Свод правил СП 39.13330.2012 Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84 (с Изменениями № 1-4 ред. от 26.12.2024).
СП 39.13330.2012
СВОД ПРАВИЛ
ПЛОТИНЫ ИЗ ГРУНТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
ROCK fill dams
Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84*
ОКС 93.160
Дата введения 2013-01-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки - постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил".
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ - ОАО "ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
4 УТВЕРЖДЕН Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 29 декабря 2011 г. N 635/18 и введен в действие с 1 января 2013 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 39.13330.2010 "СНиП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов"
Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.
ВНЕСЕНА опечатка, опубликованная в официальном издании (М.: Минрегион России, 2012 год)
ВНЕСЕНЫ: Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 25 ноября 2017 г. N 1581/пр c 26.05.2018; Изменение N 2, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 6 сентября 2018 г. N 565/пр c 07.03.2019; Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 января 2019 г. N 41/пр c 25.07.2019; Изменение № 4, утвержденное и введенное в действие приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 26 декабря 2024 г. № 920/пр c 27.01.2025
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование новых и реконструкцию существующих плотин (или напорных дамб) из грунтовых материалов (земляных насыпных и намывных, каменно-земляных и каменно-набросных), входящих в состав систем различных видов строительства (энергетического, гидроэнергетического, мелиоративного).
При проектировании плотин, предназначенных для строительства в сейсмических районах, на просадочных и набухающих грунтах, а также на площадках, подверженных оползням, селям и карсту, надлежит учитывать дополнительные требования, предъявляемые к строительству сооружений в указанных условиях.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил применены нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 8.423-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Секундомеры механические. Методы и средства поверки
ГОСТ 17.1.3.13-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 11262-2017 (ISO 527-2:2012) Пластмассы. Метод испытания на растяжение
ГОСТ 12071-2014 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов
ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава
ГОСТ 14236-81 Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение
ГОСТ 16971-71 Швы сварных соединений из винипласта, поливинилхлоридного пластиката и полиэтилена. Методы контроля качества. Общие требования
ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
ГОСТ 25100-2020 Грунты. Классификация
ГОСТ 25584-2023 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ 30416-2020 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения
ГОСТ EN 1928-2011 Материалы кровельные и гидроизоляционные гибкие битумосодержащие и полимерные (термопластичные или эластомерные). Метод определения водонепроницаемости
ГОСТ EN 13416-2011 Материалы кровельные и гидроизоляционные гибкие битумосодержащие и полимерные (термопластичные или эластомерные). Правила отбора образцов
ГОСТ ISO 9862-2014 Материалы геосинтетические. Порядок отбора и подготовки образцов для испытаний
ГОСТ Р 51268-99 Ножницы. Общие технические условия
ГОСТ Р 52608-2006 Материалы геотекстильные. Методы определения водопроницаемости
ГОСТ Р 53225-2008 Материалы геотекстильные. Термины и определения
ГОСТ Р 53228-2008 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
ГОСТ Р 56586-2015 Геомембраны гидроизоляционные полиэтиленовые рулонные. Технические условия
ГОСТ Р 70090-2022 Материалы геосинтетические бентонитовые рулонные для гидроизоляции. Общие технические условия
ГОСТ Р 70214-2022 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения
ГОСТ Р ИСО 10320-2014 Материалы геотекстильные и относящиеся к ним изделия. Идентификация на месте
СП 23.13330.2018 "СНиП 2.02.02-85* Основания гидротехнических сооружений" (с изменением № 1)
СП 38.13330.2018 "СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)" (с изменением № 1)
СП 45.13330.2017 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты" (с изменениями № 1, № 2, № 3)
СП 58.13330.2019 "СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения" (с изменениями № 1, № 2)
СП 81.13330.2017 "СНиП 3.07.03-85* Мелиоративные системы и сооружения" (с изменением № 1)
СанПиН 2.1.3684-21 Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3, 4).
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ Р 70214, СП 23.13330 и СП 58.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:
(Измененная редакция, Изм. № 4).
3.1
грунт: Любая горная порода, почва, осадок и техногенные минеральные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и часть геологической среды, изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью.
[ГОСТ 25100-2020, пункт 3.3] |
(Измененная редакция, Изм. № 4).
3.2
геосинтетика: Материал, в котором как минимум один компонент изготовлен из синтетического полимера в виде полотна, лент или трехмерной структуры, используемый в контакте с грунтом (почвой) и (или) другими строительными материалами для создания дополнительных слоев (прослоек) различного назначения (армирующих, защитных, фильтрующих, дренирующих, гидроизолирующих, теплоизолирующих) в транспортном, трубопроводном строительстве и гидротехнических сооружениях.
[ГОСТ Р 53225-2008, статья 3.2.1] |
3.3
геотекстильный материал (геотекстиль): Плоский водопроницаемый синтетический или натуральный текстильный материал (нетканый, тканый или трикотажный), используемый в контакте с грунтом и (или) другими материалами в транспортном, трубопроводном строительстве и гидротехнических сооружениях.
[ГОСТ Р 53225-2008, статья 3.2.2] |
3.4
геомембрана: Непроницаемый полимерный материал, предназначенный для уменьшения или предотвращения прохода потока воды и (или) жидкости сквозь его структуру.
[ГОСТ Р 53225-2008, статья 3.2.7] |
3.5 форшахта: Временная или постоянная вспомогательная конструкция, используемая в качестве кондуктора при устройстве свай, разработки траншеи или для сопряжения элементов противофильтрационного устройства при его возведении в несколько ярусов.
(Измененная редакция, Изм. № 4).
3.6 глиноцементобетон: Искусственный пластичный строительный материал, обладающий заданными прочностными, деформационными, противофильтрационными и технологическими свойствами, в состав которого входят следующие компоненты: цемент, бентонитовая глина, вода, песок, щебень, фибра, противоморозные добавки и пластификаторы.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
3.7
геосинтетические бентонитовые рулонные материалы: Материалы, имеющие гибкий геотекстильный каркас, состоящий по меньшей мере из двух слоев геотекстиля (тканого, нетканого), внутри которого заключен натриевый бентонит в виде гранул или порошка.
Примечание - К таким материалам относят глиноматы, глиняные геосинтетические барьеры, бентонитовые маты.
[ГОСТ 70090-2022*, пункт 3.7] |
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
Раздел 3 (Измененная редакция, Изм. N 1, 3).
4 Общие положения
4.1 Инженерные изыскания, в том числе инженерно-геодезические, инженерно-геологические, гидрометеорологические, необходимые для проектирования и строительства плотин из грунтовых материалов, следует проводить с учетом требований СП 58.13330, специфики гидротехнического строительства и дополнительными исходными данными, содержащимися в задании на проектирование и учитывающими конкретные условия проектируемого объекта.
