Возведение плотин намывом

В качестве примера, иллюстрирующего способ производства работ по возведению земляных плотин гидравлическим способом, обратимся к краткому описанию строительства плотины Сардис высотой 95 футов, возведенной Инженерным ведомством Соединенных Штатов на одном из притоков р. Миссисипи. На рис. 17.5 приведено поперечное сечение плотины, а на рис. 17.6 — ее план. Методы строительного производства, используемые для возведения плотин намывом, иллюстрируются схемой (рис. 17.7) и фотографиями (рис. 17.8—17.10).

Прежде всего с помощью земснаряда, подобного используемому для подводного землечерпания, устраивается прорезь от реки к карьеру. Пульпа (смесь воды и грунта) после рыхления грунта в природной залежи фрезой забирается всасывающим патрубком земснаряда и перекачивается по трубам иногда на расстояние в несколько миль к месту возведения плотины. Трубопровод (пульповод) прокладывается по обеим сторонам плотины, как показано на рис. 17.8. По низу трубопровода на взаимном расстоянии порядка 10 футов предусматриваются выпуски, которые могут открываться или закрываться вручную с помощью металлических задвижек. Обычно подача пульпы производится не более чем через 3—4 выпуска, которые для этого открываются на одно и то же время (см. рис. 17.10). Таким образом, подача пульпы на карты намыва может производиться из любой точки трубопровода, находящегося на плотине.

Трубопроводы размещаются таким образом, чтобы пульпа от трубопровода стекала к осевой линии плотины. В непосредственном соседстве с трубопроводом из пульпы будут откладываться как более тяжелые песчаные частицы, образуя проницаемые боковые или упорные призмы. Более мелкие частицы грунта — пыль и глина, входящие в состав пульпы, стекают к расположенному в центре плотины прудку, где они осаждаются, образуя непроницаемое ядро плотины. Мельчайшие частицы коллоидной глины способны оставаться в воде прудка во взвешенном состоянии длительное время и при современных способах работ обычно откачиваются из прудка вместе с водой с помощью небольшого насоса, смонтированного на плоту в прудке (см. рис. 17.8). Водопроницаемость ядра плотины, сложенного в основном из пылеватых частиц, весьма мала; фильтрационный расход через тело плотины при этом условии незначителен даже и без отложения мельчайших частиц коллоидного размера в составе ядра. В то же время скорость консолидации и, следовательно, скорость повышения сопротивления грунта сдвигу в ядре при удалении из его состава этих частиц резко возрастают. Во избежание отложения в ядре прослоев песка, которые могут привести к образованию в нем нежелательных и даже опасных «сквозных труб» с большой водопроницаемостью пульпа в прудке периодически взмучивается грейфером (см. рис. 17.8).

Когда укладываемый в тело сооружения песок достигнет уровня расположения трубопровода, устанавливается новая вpeменная опорная эстакада. Трубопровод демонтируется и перекладывается на вновь возведенную эстакаду с повышенным уровнем. Этот этап отражен на рис. 17.9. Таким образом, трубопровод, как это показано на рис. 17.7, последовательными этапами поднимается с начального уровня I—I на уровень V—V и далее, вплоть до завершения работ по возведению сооружения. На первом этапе при возведении небольшой дамбы для обвалования места работ используется бульдозер.

Намывные плотины могут возводиться в любую погоду, и в этом отношении они имеют значительное преимущество перед насыпными. Однако сам характер процесса намыва, как описывалось выше, ограничивает его применение при возведении земляных плотин наличием в районе сооружения пригодных для намыва грунтов (пылеватые и отчасти глинистые пески). При таких грунтах намыв представляет собой весьма производительный и относительно дешевый способ транспортировки и укладки в сооружения больших масс грунта.

Плотина Форт Пек была построена намывом с укладкой в нее около 100 млн. ярд3 грунта; таким образом, она представляет собой одно из самых крупных искусственных сооружений такого рода.

Существенным недостатком гидравлического способа возведения земляных сооружений является то, что песок при намыве откладывается сравнительно рыхло и потому при определенных условиях может с переходом в разжиженное состояние полностью терять свою устойчивость и расплываться. Некоторого уплотнения свежеуложенного песка можно добиться укаткой его катком на прицепе гусеничного трактора.