Георгиев Л.А. Експлоатация на Водносиловите системи (болг. яз.)

Подождите немного. Документ загружается.

Табл>ца

Срокове

допустими грешки

на

измерванията

при

бетонни язовирни стени

Измервана

вели-

чина,

уред

годно

ниво

язовира

Температура

на

въздуха

Температура

на

водага

температура

1П

бегона

Воден подем

Филтрация

Отвесиране

Екстензометри,

телерокметри

•

Дистанционни

деформетри

Клинометри

Движение

на

фугите

Трасирана

равнина

Полигонометрия,

нивелация

Тригонометрич-

но

измерване

Напрежения

Срокове

на

измерване

периода

на

първото

пълне-

не

непрекъс-

нато

•

ежедневно

ежеседмично

—

години

след

първото

пъл-

нене

непрекъс-

нато

ежедневно

ежемесечно

•

два

пъти

месеца

на

пъти

месена

;

2—3

пъти

годината

при

празен

пълен

язовир

ежеседмично

два

пъти

годината

ежемесечно

един

път

годината

при

пълен язовир

при

празен

пълен

язовир

ежемесечно

нормална

експлоатация

непрекъс-

нато

ежедневно

ежемесечно

•

два

пъти

годината

ежемесечно

един

път в

годината

при

пълен язовир

|през

—

го-

дини

при

пра-

зен и

пълен

язовир

ежемесечно

Грешка

на

измерването

допустима

стойност

± 0,5 ст

0,5°С

0,2°С

1,0 ст

0,5

<1т

0,1

тт

0,1 тт

0,05

тт

10"

0,1 тт

1,0

тт

2,0 тт

0,5 тт

2,0 тт

1Д)

К^/ст

достигната

ми-

нимална

стойност

0,2 ст

0,2°С

0,5°С

[26]

0,5 ст

± 0,1

о!т

0,05тт[26]

+0,0

1тт

[25]

±0,01

тт[25]

0,3"

[25]

0,1

т т

0,5тт

[25]

+0,3тт

Г9

г1

+0,1

тт

+0,3тт[26]

—

371

защо основното изискване

при тях е да се

следи

за

изменението

на

обемното

тегло,

на

ъгъла

на

вътрешното триене

и на

кохезията чрез

лабораторни изследвания

върху

ненарушени пробни

тела,

взети

по-

мощта

на

сонди, шурфове

или

шлицове

(т. 44 б).

Обемното тегло

Фиг.

296.

Филтрационни

сили

при

бързо

понижаване

на

нивото

във

водохранилището

1 и 2 —

депресионни криви

при

пълно

водохранилище

3 и при

бързо

пониженото ниво

4 ; 5 и 6 —

пиезометри

от

въздушната

водната

страна

; 7 —

филтрационни сили

; 8 —

силови

водочсти,

отчитани

от

контролната галерия

9 ; 10 —

инжекционна

завеса

; 11 —

дренажни сондажи

влажността

на

насипания

материал могат

да се

измерват

и с

помощта

на

радиоактивни изотопи,

за

която

цел са

разработени удобни

за

пол-

зуване

уреди

Подобни измервания

са

необходими

и за

терена, върху

който

фундирана стената, особено

ако не е

скален.

•

Наличната

сигурност

на

насипното съоръжение

се

определя

от

земномеханичните

показатели

на

използувания материал

и на

терена

под

него, както

и от

фактически действуващото натоварване.

Соб-

ственото

тегло

на

насипа

се

установява чрез измерването

на на-

личното

за

момента обемно

тегло,

водният

натиск

—

от

нивото

на

водата

язовира,

измерено

подходящ

водочет.

Водният

подем

върху

насипните

частици

се

проявява само

тази част

на

стената, която

наситена

вода,

т. е. под

депресионната

крива.

нейното

положение

тялото

на

насипа

са

свързани

филтрационните

сили,

които

се

пораждат

при

бързо

понижаване

на

водното

ниво

във

водохрани-

лището.

този случай депресионната крива

остава

високо

и при по-

водонепропускливи

материали

водата

се

отцежда бавно

от

тялото

на

стената,

резултат

от

което

върху

водния откос започват

да

действу-

ват

сили, които понякога могат

да

намалят

до два

пъти устойчивостта

му

1т

Его1-

ипо!

