С. Н. МОИСЕЕВ, И. С. МОИСЕЕВ
КАМЕННО-ЗЕМЛЯНЫЕ
ПЛОТИНЫ
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
И СТРОИТЕЛЬСТВА
ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ,
ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
МОСКВА «ЭНЕРГИЯ»
1977
В книге на основе отечественных и зарубежных материалов дается анализ проектирования, строительства и эксплуатации наиболее экономичных типов каменноземляных плотин.
2-ое издание книги вышло в свет в 1970 г. В настоящем издании основное внимание уделено производству работ по возведению плотин: материалам и их заготовке, способам укладки грунтов и камня в тело плотины; устройству противофильтрационных элементов, выбору транспортных схем.
Книга предназначена для инженеров-гидротехников, занимающихся проектированием, строительством и эксплуатацией гидроузлов.
Каменно-земляные плотины
Основы проектирования и строительства
Строительство крупных гидроузлов комплексного назначения ведется в Советском Союзе все в больших масштабах. Во всех районах в самых различных климатических, геологических и топографических условиях возводятся и намечаются к строительству гидроузлы, в состав которых входят высокие плотины.
Задачи, поставленные XXV съездом КПСС, обязывают гидростроителей повысить технико-экономические показатели проектируемых и строящихся гидроузлов (снижение стоимости строительства и затрат труда на их возведение и повышение производительности труда) и, в частности, максимально использовать местные строительные материалы.
В СССР заканчивается строительство таких уникальных каменноземляных плотин, как Нурекская высотой 300 м и Чарвакская 168 м, начато строительство Рогунской плотины 325 м, проектируется Камбаратинская плотина 300 м.
В практике мирового плотиностроения в последние годы наблюдается интенсивное строительство плотин из грунтовых материалов. Так, в 1969—1971 гг. в 67 наиболее развитых в области плотиностроения странах было построено 1043 плотины, в том числе 852 из грунтовых материалов (большая часть которых каменно-земляные) и 191 — бетонные. В США плотин из грунтовых материалов построено в 100 раз больше, чем бетонных: в Индии — в 20 раз; в Канаде — в 9 раз и т. д.
Прогресс в развитии исследований, проектирования и строительства плотин из грунтов и камня позволил: существенно увеличить высоту и объем насыпи плотин; использовать для строительства плотин створы, ранее считавшиеся для этого непригодными; более экономично использовать имеющиеся на месте грунты и камень.
К основным достижениям в строительстве каменно-земляных плотин, полученным за последние годы, следует отнести:
возведение каменной отсыпки с уплотнением виброукаткой, что позволило использовать камень, ранее считавшийся непригодным;
упрочнение каменной наброски за счет замыва ее песком, что явилось решающим для повышения водонепроницаемости и уменьшения сжимаемости;
создание новых методов исследований (на приборах трехосного сжатия) камня в насыпи плотин и расчетов (методом конечных элементов) для обоснования наиболее экономичных профилей плотины.
Этим достижениям способствовало совершенство механизации земельно-скальных работ, развитие механики грунтов, а также широкие экспериментальные исследования. И тем не менее, переход к проектированию и строительству плотин высотой 200—300 м вступает в область, в которой опыт и ранее накопленные знания не всегда дают надежное решение, а требуется проведение специальных исследований поведения грунтов и камня под давлением 4-6 МПа.
Современные методы исследований грунтов и камня позволяют получить исходные данные для расчетов плотины, а существующие методы расчетов (с использованием ЭВМ) — провести напряженно-деформационные исследования плотины и запроектировать надежно работающую каменно-земляную плотину с рациональным использованием имеющихся на месте грунтов и камня.
Таким образом, в настоящее время инженеры располагают необходимыми данными для составления научно обоснованного и экономически оправданного проекта плотины, а существующие методы технологии возведения плотин и методы контроля за их выполнением позволяют построить каменно-земляную плотину на высоком техническом уровне. Об этом свидетельствуют построенные и находящиеся в эксплуатации такие высокие каменно-земляные плотины, как Нурекская — 300,0 м, Майка — 243,8 м. Чайвор — 237,0 м, Оровилл — 236,0 м, Кебан — 207,0 м, Чарвакская —168,0 м, а также строящиеся: Рогунская — 325,0 м, Чикоасен — 250,0 м, Патиа — 240,0 м, Такасэ —176,0 м и др.
Все эти достижения с учетом материалов обсуждения вопросов проектирования и строительства каменно-земляных плотин на X, XI и XII Международных конгрессах по большим плотинам заставили нас подготовить новое издание, которое посвящено главным образом каменно-земляным плотинам (что и определило название книги), а также каменнонабросным плотинам.
В настоящем издании учтены действующие нормативные материалы для расчетов и проектирования плотин из грунтовых материалов, использована Международная система единиц физических величин. Таблица соотношений между единицами физических величин приведена в приложении V в конце книги.
Первая и вторая главы книги написаны С. Н. Моисеевым, остальные главы — И. С. Моисеевым. Авторы выражают глубокую благодарность доктору техн. наук В. Н. Лофицкому и инж. В. Г. Радченко за внимательный просмотр рукописи и сделанные замечания.
Авторы
