3.1 Подбор обратных фильтров дренажных устройств

Для устройства обратных фильтров дренажей применяют несуффозионные несвязные грунты, естественные или искусственно приготовленные смеси путем подбора необходимых фракций. Проектирование грунтов для обратных фильтров дренажей зависит от ряда условий а) характеристик защищаемого грунта; б) от конструкции дренажа и от условий выхода фильтрационного потока в дренаж; в) от класса сооружения, для дренажа которого проектируется обратный фильтр; г) от характеристик грунтов, предназначенных для обратного фильтра; д) от способов отсыпки фильтровых материалов. Указанные выше условия определяют рекомендации допустимых величин коэффициентов разнозернистости фильтровых материалов и толщины слоев фильтра.

Расчеты по проектированию фильтровых материалов дренажей, защищающих несвязные грунты, начинаются с оценки суффозионности защищаемого обратным фильтром грунта. В зависимости от того, будет ли защищаемый несвязный грунт несуффозионным или суффозионным и от вида дренажа выбирается та или иная методика подбора грансостава первого слоя обратного фильтра.

3.2 Трубчатый водосброс

Трубчатые водосбросы устраивают в теле грунтовых плотин в основном небольшой высоты и значительно реже в плотинах высотой до 60 - 80 м.

Важным преимуществом этих водосбросов является возможность их ком-плексного использования - сначала для пропуска строительных расходов, а затем, в период эксплуатации гидроузла, в качестве водосбросов и водоспусков. В состав трубчатого водосброса входят: а) головная часть в виде водослива или башни, оборудованных затворами; б) донная труба, укладываемая в грунт основания; в) выходной оголовок с устройствами для гашения энергии потока в виде водобойного колодца, трамплина или гасителя другого типа.Донные трубы выполняют обычно из железобетона с круглым, овальным или прямоугольным поперечным сечением. При необходимости укладки нескольких труб их объединяют в общую монолитную многоочковую конструкцию. Трубы следует располагать на плотном основании и надежно сопрягать как с основанием, так и с телом плотины с устройством двух-трех противофильтрационных диафрагм по их периметру. По длине трубы разрезают температурно-осадочными швами через 20 - 25 м, выполняя в них водонепроницаемые шпонки для исключения выноса грунта фильтрационным потоком. Для определения основных размеров водосброса необходимо выполнить гидравлические расчеты. Периметр башни в плане вычисляется по формуле водослива с тонкой стенкой.

Далее рассчитывается площадь поперечного сечения отводящих труб:

Для определения числа труб необходимо задаться стандартным диаметром одной трубы d_тр≤2 м и вычислить площадь сечения одной трубы ω₁.

Тогда число труб будет:

Конструктивно трубчатый водосброс можно совместить с водоспуском, если устроить в башне отверстие, перекрываемое затвором. Площадь отверстия водоспуска может быть определена по формуле:

B_баш.=2000/(0,36*sqr2*9,8*0,5^3/2)=2198,8

=2000/ (0,8*sqr2*9,8*14,2)=172,09

=2000/(0,8*sqr2*9,8*0,3)=1429,57