Строительство определенной плотины было завершено в августе 1955 г., ее проектная вместимость - 13,5 млн м3, высота плотины - 21,15 м, высота гребня - 1870 м. Поскольку основание плотины имеет мягкий слой грунта, основная плотина представляет собой арочную однородную земляную плотину, изгибающуюся вверх по течению, длиной 660 м, и две вспомогательные плотины длиной 1128 м, а общая длина оси плотины составляет 1788 м.
Поскольку плотина расположена на слоях песчаного ила и мелкого песка третичного периода, обработка фундамента не проводилась, что привело к многочисленным утечкам воды, намыву песка и обрушению откоса плотины после строительства водохранилища. Несмотря на то, что фундамент многократно обрабатывался, вылечить его не удалось.
Спустя много лет на основе детального исследования были предложены способы решения проблемы. Слой фильтрующей ткани из геотекстиля был использован вместо традиционного гравийного фильтрующего слоя на подушке откоса плотины на высоте 120 м вверх по течению и дренажной канаве на участке основного русла плотины на расстоянии 181 м вниз по течению для дренажа и борьбы с эрозией.
После профессиональной укладки инженерной командой, она включает 7630 м2 подушки откоса плотины в верхнем течении, 1460 м2 дренажной канавы в нижнем течении, 14770 м2 поверхности одеяла основной плотины в верхнем течении, и в общей сложности 23860 м2. геотекстильное полотно Уложена. После нескольких лет нормальной эксплуатации в главной плотине до сих пор не наблюдалось никаких отклонений.
Анализ конструкции земляной плотины
1) Расчет просачивания грунтовой плотины
Для того чтобы понять распределение поля просачивающихся потоков в земляной плотине водохранилища, были проведены двусторонние электрические имитационные испытания и численный анализ методом конечных элементов на участках земляной плотины 0+390 и 0+460.
2) Испытание фильтрующего слоя из геотекстиля.
В данном инженерном испытании используется иглопробивной нетканый геотекстиль для проведения системных испытаний на водопроницаемость с грунтовыми материалами (алевритовая глина, песчаная почва и песок) с целью измерения изменения водопроницаемости грунта основания и системы полотна с течением времени. Результаты расчетов показывают, что геотекстильная ткань соответствует требованиям и может быть использована в качестве фильтрующего слоя.
3) Анализ прочности геотекстиля.
Для фильтрующих слоев из геотекстиля это в основном зависит от размера пор ткани и ее водопроницаемости. Используя формулы разрыва и прокола для проверки, геотекстильная фильтрующая ткань может соответствовать реальным условиям эксплуатации земляной плотины водохранилища.
Инженерная планировка геотекстиля
1. Слой обратного фильтра для нисходящего потока
Эта земляная плотина водохранилища использует иглопробивной нетканый геотекстиль (толщина 4,58 мм) в качестве корпуса заднего фильтра в трех местах:
1) Корпус обратного фильтра № 4 расположен у подножия главной плотины, общая длина 180 м.
2) Головная часть корпуса обратного фильтра № 2 пересекается по вертикали с корпусом обратного фильтра № 1. Поскольку конечный участок обычного гравийного фильтра составляет 52,1 м, геотекстиль не может быть уложен непосредственно на него. Поэтому сначала была построена секция гравийного фильтра длиной 3,25 м, а затем был уложен фильтрующий слой из геотекстильной ткани длиной 26,65 м.
3) Корпус обратного фильтра № 6 представляет собой плоскую конструкцию обратного фильтра длиной 9 м и шириной 6 м. Он расположен в старом русле реки у подножия главной плотины. Глубина старого русла реки составляет 5 м, под ним находится слой песка, гальки и глины.
2. Защита откосов поверхности плотины
Основная плотина нуждается в реконструкции для защиты от волн и откосов на поверхности плотины площадью 23 500 м2. Подушечный слой состоит из полиэфирный иглопробивной нетканый геотекстиль толщиной 3,5 м. Одновременно используются два вида защитных материалов. На левом и правом уступах, а также ниже 1862,5 м основной плотины используется защита забоя сухой укладкой. Поверхность основной плотины выше 71862,5 м защищена рядом бетонных сборных блоков.
Технология изготовления геотекстильного полотна
1. Конструкция корпуса обратного фильтра
Строительство противофильтрационного корпуса данного проекта должно быть завершено за одну выемку котлована.
При строительстве геотекстиль укладывается сначала с обоих концов котлована к середине, а в процессе укладки засыпается галька.
Чтобы строители не наступали и не подвергались воздействию солнечных лучей, геотекстильное полотно на вершине ямы необходимо закрыть соломенным занавесом. Чтобы грязь на поверхности плотины не забивалась галькой и не влияла на поток воды, поверх гальки укладывают крупнозернистый песок и камни, а затем засыпают щебнем для защиты поверхности.
Конструкция корпуса обратного фильтра выполняется в соответствии с сечением, предусмотренным проектом.
2. Строительство откосов
1) Обновление поверхности плотины.
Плотина главного водохранилища этого проекта эксплуатируется уже более 30 лет. После удаления первоначальных камней для защиты откосов, подушек и поверхностных сорняков необходимы всесторонние и точные измерения для корректировки откоса и его срезки в соответствии с первоначальным проектным соотношением откосов.
Если углубление необходимо тщательно засыпать и уплотнить, чтобы поверхность плотины была ровной, на него можно ровно прикрепить полотно из геоткани. Только после укладки бетонных блоков поверхность плотины будет аккуратной и красивой.
2) Укладка геотекстильного полотна и бетонных блоков.
Геотекстиль укладывается секциями снизу вверх вдоль вертикального направления оси плотины. Длина каждой секции составляет около 8-12 м, то есть 2-3 куска геотекстиля сшиваются вместе.
После укладки геофильтра следует сразу же уложить бетонные блоки, чтобы сократить время пребывания геотекстиля на солнце до тех пор, пока он не будет уложен на проектную высоту.
Уложите геотехнологическую фильтровальную ткань на 30 см в траншею тела плотины, затем через каждые 2 м вбейте стальные буры диаметром 12 мм и закрепите их в теле плотины. Затем засыпьте траншею и уплотните ее, после чего можно укладывать бетонные блоки.
Бетонные блоки также укладываются снизу вверх, а стальные прутья протыкаются во время укладки. Концы стальных прутьев сваривают и крепко связывают, а затем закапывают в деревянные сваи на вершине плотины. Промежутки между бетонными блоками заполняются крупнозернистым песком, а затем заливается асфальтовый раствор.
Чтобы сделать поверхность плотины красивой, на поверхность асфальтового раствора можно нанести слой цветного раствора.
Эффект от реализации проекта
В этой земляной плотине вместо традиционного гравийного фильтрующего слоя использован геотекстильный фильтрующий слой. После завершения проекта болото у подножия плотины сразу же высохло, выход из фильтрующего тела был чистым, а эффект фильтрации дренажа был замечательным.
Практика показала, что при отсутствии идеально отсортированных природных гравийных материалов использование геотекстильных фильтрующих слоев имеет такие преимущества, как простота строительства, легкий контроль качества строительства, быстрый ход строительства и экономия инвестиций в проект по сравнению с обычными гравийными фильтрующими слоями. Это может сократить период строительства более чем наполовину и сэкономить около 1/3 инвестиций в проект.
