0; низового — m₂=2,5.

На верховом откосе плотины устраивается берма в конце основного крепления — на отметке 123,56 м., создавая ему необходимый упор. Ширина бермы — 1 м.

На низовом откосе плотины берма не устраивается.

2.1.3. Крепление откосов

Крепление земляных откосов устраивают для защиты их от сле­дующих воздействий: 1- размыва течением или волнением воды в бьефе; 2- разрушения льдом; 3- размыва фильтрационным пото­ком воды, вытекающей из тела плотины (из пор грунта), например при снижении уровня воды в бьефе или откате волн; 4- размыва дождевыми водами, стекающими по откосу плотины (низовому), а также по откосу берега в нижнем бьефе; 5- разрушения под воз­действием ветра; 6- прорастания растений с сильно развитой кор­невой системой; 7- проникания землеройных животных; 8- пуче­ния глинистого грунта в зимний период или усадки его летом, ког­да грунт надводной части откоса может пересыхать и давать тре­щины. С учетом перечисленных факторов, а также интенсивности их воздействия и устанавливают тип покрытия откоса.

Крепление из монолитных железобетонных плит.

В плане они имеют обычно прямоугольную форму с соотношением сторон , где b_sl=0,4λ—меньшая сторона, располагаемая перпендикулярно урезу воды( но не больше 20 м).

_sl

Принимаем =6,5 м

Толщина монолитных железобетонных плит определяется из условия их устойчивости по формуле:

т.к , то примем =0,25м

где k = 0,11 —при закрытых швах

ρ_п = 2500 кг/м³ —плотность материала плиты.

Железобетонные плиты бетонируются по подготовке в виде однослойного обратного фильтра толщиной 40 см.

Верхней границей основного крепления является гребень плотины. Нижняя граница — на отметке 123,8 м., заглубленной на величину под УМО. Нижняя граница облегченного крепления — меньше на величину H_кр от основного крепления, т.е отметка 121,6 м.

Низовой откос защищается от разрушения атмосферными осадками, посевом трав по слою растительного грунта толщиной 0,2 м.