5гга{ЗепЪаи.

\Уо11ег5,

К.

№

10, с.

331.

52утапз1<1',

К.

Ка}сЬег*,

\У.,

В1е

Веигг.е11ип&

о!ег

гао!юа!Шуег

Лзогореп.

ВаитазсЬте

ипо!

Ваи1:ес11ш1<,

1968,

№ 2, с. 57.

11с,

1962,

372

(фиг.

296).

По

тази

причина

се

налага

непрекъснато

да се

следи

поло-

жението

на

депресионната

крива

по

време

на

експлоатацията.

Филтрационните

сили могат

да се

определят, като

се

установят

хидродинамичната

мрежа

ходът

на

депресионната крива

при

понижение

на

водното ниво

при

условията

на

нестационарната

филтрация.

За

редица случаи това може

да се

постигне

доста-

Фиг. 297. Пиезометрична

уредба

на

насипната

язовирна стена

„Силвенщайн"

(ГФР)

тъчна

за

практиката точност

по

изчислителен

път или

чрез

моделиране

По

този

начин

още при

проектирането

на

всяка насипна стена може

да се

определи

наклонът

на

вод-

ния

откос така,

че той да

остава стабилен

при

възможно най-бързото понижаване

на

нивото

във

водохранилището.

Тъй

като такова

изтека

е на

язовира

се

случва рядко,

не

винаги

стопански изгодно

ю да

заляга

при

оразмеряването

на

водния

откос.

такъв случай

помощта

на

тези

методи трябва

да се

установи допустимата скорост

на

понижаването

на

нивото

във

водохранилището, както

съответните допустими поло-

Абаджиев,

Хр.

Филтрация

земнонасипни

стени

при

понижение

на

водното

ниво

язовира. Кандидатска дисертация, София, 1969.

373

жения

на

депресионната крива

при

водния откос, които данни трябва

да

залегнат

инструкцията

за

експлоатацията

на

язовира.

сглед

на

това

при

насипните язовирни стени,

при

които

има

условия

за

офор-

мяване

на

депресионна крива, трябва

да се

изгради система

от

пиезометри

(т. 11) в

тялото

на

насипа както

от

въздушната,

така

и от

водната

страна

(фиг. 296).

Пиезо-

метрите

се

разполагат

характерни напречни про-

фили

на

стената

не

по-малко

от три

броя

профил,

за да

може

да се

очертае депресионната

крива

(фиг, 297).

Тъй

като нивото

на

водата

се

отнася

към

горния край

на

пиезометъра,

той

трябва

пе-

риодично

да се

пронивелира. Водните нива

пиезо-

метричните

тръби,

до

които

достъпът

възможен,

се

измерват

акустичен

или

електросъпротивителен

водочет

(т.

11).

При

пиезометрите, които

са от

осо-

бена важност

за

стабилитета

на

стената

терена

около нея, напоследък

се

предвиждат

самопишещи

водочети (фиг.

298),

евентуално

дистанционно

предаване

на

запила.

Тъй

като

при

водния откос

достъпът

до

пиезометричните

тръби

не е

възможен,

водното

ниво

се

измерва

дистанционни силови

во-

дочети

(т.

11),

инсталирани

дъното

на

пиезометъ-

ра

(фиг. 296).

За

правилната

работа

на

уредбата

се

налага

периодично промиване

почистване

на

тръ-

бите

от

отложени наноси поне веднъж

па

4—5

години.

Съществено

влияние

върху

стабили-

тета

на

насипа оказва

порният

на-

тиск.

Както

бе

пояснено

(т.

11),

той на-

малява размера

на

триенето

и на

сцепле-

нието

между

насипаните частици

и по то-

Фиг. 298. Самопишещ водочет

за

регистриране

на

водните нива

пиезометрична

тръба

1 —

багабан

за

ллувака

;

2 —

плувак

;

3 и 5 —

помощни

ролки

; 4 —

контратежест

; 6 — тел ; 7 —

пиезометрична

тръба

; 8 —

стоманена рамка

; 9 —

контролна водочетна

ла-

та

; 10 —

херметически

затваряща

се

кутия

барабан

за

записа

зи

начин

понижава сигурността

на

стената.

По

тази причина

се

налага

порният натиск

да се

измерва

помощта

на

описаните

в т.

уреди.

