Проектирование наливной плотины СПК "Новый рассвет" Бахчисарайского р-на АРК (стр. 4 из 8)

где

- коэффициент фильтрации грунта тела плотины, =0,08м/сут;

- коэффициент фильтрации грунта тела ядра, =0,08 м/сут;

- средняя толщина ядра, м.

= = = 10 м

Определяем приведенную длину:

L_пр. = L + Я -

= 92,18 + 2500 – 10 = 2582,18 м (4.16)

Определяем ординату кривой депрессии на входе в дренаж:

h₁ =

- = - 2582,18 = 0,1 м (4.17)

Определяем заход кривой депрессии в дренаж:

I =

= = 0,05 м (4.18)

Строим кривую депрессии по уравнению:

y² = 2 h₁· х, м² (4.19)

Задаемся значением «х» и вычисляем «у», сводя расчеты в таблицу 4.1

Таблица 4.1

х	4	8	12	16	20	24	28	32	36	40	44	48	52
у2	0,8	1,6	2,4	3,2	4	4,8	5,6	6,4	7,2	8	8,8	9,6	10,4
у	0,89	1,26	1,55	1,79	2	2,19	2,34	2,53	2,68	2,83	2,97	3,1	3,22

Строим кривую депрессии в системе координат ХОУ.

Определяем удельный фильтрационный расход через тело плотины:

q_ф = К_ф · h₁ = 20 · 0,1 = 2 м³/сут/м (4.20)

где К_ф – коэффициент фильтрации грунта тела плотины,

К_ф= 20 м/сут.

Полный фильтрационный расход будет:

Q_ф =

q_ф·L_пл= 0,5·2·199 = 199 м³/сут (4.21)

где L_пл – длина плотины по гребню, м.

4.3 Расчет низового откоса на устойчивость

Расчет низового откоса на устойчивость проводим с целью проверки достаточности заложения низового откоса. Расчет проводим по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

Вычерчиваем низовой клин плотины с осредненным откосом. В полученный профиль переносим кривую депрессии. Из середины откоса проводим вверх вертикальную линию и другую линию под углом 85° к откосу. Между этими лучами находится область центров кривых скольжения. Откладываем отрезки АВ и АД в зависимости от проектной высоты и заложения низового откоса. Проводим дуги ВС и ДF. Получили криволинейный 4-х угольник ВСДF – область центров кривых скольжения. Расчет ведем, располагая поочередно в этой области 3 центра кривых. Выбираем радиусы R₁=64 м, R₂=72 м и R₃=56 м так, чтобы дуги, соответствующие им, захватили половину гребня, часть поперечного профиля плотины и основания и вышли за низовым откосом.

Отсек грунта, заключенный между гребнем, осредненным низовым откосом и кривой скольжения, делим на полосы, шириной в=0,1R. По каждой полосе измеряем высоту слоя сухого и мокрого грунта и записываем результаты в таблицы. (см. Приложения В, Г)

Вычисляем приведенную высоту слоя грунта по формуле:

h_пр = h_сух +

· h_мок (4.22)

где h_сух – высота слоя сухого грунта, измеренная по середине каждой полосы, м;

h_мок - высота слоя мокрого грунта, измеренная по середине каждой полосы, м;

- плотность мокрого грунта, =1,02 т/м³;

- плотность сухого грунта, = 2 т/м³

Вычисляют для каждой полосы -

и :

= (4.23)

= (4.24)

где

– порядковый номер полосы;

Определяем произведения h_пр ·

и h_пр · , результаты вычислений сводим в таблицы (Приложения В, Г).

Ведем подсчет удерживающих сил, пользуясь известными значениями углов естественного откоса (

) и удельных сцеплений (С, т/м²)

Определяем длины дуг, соответствующих различным грунтам:

L =

· , м (4.25)

где R – радиус дуги скольжения, м;

– угол, соответствующий каждой зоне грунта в сухом и мокром состоянии.

Пользуясь графическим Приложением к расчету, определяем площади зон действия фильтрационного потока до дренажа – W₁ и после него – W₂.

W = Σ h_мок· В, м² (4.26)

Определяем радиусы r₁ и r₂ и уклоны зон i₁ и i₂

Коэффициент устойчивости низового откоса определяется по формуле:

К_уст =

≥ (4.27)

где

– нормативный коэффициент устойчивости откоса, равный для 3 класса капитальности 1,1

К₁ = 1,6 К₂= 1,75 К₃= 1,51

Средний коэффициент устойчивости будет:

К_ср =

= = 1,62 > 1,1

Низовой откос устойчив, так как К_ср >

следовательно, заложение его принято верно.

5 НАПОЛНЯЮЩИЙ ВОДОВОД

Наполнение пруда производится с помощью существующей насосной станцией на р. Бельбек. Общая протяженность подпитывающего тракта составляет 1837 м, из них – 1312 м существующий трубопровод и требуется строительство нового трубопровода длиной 525 м.

Новый трубопровод начинается от автодороги Бахчисарай-Ялта и заканчивается включением в пруд.

До ПК1 + 41 трубопровод прокладывается в одной траншее с трубопроводом МКр, а далее, в районе плотины переходит на левый берег, где включается в пруд.

На начальном участке до ПК1 + 41 трубопровод запроектирован из асбестоцементных труб ВТ-9 d_у=300 мм. От ПК1 + 41 до ПК4 + 64, где трубопровод прокладывается у подошвы плотины, он запроектирован из стальных труб 3255×7 мм. Концевой участок подпитывающего тракта представляет собой прокоп, отрываемый в скальных грунтах.

Расход наполняющего трубопровода 100 л/с.

Определяем d асбестоцементных труб:

d_а/ц = 1,13

, м (5.1)

где Q – расход наполняющего водовода, Q = 100 л/с;

ν – скорость движения воды в асбестоцементных трубах, ν = 2 м/с.

d_а/ц = 1,13

= 0,253 м

Принимаем d = 300 мм.

Потери напора по длине асбестоцементного трубопровода:

h_l = АlQ²(5.2)

где А – удельное сопротивление для асбестоцементных труб, А=2,03;

l – длина трубопровода, l = 141 м

h_l = 2,03 · 141 · 0,1² = 2,86 м

Местные потери:

h_м = 0,1h_l = 0,1 · 2,86 = 0,286 м (5.3)

Определяем диаметр стальных труб.

Скорость движения воды в стальных трубах ν = 1,5 м/с.

d_ст = 1,13

= 1,13 = 0,292 м

Принимаем d = 325 мм.

Потери по длине:

h_l = АlQ²

где А – удельное сопротивление для стальных труб, А=0,6187;

l – длина участка трубопровода для стальных труб, l = 333 м

h_l = 0,6187 · 333 · 0,1² = 2,06 м

Местные потери:

h_м = 0,1h_l = 0,1 · 2,06 = 0,206 м

Определяем напор в наполняющем трубопроводе по формуле: