Файл: Мирцхулава, Ц. Е. Надежность гидромелиоративных сооружений.pdf

до настоящего времени нет теоретически обоснованной и прак­ тически проверенной общепринятой методики проектирования, эксплуатации и лабораторных испытаний водозаборных узлов.

Бичом поливного земледелия является заболачивание и засо­ ление орошаемых земель. История знает много примеров того, как плодородные орошаемые земли в результате орошения забо­ лачивались, засолялись и превращались в негодные солончаки.

На практике нередко встречаются повреждения и на насосных станциях и в других водоподъемных установках, в отстойниках, в регулирующих устройствах, в закрытых и открытых осушитель­

Надежностью различных сооружений на практике человечество интере­ совалось давно, но несовершенная методика расчета, отсутствие фундамен­

чаев аварий и крушений. Приведем краткое описание некоторых *, чтобы по­

не оказалось: почти на всем своем протяжении она исчезла под водой. Подробное обследование показало, что вместе с наброской глубоко в грунт

погрузилась и набережная, сместившаяся в вертикальном и горизонтальном на­ правлениях. Грунт же около набережной сильно выпучился.

Основной причиной разрушений считают прежде всего пренебрежение тре­ бованиями заложения фундамента сооружения на необходимой глубине— на­ броска была сделана непосредственно на поверхности дна, без выемки слоев грунта, а это неминуемо должно было повлечь за собой выпирание грунта.

Следующая причина — сравнительно быстрая загрузка слабого грунта пол­ ным весом набережной. При недостаточной глубине заложения следовало сла­ бые грунты нагружать не сразу, а давать им возможность постепенно уплот­ ниться.

Таким образом, строительство Триестского порта и описанные выше неуда­ чи выявили важную роль устройства котлованов под каменные наброски, по­

ная с уплотненным ядром, предназначена для водоснабжения района [140]. Погибло 239 человек, убытки исчислялись крупной суммой. Существуют два мнения о причинах разрушения плотины. Одни считают причиной оползание грунта под основанием, другие склонны обвинять проектировщиков и строи­ телей, допустивших течи под плотиной, вызвавшие размыв.

* Большинство описаний аварий заимствовано из различных литературных источников.

9

в скалистом грунте на одном или обоих берегах. В действительности длина водослива была уменьшена до 21,5 м, что при расчетной толщине перели­ вающегося слоя воды около 2,5 м привело к уменьшению пропускной спо­

285 м3/с- Для пропуска этого количества воды через водослив напор на его по­ роге должен был быть около 4 м. Так как пропускная способность водослива была недостаточной, приступили к срочному сооружению дополнительного

канал был размыт до ширины 7,83 м и глубины 0,5 м. Уровень воды в водо­ хранилище быстро поднимался — примерно на 0,25 м в час. Несмотря на при­

по всей длине. Понадобилось лишь 45 мин, чтобы все водохранилище было полностью опорожнено.

Ниже плотины узкая речная долина длиной 22,5 км имела значительный продольный уклон к г. Джонстауну. Поток воды пронесся по долине с боль­ шой скоростью и смыл все на своем пути, при этом высота волн достигала

нили проект плотины и неоправданно уменьшили пропускную способность во­

дослива.

Плотина Уэлнот Грув на р.' Хассейампал в штате Аризона (США), по­ строенная в 1888 г. и прослужившая менее двух лет, обрушилась 22 февраля 1890 г. [32]. Плотина имела высоту 33,6 м, ширину по основанию 32,1 и по гребню 3 м; длина гребня 120 м. Конструкция плотины представляла собой

ние щитом водоспуска было крайне ненадежным и трудно осуществимым, и, когда наступила необходимость спуска воды из водохранилища, щит не могли

ки были заведомо недостаточны; крутые откосы не обеспечивали устойчивости плотины. При затоплении водохранилища до гребня плотины коэффициент ее устойчивости на сдвиг оказался равным 0,75. Естественно, что при переливе воды через плотину она полностью разрушилась, и поток воды произвел боль­ шие опустошения. Погибло 129 человек.

27 апреля 1895 г. во Франции, близ Эпиналя в Вогезском департаменте, обрушилась каменная плотина Бузейского водохранилища [32]. Прорыв воды

рога повреждена. Плотина была построена в 1879—L881 гг. и до дня крушения

ня 4, а наибольшая ширина основания 14,8 м. Плотина основана на верхних слоях сильно трещиноватого песчаника, и поэтому под напорной гранью пло­

10

Установлено, что недостаточность сечения плотины послужила основной причиной катастрофы. Кроме этого, катастрофе способствовала разность тем­ ператур поверхности плотины с верховой и низовой сторон в зиму 1894/95 г.: +4° с верховой и —25° с низовой стороны. Температурный перепад увеличил ширину трещин с низовой стороны плотины.

Вероятной непосредственной причиной обрушения Бузейской плотины счи­ тают также динамическое воздействие волн.