Объем и методика инженерно-геологических изысканий, площадь и глубина изучения инженерно-геологического разреза должны соответствовать стадии проектирования, сложности природной обстановки, типу и параметрам плотины.
4.2 Плотины из грунтовых материалов в зависимости от материала их тел и противофильтрационных устройств, а также способов возведения, подразделяют на типы, основные из которых указаны в таблице 1.
Таблица 1
Тип плотины | Отличительные признаки |
Земляная насыпная (раздел 5) | Грунты от глинистых до гравийно-галечниковых; отсыпают насухо с уплотнением или в воду |
Земляная намывная (раздел 6) | Грунты от глинистых до песчано-гравийных и гравийно-галечниковых; намывают средствами гидромеханизации |
Каменно-земляная (раздел 7) | Грунты тела - крупнообломочные; противофильтрационных устройств - от глинистых до мелкопесчаных |
Каменно-набросная (раздел 7) | Грунты тела - крупнообломочные; противофильтрационные устройства из негрунтовых материалов или комбинированные: грунт + инъекция, и т.п. |
4.3 Тип плотины (таблица 1) следует выбирать в зависимости от топографических и инженерно-геологических условий основания и берегов, гидрологических и климатических условий района строительства, величины напора воды, наличия грунтовых строительных материалов, сейсмичности района, общей схемы организации строительства и производства работ, особенностей пропуска воды для нужд строительства, сроков ввода в эксплуатацию и условий эксплуатации плотины.
Тип и конструкцию плотины следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов, учитывающих технологию строительных работ, а также общую компоновку гидроузла. Сравниваемые варианты должны иметь одинаковую степень проработанности и надежности. Для возведения плотины из грунтовых материалов надлежит предусматривать использование грунта и камня, полученных из полезных выемок или карьеров.
4.4 Возведение плотин из грунтовых материалов возможно как на скальных, так и на нескальных грунтах основания (см. СП 23.13330).
Возведение плотин I и II классов на нескальных грунтах основания, содержащих водорастворимые включения, допускается только после проведения исследований скорости рассоления и выщелачивания и учета этих процессов при оценке фильтрационного расхода, устойчивости и деформируемости сооружения. Для предотвращения выщелачивания грунтов основания могут предусматриваться различные конструктивные меры (например, устройство понуров, зубьев, завес, подача насыщенных растворов в основание плотины и др.).
При строительстве плотин из грунтовых материалов на торфяном и заторфованном основании необходимо выполнять прогноз разложения торфа во времени и учет этого процесса при обосновании устойчивости сооружения.
При возведении плотин на илистых грунтах необходимо проводить соответствующие расчеты, обосновывающие допустимость использования илистых грунтов в качестве основания.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
4.5 При оценке качества грунтов нескального основания надлежит обращать особое внимание на наличие в нем:
суффозионных и просадочных грунтов;
грунтов, в которых при возведении плотины может развиваться поровое давление в связи с их консолидацией (приложение А).
4.6 При оценке качества скального основания следует обращать особое внимание на наличие в нем:
покровных отложений;
неустойчивых массивов, обрушение которых может существенно повлиять на строительство и эксплуатацию плотины;
зон разломов и трещин разгрузки, ориентированных вдоль долины;
трещин, заполненных малопрочными или легковымываемыми грунтами;
тектонических нарушений;
ослабленных зон, которые могут под влиянием фильтрации и насыщения их водой оказаться неустойчивыми и разрушаться;
участков карста.
4.7 При проектировании плотин из грунтовых материалов следует учитывать способ производства работ по их возведению. Для каждого элемента плотин должны быть разработаны технические условия на его возведение с учетом материала, способа производства работ, климатических, инженерно-геологических и других местных условий, предусматривать также контроль качества работ, обеспечивающего надежную работу плотин. Технические условия могут изменяться и уточняться в процессе строительства.
4.8 При проектировании плотин, предназначенных для строительства в северной строительно-климатической зоне, надлежит учитывать изменение физико-механических свойств грунтов при замерзании и оттаивании, температурно-влажностные изменения в теле плотин при расчетах напряженно-деформированного состояния и устойчивости откосов.
4.9 В проектах плотин необходимо предусматривать специальный проект применения контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) для проведения натурных наблюдений за работой сооружения как в процессе строительства, так и в период его эксплуатации. Контроль состояния плотин в период строительства и эксплуатации производится в соответствии с рекомендациями приложения Б.
4.10 Реконструкцию плотин из грунтовых материалов следует осуществлять при необходимости:
повышения требований к надежности сооружения и условиям его эксплуатации;
повышения экономичности сооружения за счет затрат на его эксплуатацию;
увеличения призмы регулирования водохранилища;
выполнения дополнительных требований по охране природной среды.
4.11 Проектами реконструкции плотин из грунтовых материалов должны быть учтены результаты обследований эксплуатируемого сооружения и необходимость реконструкции сопрягающихся с ним сооружений (водосливных плотин, водосливов, зданий ГЭС, шлюзов, рыбопропускных сооружений и др.).
Физико-механические, фильтрационные и теплофизические характеристики грунтов, используемых для возведения плотин
4.12 Для проектирования плотин и дамб из грунтовых материалов необходимо определить содержание в грунтах их тела и основания водорастворимых солей, а также органических примесей и степень их разложения. Для камня и крупнообломочных пород следует определять водопоглощение.
Характеристики грунтов (прочностные, деформационные, фильтрационные) следует определять в соответствии с действующими нормативами, с учетом состояния, плотности, влажности и температуры, в котором грунты будут находиться в плотине в процессе ее строительства и эксплуатации; для плотин I класса - с учетом последовательности возведения и вида напряженно-деформированного и температурно-влажностного состояния.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.13 Для проектирования плотин I и II классов следует также определять:
сопротивление сжатию и коэффициент размягчаемости исходной горной породы - для камня и крупнообломочных грунтов;
фильтрационные и прочностные характеристики намытых и уложенных отсыпкой в воду грунтов с учетом анизотропии;
угол внутреннего трения и удельное сцепление для каменной наброски при различной степени заполнения ее пустот льдом (в случае льдообразования в низовой призме);
реологические свойства грунтов тела и основания сооружения.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.14 Характеристики грунтов, предназначенных для укладки в тело плотин и дамб, а также грунтов их оснований следует устанавливать по материалам инженерно-геологических и геомеханических исследований.
При проектировании грунтовых сооружений I и II классов характеристики используемых смесей грунтов определяют путем специальных исследований.
Характеристики грунтов намывных плотин устанавливают с учетом данных о плотинах - аналогах, возведенных из карьерных грунтов, близких по зерновому составу и форме частиц к грунтам проектируемого сооружения или результатам проведения опытного намыва.
При назначении характеристик грунтов намывных плотин надлежит учитывать фильтрационные и прочностные характеристики с учетом анизотропии.
Для неоднородных земляных намывных плотин (см. 6.10) физико-механические характеристики намытого грунта следует определять отдельно для каждой зоны.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.15 Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов (плотность, прочностные, деформационные, фильтрационные показатели и т.д.) следует устанавливать путем статистической обработки результатов полевых и лабораторных определений.
Расчетные значения характеристик намываемого грунта (песчаного, гравийного) выше уровня воды в прудке следует принимать по таблице 2 с корректировкой по результатам опытного намыва или лабораторных исследований.
Таблица 2
Грунт | Плотность сухого грунта  , т/м  | Угол внутреннего трения водонасыщенного грунта  , град. | Коэффициент фильтрации  , м/сут |
Песок: |
|
|
|
пылеватый | 1,35-1,50 | 22-24 | 0,5-5 |
мелкий и средний | 1,45-1,60 | 24-30 | 2-25 |
крупный | 1,55-1,65 | 30-32 | 5-35 |
гравелистый | 1,60-1,75 | 32-34 | 10-50 |
Гравийный с содержанием песка <50% | 1,70-1,90 | 34-36 | >30 |
Примечания
1 Данные приведены для грунтов с плотностью частиц  2,65-2,70 т/м . 2 Большие значения плотности и коэффициента фильтрации относятся к грунту с зернами окатанной формы, меньшие - к грунту с неокатанными зернами. 3 Большие значения угла внутреннего трения относятся к грунту с неокатанными зернами, меньшие - к грунту с зернами окатанной формы.
4 При учете анизотропии намытых песчаных грунтов рекомендуется в расчетах фильтрации и устойчивости откосов намывных плотин корректировать приведенные значения коэффициента фильтрации и угла внутреннего трения согласно опытным данным. | |||
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.17 Плотность сложения грунта необходимо назначать переменной по высоте земляных насыпных, каменно-набросных плотин с учетом:
изменчивости состава и свойств грунтового материала в карьере и расположения грунта в теле плотины (как по высоте, так и по элементам профиля);
нагрузок от вышележащих слоев грунта;
напряженно-деформированного состояния;
способа отсыпки и уплотнения грунтового материала и интенсивности возведения.
Для плотин, отсыпаемых из карьеров, в случае неоднородности их состава и свойств по его площади и (или) по глубине плотность укладки грунта назначают в соответствии с 4.15, исходя из конкретных грунтовых условий разрабатываемого участка месторождения.
Окончательно необходимую плотность сложения грунта принимают по результатам сравнения технико-экономических показателей разрабатываемых вариантов.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
4.18 В проектах необходимо предусматривать геотехнический контроль состояния тела и основания плотины в процессе ее возведения.
4.19 Для плотин I и II классов из грунтовых материалов следует предусматривать опытные отсыпку и укатку или намыв грунтов на участках, предпочтительно располагаемых в пределах профильных объемов проектируемого сооружения, для отработки технологии строительных работ, уточнения расчетных характеристик, а для намывных плотин и плотин возводимых отсыпкой грунта в воду также для определения фракционирования грунта по длине откоса намыва.
Плотность крупнообломочных грунтов каменно-земляных и каменно-набросных плотин III и IV классов необходимо назначать по результатам соответствующих исследований либо по аналогам с учетом зернового состава грунта, прочности камня на сжатие, толщины отсыпаемого слоя, а также методов его уплотнения. Плотность крупнообломочных грунтов каменно-земляных и каменно-набросных плотин I и II классов необходимо назначать только по результатам соответствующих исследований.
Для плотин с негрунтовыми противофильтрационными элементами (диафрагма, экран) плотность сложения грунта назначается с учетом требований ограничения деформаций этих элементов для исключения расстройства деформационных швов.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
4.20 Проектирование грунтовых плотин и дамб с элементами, включающими геосинтетические материалы (ГСМ) (геотекстиль, георешетки, геомембраны и др.) должно быть обосновано результатами расчетных, лабораторных и полевых исследований.
Заявленные производителем технические характеристики ГСМ должны подтверждаться результатами испытаний.
Расчетные характеристики ГСМ должны быть определены:
- путем лабораторных испытаний;
- на физических моделях элементов конструкций грунтовых гидротехнических сооружений (ГТС) при моделировании проектных нагрузок, действующих на расположенный между слоями грунтового материала ГСМ;
- на опытных полигонах для испытаний элементов конструкций грунтовых ГТС и технологических операций по укладке ГСМ в конструкцию при нагрузках, максимально приближенных к строительным и эксплуатационным, предусмотренным проектом.
Расчетные характеристики ГСМ для ГТС III, IV классов допускается принимать по объектам-аналогам.
Расчет конструкций с элементами ГСМ должен выполняться с учетом требований, предъявляемых к расчету соответствующего элемента плотины, и раздела 9.
Примечание - На опытных полигонах для элементов конструкции основных грунтовых ГТС I и II классов ответственности надлежит моделировать следующие воздействия на ГСМ (для условий работы, в которых материал будет находиться в сооружении):
- воздействие от строительной техники на ГСМ, уложенный на опытном участке/полигоне в элемент проектной конструкции, включающий подстилающий и защитные слои, с оценкой повреждаемости ГСМ и влияния воздействия на изменение его свойств;
- устойчивость к ультрафиолетовому, температурным и химическим воздействиям, хемогенному кольматажу и др. (образцы ГСМ выдерживаются в контакте с фактором/факторами воздействия, после чего выполняется лабораторная оценка их влияния на изменение свойств геосинтетического материала; срок выдержки образцов - 3 мес в теплый и 3 мес в холодный период года, если более длительные сроки не предусмотрены соответствующими стандартами на проведение испытания).
Программу испытаний ГСМ на опытном полигоне разрабатывают индивидуально, исходя из моделируемых условий работы, в которых материал будет находиться в сооружении. После проведения испытаний ГСМ на опытном полигоне определяют водонепроницаемость/водопроницаемость ГСМ, определение прочности при растяжении и иные испытания - по требованиям проекта. Определение свойств ГСМ проводят в соответствии с требованиями стандартов, приведенных в СП 23.13330.2018 (таблица Ф.1), и других стандартов.
(Введен дополнительно, Изм. N 3), (Измененная редакция, Изм. № 4).
5 Земляные насыпные плотины
5.1 Земляные насыпные плотины по конструкции тела и противофильтрационных устройств в теле и основании подразделяются на виды, основные из которых указаны в таблице 3 и на рисунке 1.
