2.5 Підбір зворотних фільтрів дренажних пристроїв

Для конструювання зворотних фільтрів дренажів застосовують несуфозиційні незв'язні ґрунти, природні або штучно приготовані суміші шляхом підбору необхідних фракцій. Оскільки наша гребля насипна, тоді приймаємо товщину шару фільтру δ_ф рівною 1,12 м.

Розрахунки з проектування фільтрових матеріалів дренажів, що захищають незв'язні ґрунти, починаються з оцінки суфозійного ґрунту зворотного фільтру, що захищає. В залежності від того, чи буде захищаємий незв'язних грунт несуфозійним або суфозійним й від виду дренажу вибирається та чи інша методика підбору гранскладу першого шару зворотного фільтру й наступних розрахунків [11].

Грунт вважається несуфозійним, якщо виконуються наступні умови:

де χ = 1 + 0,05η – для ґрунтів з η _ 25:

– для ґрунтів з > 25;

– коефіцієнт різнозернистості ґрунту;

n_ri – пористість;

d₁₇ – крупність часток (мм), менше яких вміщаються

в ґрунті 17% по вазі;

Тоді розраховується за формулою:

Умова а) буде мати вид:

Перший шар зворотного фільтру повинен мати діаметр часток більше 0,00012 мм.

Другий шар зворотного фільтру повинен мати діаметр часток більше 0,018 мм.

2.6 Водопропускні споруди при греблях з ґрунтових матеріалів

Трубчасті водоспуски широко застосовуються в гідровузлах з греблями з ґрунтових матеріалів невеликої та середньої висоти для пропуску санітарних витрат і спорожнення водосховища. Вони виконуються з однієї або кількох труб, забезпечених затворами, й пристроями для прийому води і керування затворами у вигляді вежі або камери. Водоспуски з вежами називають баштовими, а з камерами – без баштовими. Більше поширення в гідротехнічному будівництві отримав перший із зазначених типів, як більш надійний в експлуатації.

Застосовувані в водоспуску водопропускні труби являють собою

залізобетонні галереї чи сталеві трубопроводи, які прокладаються в ґрунті основи або в тілі гребель.

Для визначення основних розмірів водоскиду необхідно виконати гідравлічні розрахунки.

Периметр вежі в плані обчислюється за формулою водозливу з тонкою стінкою:

де Q_max – максимальна розрахункова витрата водоскиду, м³/с;

m – коефіцієнт витрати, приймається рівним 0,35;

h – натиск на гребені водозливу, м. .

Далі розраховується площа поперечного перерізу відвідних труб:

де μ = 0,6 ... 0,7 – коефіцієнт витрати

H_ф = ФПР – РНБ.

Для визначення числа труб необхідно задатися стандартним діаметром однієї труби й обчислити площу перерізу однієї труби ω₁.

Приймемо діаметр труби рівним 2 м. Площа однієї труби буде визначатися по відомій формулі:

Тоді число труб буде:

Обираємо 5 труб.

Конструктивно трубчастий водоскид можна поєднати з водоспуском, якщо влаштувати в вежі отвір, що перекривається затвором.

Площа отвору водоспуску може бути визначена за формулою:

де Q_сп = Q_макс / n_тр ;

Н_м=РМО-РНБ;

2.6.1 Розрахунок гасителя енергії потоку води

Надлишкова кінетична енергія потоку води за водоскидами повинна бути зменшена до меж, при яких неможливо розмивання ґрунтів основи. Це здійснюється за допомогою спеціального елемента водоскиду – гасителя, одним з яких є водобійні колодязь.

Його довжина може бути визначена за формулою:

де ω – площа живого перерізу потоку при вході в гаситель; у разі баштового водоскиду ;

В – ширина гасителя.

Глибина водобійного колодязя обчислюється за формулою:

де h_нб = РНБ – Дно;

h_нб = 387 – 386 = 1 м;

У межах водобійного колодязя дно і борти відвідного каналу укріплюються нерозмивними матеріалами – бетоном, кам’яною накидкою.

Рисунок 2.3 – Схема трубчастого водоскиду

Рисунок 2.4 – Генеральний план гідровузла