8-5. ЗАГОТОВКА МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПЕРЕХОДНЫХ ЗОН, ФИЛЬТРОВ И ДРЕНАЖЕЙ
Фильтрующая зона в каменно-земляных плотинах должна быть достаточно водопроницаемой, чтобы свободно отводить воду из смежной противофильтрационной части плотины — экрана или ядра. Водопроницаемость переходной зоны и обратных фильтров должна быть в 100—200 раз больше водопроницаемости экрана или ядра.
Для переходной зоны могут быть использованы имеющиеся на месте аллювиальные отложения в виде песчано-гравелистых и галечно-булыжных грунтов в естественном или обогащенном состоянии в зависимости от однородности их гранулометрического состава и грунтов противофильтрационных устройств плотины. Для фильтров и дренажей используются те же грунты, но в рассортированном и промытом виде.
Если в районе строительства отсутствуют подобные грунты, то для фильтров и дренажей, кроме песка, используются: мелкий камень, получаемый при проходке туннелей; отходы каменного карьера и дробильно-сортировочных заводов; щебеночные грунты из осыпей и конусов выносов и дробленый щебень, приготовляемый на камнедробильном заводе.
Фильтры, устроенные из песка и щебня, являются наиболее дорогими. Соотношение между единичными стоимостями отсыпки плотины и трехслойных фильтров для условий плотины Раунд Бютт составило 1 : 1,53 по отношению к отсыпке ядра и 1:4 по отношению к отсыпке плотины. Для условий строительства Нурекской и Чарвакской плотин эти соотношения достигали соответственно по отношению к отсыпке ядра 1:2,5 и 1:2,4 и к отсыпке боковых призм 1:2,2 и 1:2,7.
Материал для фильтров высоких плотин, по отечественным техническим условиям и нормам, должен заготовляться из прочных и высокопрочных пород. Однако опыт строительства каменно-земляных плотин Югославии допускает в первом слое фильтров использование дресвы сланцев. Очевидно, к материалам дренажей и фильтров не следует предъявлять требования морозостойкости, если они по условиям эксплуатации не подвергаются промораживанию. Материалы для фильтров, приготовленные рассортировкой гравелисто-галечных или щебенистых грунтов, а также дроблением (как на строительстве Чарвакской плотины), являются обычно дорогими. Применение таких фильтров следует по возможности ограничивать и в первую очередь использовать имеющиеся на месте грунты с необходимым их обогащением. В этом случае объем переходных зон без удорожения может быть увеличен в 2,5—3,0 раза по сравнению с многослойными фильтрами.
Аллювиальные грунты без сортировки и обогащения были использованы для переходных зон и фильтров ряда плотин: Гальской, Сарсангской, Серебрянской, Черри-Вэлли.
На плотине Тиквеш для двухслойного фильтра толщиной по 3,5 м были использованы естественные грунты: для первого слоя — глинистый песок с коэффициентом фильтрации 10-4-10-5 см/с, для второго — гравелистый грунт с коэффициентом фильтрации 10-2-10-3 см/с, а также карьерная мелочь как переход к каменной насыпи. На плотинах Калиманци и Кокин Брод для первого слоя применена дресва сланцев с плотностью (в уплотненной насыпи) 2000 кг/м3, коэффициентом фильтрации 10-5 см/с и углом внутреннего трения 30° при нулевом сцеплении. Для второго слоя использованы материалы из осыпей мергеля.
Однако чтобы удовлетворить требования проекта плотин в части состава грунтов в переходных зонах и фильтрах, в ряде случаев приходится прибегать к рассортировке естественных грунтов или заготовке различных фракций щебня (Вилюйская плотина).
Характер используемых для переходных зон и фильтров грунтов определяет способ их заготовки в карьере. Например, аллювиальный грунт разрабатывается из русловых и пойменных отложений драглайном из-под воды. При необходимости такой грунт рассортировывается по требуемым фракциям с промывкой на гравиесортировочном заводе и там же складируется по фракциям.
Гравие- и дробильно-сортировочное хозяйство для приготовления материалов фильтров решается в комплексе с бетонным хозяйством в зависимости от объемов бетонных работ и фильтров, а также сроков их получения.
Каменно-земляная плотина Биас отсыпается из аллювия с центральным ядром из алевролитов и песчаников. Ядро от боковых призм отделено переходными зонами толщиной до 6 м, для которых требуется 1910 тыс. м3 фильтрового материала крупностью до 76 мм. Гранулометрический состав его характеризуется содержанием фракций мельче 0,07 мм не более 5%. Для этого используются песчано-гравелистые грунты из речных аллювиальных отложений. Поскольку в карьерном грунте фракций крупнее 76 мм содержится около 30— 40%, то для отделения крупных фракций и получения требуемого состава была построена гравиесортировочная установка производительностью 700 т/ч. При разработке технологической схемы установки была учтена целесообразность использования галечно-булыжных фракций для крепления верхового откоса плотины.
Карьерный грунт доставляется автосамосвалами к приемному бункеру емкостью 76 м3. На наклонной решетке бункера булыги крупнее 203 мм отделяются и вибропитателями из приемного бункера конвейером длиной 62 м и шириной ленты 107 см грунт подается на односитовый виброгрохот, где происходит разделение грунта на две фракции: крупностью 76—203 мм и мельче. Затем разделенный на фракции грунт конвейерами подается на склады. Из промежуточного склада емкостью 29 тыс. м3 фильтровые материалы вибропитателями подаются на конвейер длиной 115 м и шириной ленты 107 см и в перегрузочный бункер, из которого загружаются автосамосвалы.