Таблица 3
Элементы плотины | Вид плотины |
Тело плотины | Однородная(рисунок 1, а)
Неоднородная (рисунок 1, б, в, д, ж) с экраном из негрунтовых материалов (рисунок 1, г)
С грунтовым ядром (вертикальным или наклонным), (рисунок 1, д)
С негрунтовой диафрагмой (рисунок 1, е)
С грунтовым противофильтрационным устройством в виде траншейной "стены в грунте" (рисунок 1, е)
С грунтовым экраном (рисунок 1, ж) |
Противофильтрационное устройство в основании плотины | С зубом (рисунок 1, г)
С инъекционной (цементационной и другой) завесой (рисунок 1, д)
Со стенкой, шпунтом (рисунок 1, е)
С понуром (рисунок 1, ж) |
Примечания
1 Грунтовые противофильтрационные устройства неоднородной плотины при большой их толщине  (  1,0) называют верховыми (рисунок 1, б ) или центральными (рисунок 1, в) призмами (противофильтрационными), соответственно их расположению. 2 Конструкции тела плотины сочетаются с различными конструкциями противофильтрационных устройств в ее основании; выбор зависит от инженерно-геологических условий, физико-механических характеристик основания и обосновывается расчетами и технико-экономическим сопоставлением вариантов (рисунок 1).
| |
Таблица 3 (Измененная редакция, Изм. N 1, 4).
 |
а-ж - см. таблицу 3; 1 - тело плотины; 2 - поверхность депрессии; 3 - дренаж; 4 - крепление откоса; 5 - верховая противофильтрационная призма из негрунтовых материалов; 6 - диафрагма; 7 - верховая призма; 8 - низовая призма; 9 - переходные слои; 10 - экран из негрунтовых материалов; 11 - грунтовое ядро; 12 - центральная грунтовая противофильтрационная призма; 13 - шпунт или стенка; 14 - понур; 15 - инъекционная (цементационная) завеса; 16 - зуб; 17 - грунтовый экран;
Рисунок 1 - Виды земляных насыпных плотин
Рисунок 1 (Измененная редакция, Изм. N 1).
5.2 При проектировании земляных насыпных плотин на нескальном основании следует отдавать предпочтение однородным плотинам, а также плотинам с грунтовым противофильтрационным устройством (призмой, ядром, экраном).
5.3 При возведении плотин в две или более очередей следует проектировать их однородными или неоднородными - с противофильтрационной верховой призмой или экраном. Каждая очередь плотины должна обладать требуемой фильтрационной прочностью и устойчивостью.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.4 Земляные плотины, дамбы, противофильтрационные устройства (ПФУ) напорных сооружений в виде грунтовых экранов, ядер, понуров при соответствующем обосновании возводятся методом отсыпки грунта в воду.
Грунт отсыпают в воду как в искусственные прудки, так и в естественные водоемы (без постройки перемычек и организации водоотлива) с учетом глубин и скоростей течения.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
Требования к материалам
5.5 Земляные насыпные плотины возводятся из всех видов грунтов, за исключением:
содержащих водорастворимые включения хлоридных солей более 5% массы, сульфатных или сульфатно-хлоридных более 10% массы;
содержащих не полностью разложившиеся органические вещества (например, остатки растений) более 5% массы или полностью разложившиеся органические вещества, находящиеся в аморфном состоянии, более 8% массы.
Допустимость применения вышеуказанных грунтов для создания тела плотины должна быть обоснована соответствующими исследованиями и только при условии проведения всех необходимых защитных мероприятий, а также соблюдения правил охраны поверхностных вод от загрязнения.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.6а На верховой грани противофильтрационного элемента плотины (ядра, асфальтобетонной или буробетонной диафрагмы) целесообразно устраивать "залечивающий" слой из мелкого или монозернистого песка в целях тампонирования сквозных трещин, которые могут по разным причинам возникнуть в водоупорном элементе. Гранулометрический состав переходных зон с низовой стороны противофильтрационного элемента плотины подбирается с учетом недопущения выноса материала "залечивающего" слоя в нижний бьеф сооружения через образовавшуюся сквозную трещину, а также с учетом возможности выполнения ремонта путем инъекции.
5.6б Необходимо предусматривать конструктивно-технические мероприятия по предотвращению возникновения сквозных трещин в водоупорных элементах плотины вследствие отрыва (просадки) нижних (талых) частей элемента от верхних (промороженных). Такие мероприятия необходимо предусматривать, главным образом, в местах примыканий водоупорных элементов к бетонным сооружениям и скальным берегам, а также для плотин, возводимых в северной строительно-климатической зоне.
5.6а, 5.6б (Введены дополнительно, Изм. N 1).
5.7 Песчаные грунты (мелкие, средней крупности и крупные) следует применять для однородных плотин и плотин с центральной или верховой противофильтрационной призмой, если обеспечивается фильтрационная прочность грунтов плотины, а величина фильтрационного расхода воды через ее тело допустима по результатам водохозяйственных и энергоэкономических расчетов.
5.8 Песчаные и крупнообломочные грунты применяются без ограничений для призм земляных насыпных плотин при обеспечении их сопряжения с противофильтрационным устройством и основанием. Указанные грунты должны обладать требуемой прочностью, морозостойкостью и водостойкостью.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
Откосы и гребень плотины
5.9 Крутизну откосов плотины надлежит назначать, исходя из условия их устойчивости, с учетом:
физико-механических характеристик грунтов тела плотины и основания;
действующих на откосы сил: собственного веса грунтов тела плотины, воздействия воды (взвешивания, фильтрационных сил, капиллярного давления), сейсмических и динамических воздействий, внешних нагрузок на гребне и откосах и др.;
высоты плотины;
производства работ по возведению плотины;
свойств материала и особенностей конструкции противофильтрационных устройств.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.10 На откосах плотин следует предусматривать устройство берм, определяя их число в зависимости от высоты плотины, условий производства работ, типов крепления откоса и его общей устойчивости.
Бермы следует предусматривать на верховом откосе у нижней границы его крепления для создания необходимого упора, на низовом откосе - для служебных проездов, сбора и отвода атмосферных вод, размещения контрольно-измерительной аппаратуры (КИА).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.11 Ширину гребня плотины следует устанавливать в зависимости от условий производства работ и эксплуатации (использования гребня для проезда, прохода и других целей), но не менее 4,5 м.
Ширину гребня плотины в местах сопряжения с другими сооружениями или с берегами следует устанавливать в соответствии с конструкцией сопряжения и необходимостью создания технологических площадок.
5.12 Отметку гребня плотины следует назначать на основе расчета возвышения его над расчетным уровнем воды.