Желателно

е те да се

монтират

същите

напречни сечения,

които

са

разположени пиезометричните

тръби,

като

във

всеки профил

се

пред

видят

по

няколко хоризонтални

реда

на

различни височини (фиг. 299).

За да

може

да се

следи

за

изменението

на

порния натиск

по

цялото

напречно

сечение

на

стената,

би

трябвало

да се

предвиждат поне

три

уреда

един

хоризонтален

ред.

374

Профил

со

Фиг.

299.

Уредба

за

измерване

на

порния натиск

при

язовирната стена „Христо

Смирненски"

/ —

каменен

насип,

упгьтнен

водна струя

;

2 —

глинено ядро

;

5 —

четирислоен

дренаж

; 4 —

контранасип

; 5 — от-

бивен

тунел

;

6 —

облицовка

от

суха каменна зидария

Както

показват

измерванията

при

насипи,

порите

на

които

са за-

пълнени

вода

въздух,

натискът

на

водата

по-мальк

от

този

на

въздуха

което

се

обяснява

влиянието

на

повърхностните

на-

прежения.

уплътнени

гли

тази разлика може

да

достигне няколко

атмосфери

при

относително висока степен

на

насищане

вода

$,.

Ефективното нор-

мално

напрежение

такивз

случаи вмес-

то по

обичайната зависимост

а'

—а—

и^

където

а е

пълното

нормално

напрежение,

трябва

да се

определя

от

израза

а'

да

-I-

(ц

—

(95)

Параметърът

А,

зависещ

от

степента

на

водонасищането

трябва

да

Фиг. 300.

Характерни

стойности

за

параметъра

при

различни земни материали

1, 2 и З

се

определя експериментално. Характерът

на

зависимостта

Д=/($

)

за

различни

земни материали

се

вижда

от

фиг. 300. Описаната особеност

трябва

да се

взема

под

внимание

при

оформянето

на

керамичния

филтър

на

уреда

за

измереше

на

порния натиск. Когато

се

използува фино-

пореста керамика, измерва

се

водният натиск,

а при

едропореста—въз-

душното

налягане

порите. Несъблюдаването

на

тези изисквания води

до

съществени грешки

при

измерването

изчисляването

на

порния

натиск

при

изградени язовири.

От

измерванията

се

установява,

че

порният натиск получава мак-

сималните

си

размери

по

време

на

строителството

и в

началния

период

на

експлоатацията,

след

което постепенно намалява. Така порният

натиск

глиненото ядро

на

язовирната стена

„Сер

Понсон"

(Франция)

височина

130

достигнал

по

време

на

строителството

40—80%

от

теглото

на

насипа.

След

месеца

той

намалял

до

25—55

след година

на

5—35%.

Подобна картина

се

наблюдава

и при

ядрото

на

язовир-

ната

стена „Христо

Смирненски"

(фиг.

301)

Размерът

на

порния натиск

освен

от

земномеханичните

показатели зависи

и от

натоварването

върху

насипа.

По

тази

причина

той е

по-голям

долните части

на

стената

се

увеличаза

по

време

на

експлоатацията

повишението

на

водното

ниво

във

водохранилището (фиг. 302). Недопустимо нарастване

на

Ничипорович,

А. А.

Натурнне

исследования

плотин

из

местиш:

магериалов. Гидро-

техническое

строительство,

1965,

№ 10, с. 50.

Марков,

Г.

Порен натиск

язовир

„Камчия",

язовир

„Лъ

сатица"

язовир

Др.

Смир-

ненски". Симпозиум

по

язовирното строителство,

Варна,

1969.

376

«МсИЬаК

МБ57*

Фиг. 301. Разпределение

на

порния

натиск

глиненото ядро

на

язовирната стена

„Х}).

Смирненски"

а — в

края

на

строителния

период

; б —

прогноза

за

след

години

от

построяването

на

стената

<§

хг

•>

Хи

1965

-•

«е»

<-.

УН

1Ш

•+***

*•

•«,

«««

*г

XII

1Я66

•

•«

III

Водм.

ор

{(

ен

\п

ап

•**,

VII

($.

1Ш

™*

•

<ш

^к

/Л

х,

•^

хн

///

ч.

•~.

«м

1968

VIII

Фиг.

302. Изменение

на

порния натиск

точките

А>,

Я>

на

глиненото ядро

на

язовирната стена

Др.

