.

Гребля із грунтових матеріалів з баштовим водоскидом

Язык: украинский
Формат: курсова
Тип документа: Word Doc
0 5325
Скачать документ

Міністерство освіти і науки України

Національний Університет водного господарства та природокористування

Кафедра гідротехнічних споруд

Пояснювальна записка до курсового проекту
на тему:
“Гребля із грунтових матеріалів
з баштовим водоскидом”

Виконав:
студент ІІІ курсу, ФВГ,ГМФ, групи 3
Лебейчук О.М.
Перевірив:
Бондар В.М.

Рівне-2006

Вступ

Сучасний стан будівельних робіт у водному господарстві, а також експлуатації споруд показує на недостатній стан стосовно водоохоронних заходів від таких споруд на НПС. Як і раніше відбувається забруднення малих річок, складання стічних вод без очищення в водотоки, розорювання заплав, ярів, балок до межинного рівня природних водотоків. Особливо порушений стан малих річок.
Водозахисні споруди на Україні складаються із системи протипаводкових ГТС на річках і споруд, призначених для захисту від підтоплення і затоплення річками населених пунктів, об’єктів, земель.
В курсовому проекті до складу споруди входять земляна гребля з дрібного піску, баштовий водоскид, донний водовипуск, горизонтальна водовідвідна труба, водобійний колодязь і відвідний канал.
Гребля – це водопідпірна споруда, що перегороджує водотік для підйому рівня води, зосередження напору в місці розміщення споруди і створення водосховища.
Баштовий водоскид – це вид зубчастого водоскиду, в якому збір води і регулювання витрат здійснюється баштою. Баштовий водоскид автоматичної дії призначений для скидання з водосховищ повеневих витрат. Донний водоспуск призначений для пропуску невеликих витрат. З допомогою водовідвїдної труби вода скидається з башти у нижній б’єф. Водобійний колодязь влаштовується для спряження води, яка витікає з водоскидної споруди. Відвідний канал з’єднує кінцеві споруди і відвідне русло річки.

Крива залежності Q = f (h)

І. Розміщення і компонування вузла споруд

В цілому розміщення гідроспоруд виконують на основі техніко-економічного порівняння варіантів розташування а також на основі порівняння умов найбільш оптимального використання водосховища .
При цьому повинні бути вирішені питання:
а) компенсування витрат сільськогосподарського виробництва;
б) інженерного захисту населених пунктів і промислових об’єктів;
в) рибогосподарського використання водосховища;
г) охорони і раціонального використання природних ресурсів.
Компоновка вузла і склад споруд встановлюється із врахуванням:
а) забезпечення найбільш повного і раціонального використання створюваного водосховища;
б) розвитку зрошення, обводнення, водопостачання;
в) заходів, що забезпечують відповідну якість води;
г) найбільш повного використання місцевих будівельних матеріалів;
д) умов і методів виконання робіт;
ж) забезпечення довговічності споруд.

ІІ. Вибір створу гідровузла

Гідровузлом називається загальний комплекс ГТС, об’єднаних умовами сумісної роботи та розташуванням. За основною галуззю водного господарства вони бувають: водозабірні, гідроенергетичні, воднотранспортні та ін.
Взагалі, створ гідровузла вибирається на основі техніко-економічного порівняння варіантів і в залежності від топографічних, інженерно-геологічних умов будівництва, а також потреб охорони зовнішнього середовища.
При виборі створу земляної греблі необхідно орієнтуватися на створ, що розміщується в найбільш вузькій частині річкової долини з метою максимального зменшення об’єму робіт при її будуванні. При можливості вісь греблі повинна бути нормальна до загального напрямку річкової долини і течії річки. При цьому також необхідно враховувати:
а) місце знаходження і потужності кар’єрів місцевих будівельних матеріалів;
б) можливість пропускати будівельні витрати в період будівництва споруди, а також можливість прокладки по гребеню греблі шляхів сполучення;
в) загальний календарний план будівництва.
При проектуванні всі ці умови врахувати неможливо і через це створ як греблі, так і гідровузла в цілому необхідно вибрати в найбільш вузькій частині річкової долини. Увибраному створі будуємо поперечний профіль долини річки (рис.2.1).