Возвышение гребня плотины надлежит определять для двух случаев стояния уровня воды в верхнем бьефе:
при нормальном подпорном уровне (НПУ) или при более высоком уровне, соответствующем пропуску максимального паводка, входящего в основное сочетание нагрузок и воздействий;
при форсированном подпорном уровне (ФПУ), или другом уровне, относимом к особым сочетаниям нагрузок и воздействий.
Из двух полученных результатов расчета следует выбирать более высокую отметку гребня.
При возведении плотины в сейсмических районах отметку гребня следует назначать с учетом высоты гравитационной волны, возникающей в водохранилище в случае образования в нем сейсмотектонических деформаций при землетрясении, определяемой соответствующими расчетами.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.13 При наличии на гребне плотины сплошного парапета, рассчитанного на воздействие волн, возвышение его верха над уровнем верхнего бьефа надлежит принимать не ниже значений, полученных по формуле (1). Возвышение гребня плотины в этом случае назначают на 0,3 м над НПУ или на отметке ФПУ, причем принимают более высокую из них.
5.14 В случае если гребень плотины или ее надводные откосы сложены из глинистых грунтов, следует предусматривать их защиту от сезонного промерзания слоем песчаного, гравийного или щебенистого грунта. Толщину защитного слоя следует назначать в соответствии с теплотехническими расчетами. Устройство защитного слоя не предусматривается только при соответствующем обосновании.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
Крепление откосов
5.15 Откосы земляных насыпных плотин следует защищать специальными креплениями, рассчитанными на воздействие волн, льда, течений воды, изменения уровня воды, атмосферных осадков, ветра и прочих климатических и других разрушающих откос факторов (проникновение землеройных животных, пучения глинистого грунта в зимний период и др.).
5.16 Для защиты верхового откоса, как правило, необходимо принимать следующие виды креплений:
- каменные (насыпные);
- бетонные монолитные, железобетонные сборные и монолитные с обычной и предварительно напряженной арматурой;
- асфальтобетонные;
- биологические;
- с габионовыми конструкциями;
- грунтоцементные, из камня, залитого литым асфальтом, и др.
При наличии данных, обоснованных исследованиями или опытом строительства и эксплуатации плотин, допускается применять и другие виды креплений верховых откосов, например гравийно-галечниковые, из защитных и армирующих геосинтетических материалов и др.
(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).
5.17 Вид крепления следует устанавливать, исходя из технико-экономической оценки вариантов с учетом максимального использования средств механизации и местных материалов, характеристик грунта тела плотины и основания, агрессивности воды, долговечности крепления в условиях эксплуатации, архитектурных требований.
5.18 Крепление верхового откоса плотины делится на основное, расположенное в зоне максимальных волновых и ледовых воздействий, возникающих в эксплуатационный период, и облегченное - ниже основного крепления.
Верхней границей основного крепления следует считать отметку гребня плотины.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.19 Нижнюю границу основного крепления следует назначать, считая от минимального уровня сработки водохранилища на глубине
Примечание - Облегченное крепление должно защищать откос от повреждений при воздействии льда, волн и течений не только в процессе нормальной эксплуатации сооружения, но и в периоды наполнения и опорожнения водохранилища. Облегченное крепление должно сопрягаться с основанием плотины или с бермой, например, устройством упора из камня или бетона.
В случае устройства крепления дна перед сооружением крепление откоса плотины должно быть сопряжено с ним.
5.20 При сопряжении основного и облегченного крепления необходимо предусматривать конструктивные меры, например, устройство в виде упора из камня или бетона. Размеры упора следует назначать в зависимости от крутизны откоса, а также коэффициента трения материала крепления и упора по грунту откоса.
5.21 Для крепления откосов каменной наброской, в том числе залитой асфальтом, следует применять несортированный камень (горную массу).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.22 Необходимые массу и размеры отдельных камней в наброске крепления откосов, количество камней размером меньше расчетного, а также толщину крепления следует определять расчетом устойчивости материала крепления от размыва в соответствии с требованиями СП 38.13330.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.24 Для крепления откосов следует применять каменные материалы из изверженных, осадочных и метаморфических пород, обладающих необходимой прочностью, морозостойкостью и водостойкостью.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.26 Гибкие бесшовные крепления откосов на основе асфальтовых материалов (асфальтобетонные, из камня залитого литым асфальтом и т.п.) рассчитываются и проектируются из условий:
обеспечения их устойчивости на откосе;
прочности при волновых и ледовых, в том числе и повторяющихся воздействиях;
сохранения сплошности (трещиностойкости) в зимнее время при отрицательных температурах воздуха;
исключения разжижения под ними грунта при ударных (динамических) воздействиях.
5.27 Крепление откосов из сборных железобетонных плит следует проектировать с омоноличиванием их в секции. Крепление из плит с открытыми швами выполняется только при конструкции, не допускающей выноса частиц грунта тела плотины.
Максимальный размер плит следует устанавливать исходя из условий транспортирования и удобства укладки их на откос.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.28 Толщину монолитных и сборных железобетонных креплений следует определять расчетом из условия их устойчивости при волновом воздействии и при быстрой сработке водохранилища либо по аналогам.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.29 При пологих откосах плотин (1:7-1:12) и высоте волны не более 1 м применяется облегченное крепление в виде слоя крупнообломочного грунта, крупность частиц и толщину которого следует определять расчетом или исследованиями.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.30 Крепление низового откоса следует выбирать в зависимости от материала, из которого возведена низовая призма плотины, с целью защиты его от атмосферных воздействий и разрушения землеройными животными. Для крепления низового откоса из песчаных или глинистых грунтов следует применять посев трав по растительному слою толщиной 0,2-0,3 м, отсыпку щебня или гравия слоем толщиной 0,2 м и другие виды облегченных покрытий.
Для сбора и отвода ливневых и паводковых (от снеготаяния) вод на низовом откосе и бермах земляных плотин необходимо предусмотреть систему продольных и поперечных водосбросных лотков.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.31 Если низовой откос подвержен воздействию льда и волн со стороны нижнего бьефа, его крепление следует рассчитывать так же, как и для верхового откоса.
5.32 Под креплением откосов, выполненным в виде каменной наброски, плит с открытыми швами или со сквозными отверстиями и т.п., следует предусматривать обратные фильтры, которые могут состоять из одного слоя разнозернистого материала или двух слоев материалов с различными по крупности частицами, а также из искусственных водопроницаемых материалов (стекловолокно, геотекстиль и т.п.).
5.33 Материал для обратного фильтра, число слоев и их толщину выбирают в зависимости от свойств грунта откоса, наличия и состава местного материала и результатов технико-экономического сравнения вариантов.
5.34 Под обратными фильтрами на откосах из глинистых, мелкозернистых песчаных или разжижающихся при динамических нагрузках грунтов следует укладывать песчаную пригрузку, зерновой состав и толщину которой устанавливают на основании данных исследований грунтов, расчетов устойчивости и фильтрационной прочности.