Смирненски"

водното

ниво

във

водохранилището

377

порния

натиск може

да се

получи

при

бързо

пълнене

на

язовира

не-

посредствено

след

завършването

на

насипната стена, особено

ако

темпът

на

насипване

е бил

бръз

естествената влажност

на

глинения

материал—голяма.

такъв

случай

се

налага регулиране

на

Пукнатина

Фиг. 303.

Напукване

на

насипната

язовирна

стена

„Оно"

(Япония)

вследствие

на

земетръс

от IX

степен

скоростта

на

пълнене чрез основния изпускател

водовземането.

Още

по-неблагоприятно

може

да се

окаже

бързото

изпразване

началния

период

на

експлоатацията.

този случай

се

суперпонират сравнително

високият порен натиск, увеличен

вследствие

на

отпадането

на

водния

подем,

филтрационните сили.

Ето

защо

по

принцип

трябва

да се из-

бягват

бързите

колебания

на

водното ниво особено

първите няколко

години

след

въвеждането

на

язовира

експлоатация.

Размерът

на

порния

нагиск

лителен

път от

зависимостта

може

да

бъде

определен приблизително

и по

изчис-

(96)

Вигеан

о{

Кес1ата{юп:

ТгеаНзе

оп

Оатз,

Уо1ите

Х,

Аппех

378

където

р.

вертикалното напрежение вследствие

на

натоварването

от

по-горните

пластове

—

вертикалното напрежение, съответствуващо

на

обема

на

порите

опре-

деляно

от

компресионния опит

;

—

атмосферното налягане

;

—

обемъг

на

порите

преди

слягането, запълнен

въздух;

—

коефициент

на

уплътнението, определян

от

компресионния опит.

Сеизмичните сили

са

много

по-опасни

за

насипните

язовирни

стени,

отколкото

за

бетонните. Така

при

земетресенията през 1923

1955год.

Япония насипните стени

са

получили

при

сеизмичност

от

степен пукнатини

дължина

до

110

т,

дълбочина

до 11 т и

ширина

до 25 т

(фиг.

303), както

слягания

до

1,20

свличане

на

откосите. Това налага насипните съоръжения

земетръсните райони

да се

оразмеряват

за

сеизмични сили, като

се

взема

под

внимание дей-

ствителното динамично

натоварване

(вж. заб.

2 на 378

стр.),

а не

по-

лучените

по

статистически методи данни, както

обичайно днес.

За

целта

стената

и в

терена

се

вграждат сеизмографи,

от

които

се от-

читат действител

ште

показатели

на

динамичното

натоварване.

б.

Филтрация

Докато

при

бетонните язовирни стени филтрацията

свързана пре-

димно

със

загубата

на

вода

(т. 40 е), при

насипните

съоръжения

тя

се

отразява

голяма степен

върху

стабилитета

им.

Насищането

на

насипа

вода

води

до

намаляване

на

ъгъла

на

вътрешното триене

на

сцеплението. Освен това

върху

водния откос

на

стената действуват

че-

сто

пъти съществени

по

размер филтрационни сили, породени

от

бързо

изпразване

на

водохранилището.

Не

по-малко опасна

филтрацията

във

връзка

със

суфозията,

при

която

се

получава постепенно изнасяне

на

частици

от

насипа

или

терена, като

по

този

начин

се

оформят

концен-

трирани

филтрационни пътища.

резултат процесът

се

превръща

във

верижен

води

до

пълното разрушаване

на

стената.

Ето

защо следе-

нето

на

филтрацията

при

насипните съоръжения

основна дейност

на

експлоатационния

персонал

при

контролирането

на

стабилитета

им.

Филтриралата през язовирната стена

вода

се

измерва сумарно чрез

описаните

в т. е

уредби, както

и с

помощта

на

изградената пиезомет-

рична

система

(т. 11 и т. 45 Б

а).

Освен

дебита

се

определя

сухият

остатък,

като

се

сравнява

този

на

водата

от

водохранилището.

Обогатяването

на

преминалата през насипа

вода

наносни материали

говори

за

наличието

на

механична суфозия,

увеличеното съдържание

на

химически

вещества

—

за

химична. Намаляването

на

твърдия

остатък

признак

за

колматиране

на

насипа.