ІІІ. Визначення класу гідротехнічних споруд

Постійні гідротехнічні споруди поділяються на 4 класи і відповідно з класом визначаються значення коефіцієнтів надійності, умов робіт і т.п. при розрахунках їх по граничних станах.
Клас гідровузла встановлюємо по класу греблі. Він встановлюється в залежності від висоти греблі і типу грунту основи. Для цього, скориставшись раніше побудованим геологічним профілем долини річки (рис. 2.1), встановили, що грунт можна віднести до крупних пісків.
Для визначення приблизної висоти греблі знаходимо глибину води перед нею:

d=↓НПР – ↓дна
d = 266,45– 256,8 = 9,97(м)
Нпр=d+2
Нпр= 9,97 + 2= 11,97(м)
Оскільки Нпр1.
Так як водоутримуючі шари знаходяться під рослинним шаром, то призначаємо вид земляної насипної греблі з ядром (рис.4.4 ).
Ядро розташовується в середині греблі. Товщина ядра у верхній частині вибирається із умови виконання робіт у межах 0,8…1,0м, а в нижній із умови фільтраційної міцності, але не менше 2,0м.
Приймаємо: =1,0м; =3,0м.
В основі греблі росслинний шар грунту повинен бути знятий на глибину не менше 0,5м.

4.6.1. Конструкція греблі
Після визначення розмірів всіх елементів необхідно накреслити поперечний розріз тіла греблі з необхідними розмірами і відмітками в масштабі. Це креслення необхідне для наступних розрахунків, а також для виконання графічної частини проекту (рис. 4.4).

4.6.2. Побудова греблі на плані
Для побудови потрібно скористатися рис. 4.4. і виділити на плані гідровузла горизонталі з відмітками гребню греблі (↓ГрГ). Від осі греблі (створу) в обидві сторони відкладаємо в масштабі плану на півширину земляного полотна (точки а і б). Прямі, проведені через ці точки до перетину з горизонталями, які мають відмітку гребню греблі, будуть верховою і низовою бровками греблі. Подальша будова зведена до визначення лінії зовнішнього контуру греблі і дренажу.
Визначається перевищення відмітки гребню греблі над дном річки. Далі визначається перевищення гребню греблі над відміткою горизонталі яка розглядається і визначається горизонтальне положення. Для інших горизонталей знаходження точок зовнішнього контуру проводиться аналогічно. Сполучивши одержані точки прямими одержуємо планове окреслення греблі у верхньому б’єфі.

4.7. Фільтраційні розрахунки земляних гребель

При фільтраційних розрахунках належить визначити параметри фільтраційного потоку (положення кривої депресії, фільтраційну витрату, напори або градієнт напору), які необхідні для обгрунтування розмірів і конструкції греблі, визначення коефіцієнтів стійкості укосів, фільтраційної міцності і т. ін.
Фільтраційні розрахунки виконуються для декількох перерізів.

4.7.1. Розрахунок фільтрації через неоднорідну греблю на водонепроникній основі (русловий переріз)
Грунт, який необхідно вибрати для екрану і понура, повинен мати коефіцієнт фільтрації у 50-100 разів менше ніж тіло греблі.
Вибравши розміри ядра у верхній і нижній частинах визначаєтьсб його середня товщина:

м,

а далі по способу віртуальних довжин по залежності:

м/доба.

Гребля приводитьсб до однорідної. Складається розрахункова схема(рис.4.4) і подальший розрахунок проводиться за залежностями:

,

Приймаємо .
Криву депресії будуємо по залежності:

Значення координат кривої депресії зводимо в таблицю 4.2.