5.35 Под креплениями из монолитных или сборных железобетонных плит (с уплотненными швами или замоноличенных в секции) на откосах из песчаных или глинистых грунтов следует, как правило, укладывать однослойный обратный фильтр.
5.36 Допускается применение монолитных железобетонных бесфильтровых креплений, обеспечивающих надежную работу конструкции, не допускающих выноса материала откоса через швы.
5.37 Крутизну неукрепленного волноустойчивого грунтового откоса следует принимать в соответствии с расчетным волновым воздействием. При этом очертание откосов должно быть принято с учетом "профиля динамического равновесия". Применение неукрепленных откосов должно быть обосновано исследованиями и технико-экономическим сопоставлением с вариантами укрепленных откосов.
Противофильтрационные устройства
5.38 Противофильтрационные устройства (ПФУ) следует выполнять из слабопроницаемых грунтов (глинистых и мелкозернистых песчаных, глиноцементобетона (ГЦБ), глинобетона, а также торфа) или негрунтовых материалов (бетона, железобетона, стали, полимерных, битумных материалов и др.) в виде верховой или центральной противофильтрационной призмы, экрана, диафрагмы, ядра, понура, шпунта, стенки, в том числе и создаваемой методом "стена в грунте", цементационной и других завес, а при соответствующем обосновании - в виде комбинированной конструкции из грунтовых и негрунтовых материалов, что позволяет возводить сооружения без создания перемычек.
Комбинированные противофильтрационные устройства состоят из следующих фрагментов (рисунок 2):
грунтовое ядро и инъекционная диафрагма (рисунок 2, а);
диафрагма из синтетических материалов (рисунок 2, б);
асфальтобетонная диафрагма и инъекционная завеса (рисунок 2, в);
грунтовое ядро и "стена в грунте" - инъекционная диафрагма (рисунок 2, г).
1 - верховая призма; 2 - крепление верхового откоса; 3 - грунтовое ядро; 4 - переходные слои (обратные фильтры); 5 - низовая призма; 6 - сопрягающий элемент; 7 - инъекционная завеса; 8 - диафрагма из синтетических материалов; 9 - асфальтобетонная диафрагма ("стена в грунте"); 10 - "стена в грунте"
Рисунок 2 - Конструкции плотин с комбинированными противофильтрационными устройствами
(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).
5.39 Противофильтрационные устройства следует выбирать в зависимости от вида земляной плотины, характеристик грунтов ее тела и основания, наличия необходимых грунтовых или негрунтовых материалов для противофильтрационных устройств, наличия вечномерзлых грунтов в основании, высоты плотины, положения водоупора основания и условий производства работ по результатам технико-экономического сопоставления вариантов плотин с различными конструкциями ПФУ.
5.40 Толщину грунтового экрана или ядра плотины следует увеличивать сверху вниз.
Минимальную толщину экрана или ядра по верху назначают из условий производства работ, но не менее 0,8 м, а понизу - такую, чтобы градиенты напора фильтрационного потока, принимаемые для глинобетона, глины, суглинка и супеси, удовлетворяли критерию фильтрационной прочности (9.5).
Участки ядра или экрана, а также понура, на которых возможно их промерзание и (или) размыв вследствие значительных скоростей течения воды (например, при подходе к донному водоспуску) следует покрывать защитным слоем.
Следует также предусматривать мероприятия, блокирующие трещинообразование в промерзающем сверху грунтовом экране или ядре плотины в месте его примыкания к бетонному сооружению или береговому скальному массиву, используя для этого временный прогрев или покрытие полимерным чехлом сопрягающего участка бетонного сооружения, а также - устройство в этом месте, с верховой стороны экрана или ядра, защитного слоя из кольматирующего трещину мелкозернистого (песчаного) материала.
5.41 Гребень грунтового экрана (после окончательной осадки плотины) должен быть выше ФПУ с учетом высоты волны и ветрового нагона воды (5.12).
Гребень ядра и диафрагм из негрунтовых материалов должен быть выше ФПУ с учетом нагона, но без учета наката волны (см. 5.12).
5.42 При глубоком залегании водоупора следует при экране (ядре) предусматривать устройство понура или завесы, сопряженных с экраном или ядром. Понур следует выполнять из того же материала, что и экран (ядро).
Длину понура следует назначать в зависимости от фильтрационных расходов, а также по условию недопущения опасных фильтрационных деформаций грунта основания плотины.
Толщину понура следует принимать, исходя из условий обеспечения его фильтрационной прочности (см. 9.5). Наименьшую конструктивную толщину грунтового понура принимают не менее 0,5 м.
В случае, если под экраном или в основании понура расположен крупнозернистый грунт, между противофильтрационным элементом и таким грунтом следует укладывать обратный фильтр.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.43 При отсутствии на месте строительства плотины грунтов, пригодных для противофильтрационного элемента или при неблагоприятных климатических условиях необходимо предусматривать негрунтовые противофильтрационные устройства из асфальтобетона, железобетона, стали, полимерных материалов или инъекционную диафрагму.
Примечание - Проектирование плотин со стальными диафрагмами рекомендуется проводить в соответствии с приложением Ж.
Применение асфальтобетонных экранов при минимальной температуре ниже минус 50 °С не допускается.
Толщину асфальтобетонного экрана и его конструкцию следует устанавливать из условия сохранения его сплошности и прочности при волновых, ледовых и температурных воздействиях. Подготовку под экран выполняют по принципу обратного фильтра - переходного слоя, исключающего противодавление под экраном.
5.45 Экраны из камня, залитого литым асфальтом, выполняются лишь в каменно-набросных плотинах. Требования к их выполнению и расчету те же, что и в случае асфальтобетонных экранов, с той лишь разницей, что их трещиностойкость при отрицательных температурах определяется не трещиностойкостью материала экрана в целом, а трещиностойкостью асфальтовой заливочной массы.
Толщину экрана из камня, залитого асфальтом, и его конструкцию следует устанавливать из условия сохранения устойчивости и прочности на откосе при волновых, ледовых, температурных воздействиях и при осадках.
5.46 Асфальтобетонные диафрагмы выполняют из литого, пластичного и уплотняемого горячего асфальтобетона. Тип и состав асфальтобетона для строительства диафрагмы следует выбирать, исходя из прочностных свойств материала, технологических и экономических расчетов.
Применение асфальтобетонных диафрагм при температурных воздействиях ниже минус 50 °С не допускается.
Основным требованием к конструкции диафрагмы является обеспечение ее работы в сжатом состоянии совместно с грунтом тела плотины. При этом напряжения и деформации в диафрагме не должны превышать допустимых значений для выбранного состава асфальтобетона.