Согласно данным расследования, в течение трех дней, предшествовавших катастрофе, волны, распространявшиеся в водохранилище с юга на север, бы­ ли направлены нормально к поверхности плотины. Утром в день катастрофы волнение у плотины достигло значительной интенсивости.

7 апреля 1900 г. большой паводок на р. Колорадо смыл часть плотины Аустин, разрушил машинное здание гидростанции и причинил много других повреждений [32]. Плотина из каменной кладки на цементном растворе была построена в 1890—1893 гг. Длина гребня плотины 390 м, наибольшая высота 18,3, ширина по низу 20,7 м. Ниже водослива русло р. Колорадо не имело никакого крепления, по-видимому, потому, что основанием служил скалистый известняковый грунт. ,

Частичное повреждение плотины произошло еще ,в период постройки: оно было вызвано размывом слабого слоя карстующих известняков в основании плотины. В кладке ниже поверхности грунта появилась трещина.

Два месяца спустя было произведено обследование русла в створе пло­ тины. Обследование показало, что в разрушенной части плотины водой раз­

во основания, на котором плотина, была возведена без достаточно обстоятель­ ного геологического обследования. Незацементированные трещины известняка под плотиной способствовали фильтрации, особенно усилившейся под напором воды верхнего бьефа; при этом фильтрация ускорила процесс выщелачивания в основании плотины. Развившиеся карстовые явления вызвали образование

тонная плотина [32]. В результате разрушения погибло около 100 человек.

было. Этим объясняется появление в теле плотины трещин еще до заполнения водохранилища водой. Второй причиной, непосредственно вызвавшей катастро­ фу, считают неустойчивость основания. Плотина была построена на толще чередующихся глинистых сланцев и песчаников. Подошва плотины была зало­ жена на слое песчаника толщиной всего лишь 60 см, и основание плотины не было цементировано. Поэтому основные пути фильтрации сосредоточились в трещиноватых песчаниках, по которым и был облегчен сдвиг смоченных гли­ нистых сланцев вместе с плотиной.

Плотина Ислам - на р. Сетледж в Пенджабе (Индия) с напором 5 м в 1914 г. потерпела катастрофу [321. Она была железобетонной конструкции, состоявшей из фундаментной плиты толщиной 0,31 м с зубом с напорной

выход воды через дренирующие отверстия в фундаментной плите значительно

11

усилился. В день катастрофы из-под фундаментной плиты близ одного из контрфорсов выходил уже большой поток воды, а уровень воды в водохра­ нилище понизился на 0,6 м. Открыть щит было невозможно. В 9 ч 20 мин произошла катастрофа: фундаментная плита провалилась в промоину, под­

та под зубом и под фундаментной плитой на участке, где зуб был заложен недостаточно глубоко и не прорезал водопроницаемых грунтов основания. Предварительные геологические изыскания в створе плотины были недостаточ­ но подробными, и поэтому запроектированные противофильтрационные меро­

в верхнем бьефе впервые достигла проектного уровня 22 октября 1923 г. Катастрофа произошла через 9 дней.

Согласно утвержденному проекту, плотину должны были строить гравита­ ционной. Частная компания, строившая плотину, возбудила ходатайство о разрешении применить многоарочный тип. При катастрофе разрушилось девять

ло переполнение водохранилища и, естественно, увеличение давления воды на плотину. В одном из контрфорсов средней части плотины были замечены, трещины, которые быстро расширялись и вскоре вызвали разрушение всей средней части плотины.

Анализируя причины катастрофы, прежде всего следует отметить, что бу­ товый массив в нижней центральной части плотины был сложен вместо це­

не был предусмотрен. Бетон арок контрфорсов был плохого качества. Конструкция плотины оказалась неспособной воспринять срезывающие уси­

лия: фильтрация воды через кладку бутового массива средней части плотины явилась причиной выщелачивания известкового раствора и ослабления проч­ ности массива. В результате фильтрации наблюдались осадка и скольжение массива по поверхности скального грунта, что еще больше ухудшило условия работы контрфорсов и, в конце концов, привело к разрушению плотины.

Основными причинами разрушения сооружения-; были почти полное от­ сутствие строительного, контроля и выполнение работ с самыми грубыми нарушениями элементарных требований строительной техники.

Бетонная гравитационная плотина Сан-Френсис (США) имела криволи­ нейную форму в плане. Средняя часть плотины очерчена по дуге круга ра­ диусом около 150 м [32]. Длина плотины по гребню 186 м, высота 62,5 и ши­

вниз, по долине, потоком глубиной до 30 м и смыла все на своем пути, при­ чинив огромный ущерб. Вся плотина, за исключением -центральной части длиной 30 м, была смыта, склоны ущелья также смыты. Бетонные блоки раз­ рушенной плотины, несмотря на их колоссальные размеры (до 2500 м3), да­ леко отнесены течением, некоторые на расстояние до 800 м. От правой части плотины на месте ничего не осталось, часть блоков левой половины плотины осталась на месте.

12