Таблиця 4.2.
Координати кривої депресії
х, м 0 5 10 40 45 50 55 60 64
h, м 8,68 8,35 8,00 5,52 4,99 4,39 3,70 2,84 1,90

4.8. Розрахунок фільтраційної міцності земляних гребель

Перевірка фільтраційної міцності тіла греблі проводиться для перерізу, для якого виконано фільтраційні розрахунки. Щоб оцінити фільтраційну міцность тіла греблі, необхідно перевірити умову:

,

де – діючий середній градієнт напору, – критичний градієнт, який для попередніх розрахунків вибирається по таблиці.
Для суглинка = 8,0; γн = 1,1.

= = 7,27,

1,50 ≤ 17,27 – умова виконується.

4.9. Розрахунок стійкості низового укосу

Мета розрахунку – знаходження із можливих поверхонь зсуву найбільш небезпечної, яка характеризується мінімальним відношенням узагальнених граничних сил опору до активних зсуваючих сил.
Критерієм стійкості є збереження для найбільш небезпечної призми обвалення нерівності , де – коефіцієнти відповідно надійності споруди, поєднання навантажень і умов роботи, значення коефіцієнта стійкості знаходиться за формулою .
Одержаний в результаті розрахунку мінімальний коефіцієнт стійкості kc не повинен перевищувати значень, які рекомендуються, для IV класу kc=1,05.

Таблиця 4.3
Фізико-механічні властивості ґрунтів
Ґрунт ρпр, т/м3 ρs, т/м3 n Природна вологість Повне насичення
С,кПа φ˚ С,кПа φ˚
Дрібні пісоки 1,98 2,66 0,29 30 21
Супісок 1,74 2,70 0,40 8,0 35 3,5 20
Суглинок 1,80 2,71 0,39 20,0 35 10,0 19

Значення радіусів та знаходимо за формулами:

RB=k1 . Hгр ; RH=k2 . Hгр ,

де k1 і k2 – коефіцієнти значення яких залежить від середнього коефіцієнта закладання укосу mср, для нашого випадку k1=1,60 і k2=2,80.
RВ = 1,60  10,30 = 16,35 м; RН = 2,80  10,30 = 28,62 м
Значення R1 знаходимо по залежності:

м

Для подальших розрахунків складаємо таблицю (таблиця 4.5.) і запишемо для пронумерованих відсіків значення sin і cos з урахуванням знаків.
Приведені значення висоти відсіку hпр знаходимо по залежності:

;

, , – частини висот відсіку, насичені водою;
, , , – щільність грунтів відсіків, насичених водою;
– щільність грунту.

; ,

де n- пористість грунту;
– щільність твердих частинок грунту;
– густина води;
е – коефіцієнт пористості.

; ;
.

Таблиця 4.4
Характеристики грунтів
Грунт е нас нас/пр
Крупні пісоки 0,41 1,18 0,66
Середні піски 0,64 1,04 0,58
Суглинок 0,27 1,37 0,65

Площа масиву обвалення яка обмежена кривою депресії , частиною кривої ковзання і вертикаллю, яка проходить через точку перетину кривої депресії з внутрішнім укосом дренажу:
А1=130,11м2.
В межах тіла обвалення АВСДА на частину насипу діє гідродинамічна сила Ф, значення якої визначається за залежністю:

= кН

і — середній градієнт площі (похил кривої депресії):
і=
Віддаль по нормалі до напрямку дії сили Ф від центру ковзання – це плече сили, яке дорівнює r=19,15 м.
Знайдемо коефіцієнт стійкості по залежності:

=

Одержане значення kc=1,48 більше нормативного kн =1,05 для споруд IV класу.
Отже, умова фільтраційної міцності виконується.
Схема до розрахунку стійкості низового укосу греблі зображена на рис. 4.5.

V. Водоскидна споруда

5.1 Баштовий водоскид

Для скидання повеневих витрат із водосховищ влаштовують баштові водоскиди автоматичної дії (рис. 5.1.). Спорожнення водосховища передбачається через донний водовипуск в башті, забір води може бути здійснений за допомогою труб, розташованих вище ↓РМО на 0,5м. Місце розташування водоскиду вибирається виходячи із таких умов: споруда повинна бути розташована на корінній основі; відмітка дна водовипускної і водопропускної труб споруди повинна бути прямолінійною в плані.Споруда розташовується в пониженій частині водосховища в тілі земляної греблі. Баштовий водоскид складається з таких елементів: башти (1), донного водопспуска (2), камери затворів (3), водовідної труби (4), водобійного колодязя (5), рисберми (6), відвідного каналу (7), службового мосту (8).
Приймальною частиною водоскиду є башта, яка може бути прямокутного, круглого або овального окреслення в плані і розташовується в тілі греблі.