Состав грунта переходных слоев следует проектировать из условия недопустимости проникания в его поры асфальтобетона диафрагмы и его непросыпаемости в поры грунта тела плотины.
Конструкция примыкания асфальтобетонной диафрагмы к основанию и к бетонным сооружениям должна обеспечивать возможность скольжения диафрагмы по поверхности примыканий. Асфальтовый материал в зоне примыкания должен при этом работать на сжатие.
5.47 Толщина асфальтобетонной диафрагмы и материал для ее выполнения назначаются по расчету из условия сохранения сплошности и обеспечения совместности работы диафрагмы с телом плотины. Предварительно ее толщина задается по формуле
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.48 Железобетонные экраны в земляных насыпных плотинах на скальном или малосжимаемом основании следует применять с обязательным зонированием поперечного сечения плотины по степени уплотнения грунтов и гранулометрическому составу. Основные требования к проектированию железобетонных экранов изложены в 7.25-7.28.
5.49 Бетонные и железобетонные (сборные и монолитные) диафрагмы следует проектировать в соответствии с требованиями к бетонным конструкциям. Диафрагмы следует разрезать вертикальными и горизонтальными швами с соответствующими уплотнениями, допускающими температурно-осадочные деформации.
Допустимость возведения монолитных железобетонных диафрагм без разрезки горизонтальными деформационными швами должна быть обоснована соответствующими расчетами напряженно-деформированного состояния.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.50 При использовании полимерных материалов (например, полиэтиленовой, поливинилхлоридной, бутилкаучуковой пленок и др.) для создания противофильтрационных устройств конструкция этих устройств и технология строительства должны обеспечивать защиту их от солнечной радиации и механических повреждений.
В зависимости от значения допускаемых фильтрационных потерь и материалов применяются следующие типы соединений полимерных элементов между собой: сварное, клеевое или механическое в виде нахлеста.
Толщину противофильтрационного устройства из полимерного материала следует назначать расчетом, исходя из следующих условий:
величина максимальных растягивающих напряжений в материале не должна превышать величины допускаемого растягивающего напряжения, определяемого требуемой долговечностью;
зерновой состав контактирующего грунта должен обеспечивать неповреждаемость полимерного материала; при назначении прочности укладываемого грунта должны учитываться действующие напряжения;
при соответствующем обосновании, с целью повышения надежности работы диафрагмы, она может быть выполнена в виде двух слоев гибкого материала с антифрикционной смазкой между ними.
Противофильтрационные конструкции из полимерных материалов применяются для плотин III и IV классов, а также, при надлежащем обосновании, для плотин I и II классов высотой до 60 м.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.50а Применяемые полиэтиленовые геомембраны должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 56586.
Заложение грунтового откоса под противофильтрационным экраном из полиэтиленовой геомембраны должно быть не менее 1:3. В случае меньшего значения заложения грунтового откоса, должно быть выполнено расчетное и (или) лабораторное обоснование, или выполнено дополнительное покрытие из матрацно-тюфячных габионных конструкций. Устойчивость покрытия и неповреждаемость геомембраны элементами покрытия должны быть обоснованы.
Подготовка грунта основания включает профилирование его поверхности с заданным в проекте уклоном и уплотнение до проектных значений коэффициента уплотнения грунта. На поверхности грунта не должно быть колей, ям, локальных зон слабых грунтов, а также неровностей глубиной более 50 мм, валунов (глыб), закрытых глиняным или песчаным заполнителем менее чем на 300 мм.
В тех случаях, когда основание сложено грунтом с размером фракций до 10 мм, не содержащим остроугольных включений, которые могут повредить геомембрану, допускается укладывать геомембрану на предварительно укатанный грунт основания.
При несоответствии гранулометрического состава основания приведенным выше требованиям (размер фракций грунта более 20 мм и (или) наличие остроугольных включений) под геомембрану выполняется подстилающий слой из насыпного грунта, толщиной 300-500 мм, с максимальной крупностью фракций 10 мм. Грунт подстилающего слоя должен обеспечивать условие непросыпаемости и суффозионной устойчивости на контакте с нижележащими слоями. Отсыпка и выравнивание подстилающего слоя должны проводиться при положительных температурах с использованием строительной техники. В грунте подстилающего слоя недопустимо оставлять скопления снега и льда.
По подготовленному основанию и подстилающему слою проезд механизмов и автотранспорта не допускается. В случае проезда необходимо заново подготовить поверхность.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.50б Укладку защитных слоев из геотекстиля необходимо производить с нахлестом в 150-200 мм, но не менее требований, указанных производителем, край полотна необходимо укладывать в штрабу крепления геомембраны.
Укладку полотен геомембраны необходимо осуществлять с нахлестом 80-100 мм как в продольном, так и в поперечном направлении, но не менее требований, указанных производителем. При укладке полотен следует избегать Т-образных швов и наложения более трех листов мембран в одном месте. Если такие соединения неизбежны, нижнее полотно стесывается и шлифуется силиконовым кругом. Расстояния между Т-образными швами должно быть не менее 0,5 м.
Натяжение или провисание геомембраны над основанием не допускается.
Монтаж геомембраны осуществляют на месте при помощи сварки. Сварку полиэтиленовой геомембраны в полотнища следует выполнять в местах, защищенных от воздействия дождя, снега и ветра. Закрытые помещения должны быть оборудованы вентиляцией.
Прочность сварного шва должна составлять не менее 80% прочности основного материала. Испытания на растяжение полимерных пленок и пленочных материалов толщиной до 1 мм следует проводить по ГОСТ 14236. Испытания на растяжение полимерных пленок толщиной более 1 мм следует проводить по ГОСТ 11262. Контроль качества сварных швов выполняют по ГОСТ 16971.
Контроль качества герметичности линейно-протяженных швов геомембран производится путем подачи избыточного давления воздуха в проверочный канал сварного шва, но не ранее чем через 1 ч после сварки.
Запрещено движение транспортных средств непосредственно по поверхности уложенной геомембраны.
Для предотвращения перемещения геомембраны под воздействием ветра или других факторов необходимо применение временных балластных приспособлений, например, мешков с песком.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.50в Применяемые бентонитовые маты должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 70090.
Грунтовое основание, на которое проводится укладка бентонитовых матов, должно быть выровнено и освобождено от корней растений, камней и других предметов, максимальный размер фракции грунта не должен превышать 15 мм. Грунт основания должен быть утрамбован с коэффициентом уплотнения не менее 0,9. Разрешается укладка бентонитовых матов на замерзшее основание, при условии, что оно, при оттаивании, будет соответствовать вышеперечисленным требованиям.