Известно указание

за

дължината

на

филтрационните пътища, респек-

тивно

за

скоростта

на

течението, може

да се

получи чрез измерване

на

тем-

пературата

на

филтриралата

вода.

Колкото

тя е

по-равномерна,

без

резки

колебания, нямащи

връзка

изменението

на

температурата

на

водата

Резолюция

на IX

международен конгрес

по

големите

язовири.

Цариград, 1967.

379

във

водохранилището,

толкова

по-дълги

са

филтрационните

пътища

по-малка

скоростта

на

течението.

Освен казаното

тук

трябва

да се

вземе

под

внимание изложе-

ното

в т.

и т. 40 е.

в.

Деформации

Деформациите

при

насипните язовирни стени

са

съществено

по-големи

по

размер

от

тези

на

бетонните

съоръжения.

Това

се

дължи

преди

всичко

на

силната

деформируемост

на

насипния

материал

и, от

друга

страна,

на

по-голямото

по

абсолютен

размер

поддаване

на

терена

под

стената

вследствие

на

натоварването

от

насипа.

По

тази

причина

нор-

мално вертикалните

деформации

при

насипните

съоръжения

преобла-

дават

пред

хоризонталните.

Деформациите

на

насипа

са

основният

показател

за

стабилитета

му.

Слягания, придружени

хоризонтално деформиране

на

откосите,

са

сигурен признак

за

появяването

на

процеси,

водещи

към

нарушаване

стабилността

на

стената.

Подобни

явления

обаче

не

могат

да се

про-

следяват

по

изчислителен път, поради

което

сигурността

на

насипното

съоръжение

може

да се

контролира

само

чрез

редовно

измерване

на

неговите деформации.

Основен метод

за

установяване

на

външните деформации

при

насипните

язовирни

стени

и на

терена

под и

около

тях е

геодезичният,

^а

целта

се

изгражда подходяща

геодезична опорна

мрежа

(фиг.

304). Най-често

се

използува

засега

методът

на

траси-

раната

равнина, съчетан

прецизна иивелация.

По

отношение

на

опорната мрежа

и на

геодезичните измервания

са в

сила изискванията

на т. 9 г и т. 45 А в.

Увеличаването

на

височината

кубатурата

на

насипните язовирни стени, както

усложняването

на

конструкцията

им във

връзка

използуването

на

местни материали

осигуряването

на

водоплътността, налага

по

детайлно проследяване

на

вътрешните

деформации.

Освен

слягането

на

отделни

точки

насипа

редииа

случаи

се

оказва

необходимо

да се

следят

хоризонталните деформации

не

само напречно,

но и по по-

сока

на

оста

на

стената. Това позволява

да се

уточнят зоните,

които могат

да се

развият опънни напрежения

и да се

появят пукнатини.

оглед

на

това

се

вграждат

дълбоки репери,

деформационни

телескопи

сонди

(т. 9

Б),

чиято дължина често пъти

надвишава

100

т.

Тези уреди

се

комбинират

геодезичните репери,

което резулта-

тите

от

измерванията

се

абсолютизират.

последно време приложение намират

хидра-

вличните

репери (фиг.

305)

които работят

на

принципа

на

скачените

съдове

и се из-

ползуват

за

змерване

на

слягането

във

вътрешността

на

насипа.

Особен

интерес

представляват

уредите,

приложени

при

язовирната стена

„Ел

Инфернило"

за

измер-

ва е на

вътрешните хоризонтални

вертикални

деформации.

помощта

на

уреда

инклинометър,

представляващ специална сонда

вграден

в нея

отв^с

кръгъл

потенципме!ър

за

дистанционно отчитане

на

отклоненията

му, се

установяват*слягането

хоризонталните деформации

във

вътрешността

на

насипа.

За

измерване

на

вътреш-

ните

деформации

в три

посоки

при

същата

стена

се

използува

уред,

съставен

от

дис-

кове,

съчетани

телескопични тръби

линейни

потенциометри.

При

язовирни стени

уплътнителни

диафрагми

от

стоманобетон, асфалтобетон,

стомана

синтетични материали

е от

интерес

да се

следи тяхното движение

при

дефор-

Ничипорович,

А.

А.^Натурньге

изсяедования

плотин

из

местньгх

материалов.

Гидро-

техническое

строительство, 1965,

№ 10, с. 50.

380