Рис.5.1 Повздовжній розріз баштового водоскиду

5.1.1 Гідравлічний розрахунок водоскиду
Пропускна спроможність башти визначається по залежності:

Qр — розрахункова витрата, м3/с
m — коеф. витрати, що вибирається в межах 0,38…0,40. m = 0,40;
l — довжина водозливного фронту, м

, ↓ФПР – ↓НПР

0,7м; при vo 1, тобто потік знаходиться в бурхливому стані, тому потрібно запроєктувати водобійний колодязь. Для визначення розмірів водобійного колодязя визначаємо довжину стрибка:
Тоді,

де

м

Довжина водобійного колодязя
, = 5,42 м

Приймаємо м.
Радіус, який відповідає другій спряженій глибині:

м

Значення другої спряженої глибини визначається шляхом підбору за залежністю:

Знайдемо значення лівої частини при h1=1,21 м. Приймаємо h2=0,66м.
Визначаємо значення глибини водобійного колодязя:

м

Приймаємо конструктивно м. Визначаємо довжину рисберми:
м.

5.3. Відвідний канал

Рис.5.3. Поперечний переріз відвідного каналу

Відвідний канал спряжує кінцеву частину споруди і відвідне русло річки. Глибина води в каналі h приймається такою, як і глибина води в річці при пропусканні Qp.
Для розрахунку ширини каналу по дну використаємо формулу:

m- коефіцієнт укосів канала.
– допустима нерозмивна швидкість, = 0,5 м/с; m = 1,25.
Так як в цьому випадку ширина каналу дуже значна, то дно і укоси каналу закріплюємо бетонними плитами. При цьому допустима швидкість м/с.

м

Приймаємо ширину відвідного каналу bk= 7м.

Список використаної літератури

1.Волков И.М., Кононенко П.Ф., Фединчик И.К. Гидротехнические сооружения. М.: “Колос”, 1968.
2.Замарин Е.А., Фадеев В.В. Гидротехнические сооружения. М.: “Колос”, 1965.
3.Кириенко И.И., Химерик Ю.А. Гидротехнические сооружения. Проектирование и расчет. К.: “Вища школа”, 1987.
4.Розанов Н.П. и др. Гидротехнические сооружения.. М.: Стройиздат. 1978.
5.Чугаев Р.Р. Гидротехнические сооружения. Глухие плотины. М.: Высшая школа. 1975.
6.Справочник по гидравлике. Под ред. Большакова В.А.К.:“Вища школа”. 1977.
7. Справочник по гидравлическим расчетам. Под ред. Киселева П.Г. М.: Энергия. 1975.
8.Перечень единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве. М.: Стройиздат. 1987.
9.Руководство по определению нагрузок и воздействий на ГТС II 58 – 76. Л.: ВНИИГ. Энергия. 1977.
10.Строительные нормы и правила. Определение расчетных гидрологических характеристик. СНиП 2.01.14-83. М.: 1984.
11.Строительные нормы и правила. ГТС. Основные положения проектирования. СНиП 2.06.01-86. М.: Госстрой СССР. 1989.
12. СНиП. Нагрузки и воздействия на ГТС. СНиП 2.06.04-82. М.: Госстрой СССР. 1989.
13. Строительные нормы и правила. Плотины из грунтовых материалов. СНиП 2.06.05-84. М.: Госстрой СССР. 1985.
14.СНиП 2.06.03-86. Мелиоративные системы и сооружения. М.: Стройиздат. 1987.
15. СНиП 2.06.02-85. Автомобильные дороги. М.: Стройиздат. 1986.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020