СИСТЕМА ПЕРЕХВАТА ОБХОДНЫХ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПОТОКОВ ВЫСОКОНАПОРНЫХ КАМЕННО - ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН.

Изобретение относится к гидротехническому строительству дренажных систем высоконапорных каменно-земляных плотин.
Система перехвата обходных фильтрационных потоков высоконапорных каменно-земляных плотин осуществляется по четырём дренажным туннелям, проходящими по обеим бортам на двух уровнях высоконапорной каменно-земляной плотины до непроницаемого разлома и отвода вод по лотку в нижний бьеф сооружения, позволяющего уменьшить фильтрационное давление в зоне примыкания плотины и бортов плотины, понизить депрессионную поверхность в теле высоконапорной каменно-земляной плотины, повышающей сейсмическую устойчивость плотины.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к системе для организованного сбора и отвода в нижний бьеф фильтрационных вод и понижения депрессионной поверхности в теле высоконапорных каменно-земляных плотин.
Известен способ строительства горизонталь-ного дренажа, устраиваемый в основании низовых откосов земляных плотин и дамб обвалования, состоящий из приемной и отводящей частей, выполненных из песчано-гравелистых фильтров (обратных фильтров), каменного заполнителя и отводящих труб [1].
Основными недостатками данного технического решения являются:
- потребность большого количества каменного и гравелистого материала;
- высокая трудоемкость изготовления обратных фильтров;
- низкая эффективность работы конструкции;
- дренаж выполнен в теле плотины.
Наиболее близким по техническому решению является устройство дренажа, содержащее водоприёмную часть, объёмный фильтрующий материал и отводящую часть, которые снабжены торообразными элементами, скрепляющими между собой дренажную трубу, обеспечивающую перехват фильтрационного потока, проходящего через водопроницаемое основание плотины [2].
Недостатком данного устройство являются высокая материалоёмкость. Также дренаж выполнен в теле плотины, что ограничивает доступ к осмотру и ремонту.
Цель изобретения – разработка системы организованного перехвата обходных фильтрационных потоков высоконапорных каменно-земляных плотин, проходящих через левые и правые борта плотины в горных породах.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что организованный перехват обходных фильтрационных потоков осуществляется системой дренажа по обеим бортам высоконапорной каменно-земляной плотины до непроницаемого разлома и отвода вод в нижний бьеф сооружения по лотку, позволяющего, уменьшить фильтрационное давление в зоне примыкания плотины и бортов плотины, понизить депрессионную поверхность в теле высоконапорной каменно-земляной плотины, а также повысить сейсмическую устойчивость плотины.
Система перехвата обходных фильтрационных потоков высоконапорных каменно-земляных плотин представлены на фиг. 1 и 2, которая состоит каменно-земляной плотины 1, из четырёх дренажных туннелей с железобетонными обделками 2, проходящими по левым и правым бортам на двух уровнях высоконапорной земляной плотины, включающие в себя системы скважины 3, пробуренные вниз для сифонового перехвата фильтрационных вод и лоток 4 для сбрасывания вод в нижний бьеф сооружения.
Проходку четырёх дренажных туннелей 2 с лотком 4 осуществляют со стороны нижнего бьефа в сторону верхнего бьефа на двух уровнях, проходя намного дальше ядро плотины 5, обеспечивая пространство для размещения системы скважин 3. Скважины пробуриваются дальше от ядра плотины 5 в сторону верхнего бьефа. Объём перехвата фильтрационных вод регулируют количеством скважин и их глубиной.
Система работает следующим образом: надёжный и организованный сифоновый перехват обходных фильтрационных вод в дренажных туннелях 2 осуществляют скважинами 3 и сбрасывают через лоток 4 в нижний бьеф сооружения.
Объём перехваченных вод регулируется количеством скважин в дренажном туннеле, и доводится до уровня предусмотренным нормами и проектом сооружения.
Рассмотрим решение перехвата обходных фильтрационных потоков на примере плотины Рогунской ГЭС. Продольный разрез плотины 6 Рогунской ГЭС представлен на фиг. 3, состоящий из упорных призм 7 и ядра плотины 8. За ядром плотны по левым и правым бортам проходит разлом 9 (№35), который перегораживает пути обходных фильтрационных потоков. С целью недопущения этого применяем систему перехвата обходных фильтрационных потоков высоконапорных каменно-земляных плотин, схема который приведена на фиг. 4. Это приведёт к уменьшению фильтрационных давлений в зоне примыкания плотины к бортам и понижению депрессионной поверхности в теле плотины.
Предлагаемая система имеет следующие преимущества перед известными: уменьшает фильтрационное давление в зоне примыкания плотины и бортов плотины; понижает депрессионную поверхность в теле высоконапорной земляной плотины; повышает сейсмическую устойчивость плотины; уменьшает противодавление в основании ядра плотины; повышает надёжность эксплуатации плотин и обеспечивает безопасность эксплуатации сооружения.

1. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика / Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. В.П.Недриги. - М.: Стройиздат, 1983, с.172-173, с.491.
2. Патент Российской Федерации RU 2016165 C1, кл. E 02 B 11/00.