Полотна материала укладываются между собой внахлест. Минимальный нахлест полотен материала по длине рулона должен составлять 150 мм. Нахлест материала в местах стыковки рулонов по ширине полотна - 300 мм. Поперечные стыки смежных полотнищ должны быть смещены относительно друг друга не менее чем на 300 мм, но не менее требований, указанных производителем.
Для герметизации швов при укладке бентонитовых матов, край верхнего мата отгибают и по нижнему мату просыпают зону нахлеста бентонитовыми гранулами. Расход гранул бентонита должен составлять 0,5 кг/пог.м.
При повреждении материала бентонитового мата при укладке заделку поврежденных участков осуществляют с использованием заплат. Минимальный нахлест заплат должен составлять не менее 300 мм от любой части повреждения. До укладки заплаты вокруг повреждения необходимо нанести гранулированный бентонит или бентонитовый герметик.
Для предотвращения преждевременной гидратации бентонитового мата (например, атмосферными осадками) необходимо предусмотреть мероприятия, обеспечивающие защиту материала от намокания. Если материал подвергался воздействию воды без защитного слоя более чем 12 ч, то необходимо заменить такой участок гидроизоляции. Объем работ по монтажу бентонитовых матов на объекте должен быть таким, чтобы весь уложенный материал был закрыт защитным слоем в день укладки.
Низкопроницаемый бентонитовый гель, обеспечивающий противофильтрационные свойства бентонитового мата, образуется при условии внешнего давления на мат, которое создается пригрузочным (защитным) слоем требуемой толщины. Толщина пригрузочного (защитного) слоя из грунта должна составлять не менее 300 мм, из бетона - не менее 100 мм.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.50г Защитный слой из грунта устраивается с целью защиты геосинтетического материала от ультрафиолетового излучения и механических воздействий. Защитный слой из грунта следует отсыпать непосредственно за укладкой геосинтетического материала.
В качестве материала защитного слоя следует использовать песчаные, супесчаные, суглинистые, песчано-гравийные и другие грунты, а также шламы, содержащие не более 25% по весу частиц крупнее 2 мм и имеющие максимальный размер крупных частиц не более 40 мм. В грунте защитного слоя не допускается наличие дресвяно-щебнистых частиц угловатой формы.
Грунты, укладываемые в защитный слой, должны иметь влажность в соответствии с требованиями СП 81.13330.2017 (пункт 11.12).
Грунты защитного слоя необходимо уплотнять до плотности, соответствующей требованиям СП 81.13330.2017 (пункт 11.13).
Защитным слоем должен служить слой грунта толщиной не менее 300 мм на горизонтальных участках и не менее 500 мм на откосах. На горизонтальных участках применим местный грунт, удовлетворяющий требованиям по крупности частиц, а на откосах - только грунт, обладающий физико-механическими свойствами, обеспечивающими требуемую устойчивость защитного слоя.
Для защитного слоя используют также шламы с учетом требований по крупности частиц. Применение для этой цели шламов, имеющих вид сухих твердых комков, не допускается.
В условиях строительной площадки или на опытном полигоне необходимо обеспечить проведение испытаний с целью определения устойчивости геосинтетического материала под действием нагрузки от предусмотренной в проектной документации техники, допущенной для перемещения по защитному слою при проектных параметрах толщины и гранулометрического состава грунтовых материалов защитного и подстилающего слоев.
Перемещение скреперов и автосамосвалов по защитному слою допускается при его толщине не менее 400 мм, а бульдозеров - 300 мм. При этом движение бульдозеров должно происходить по челночной схеме (без разворота).
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.51 Инъекционную диафрагму в плотине следует создавать путем нагнетания в поры грунта тела плотины специального уплотняющего раствора, соответствующего состава и консистенции.
Инъекционная диафрагма должна обладать необходимой фильтрационной прочностью, деформационными и прочностными свойствами, обеспечивающими долговечность плотины.
Состав и технологию нагнетания инъекционных растворов обосновывают исследованиями, а при необходимости - опытными работами в производственных условиях.
При коэффициенте фильтрации грунтов тела плотины или ее водоупорного элемента менее 50 м/сут целесообразно использовать струйную технологию цементации.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.51а Противофильтрационное устройство из глиноцементобетонных буросекущихся свай в виде "стены в грунте" следует выполнять из ГЦБ с заданными по условиям строительства и работы физико-механическими и фильтрационными свойствами.
(Введен дополнительно, Изм. N 3).
5.51б Подбор количественного состава глиноцементобетонной смеси следует выполнять в соответствии с заданными требованиями по прочности на сжатие, модулю деформации, фильтрационно-суффозионным характеристикам материала, температуре массива грунта и гидрохимическому составу воды, с учетом времени года возведения сооружения (летний, осенний, зимний периоды).
Состав ГЦБ, его технологические параметры и способ приготовления должны быть обоснованы с учетом исходных материалов, способа производства работ, наличия в районе строительства грунтовых материалов, которые могут быть применены при возведении противофильтрационного элемента, климатических, инженерно-геологических и других местных условий.
(Введен дополнительно, Изм. N 3).
5.51в Противофильтрационное устройство из ГЦБ буросекущихся свай может возводиться в один ярус с проектной отметки на гребневой части плотины и в два или несколько ярусов плотины в случае выделения промежуточных пусковых профилей плотины или при отсутствии технической возможности обеспечения проектной толщины ПФУ из ГЦБ по техническим ограничениям бурового и бетонного оборудования. При этом на промежуточных отметках профиля плотины должна быть предусмотрена форшахта из ГЦБ. Конструкция форшахты может быть различна и зависит от применяемого оборудования, наличия на примыкающих участках существующих сооружений и т.п. Наиболее часто применяемые конструкции форшахт приведены на рисунке 2а.
Конструкция сопряжения противофильтрационного устройства из ГЦБ буросекущихся свай с основанием, берегами и примыкающими бетонными сооружениями должна исключать возможность фильтрационных деформаций грунтов тела плотины и основания, обеспечивать статическую устойчивость сооружения и минимизировать фильтрационные потери из водохранилища.
(Введен дополнительно, Изм. N 3), (Измененная редакция, Изм. № 4).
 |
1 - деформационный шов; 2 - технологическая дорога; 3 - обратная засыпка
Рисунок 2а* - Пример поперечного сечения форшахты траншейной "стены в грунте", выполняемой из бетона (временная конструкция) и глиноцементобетона (постоянная конструкция)
________________
* Введен дополнительно, Изм. № 4.
5.51 г Работы по возведению "стены в грунте" следует выполнять при отсутствии напора на тело плотины.
В случае проведения ремонтных работ создание противофильтрационного устройства из ГЦБ при действующих напорах разрешается только при соответствующем расчетно-лабораторном обосновании.
(Введен дополнительно, Изм. N 3), (Измененная редакция, Изм. № 4).
5.51д Для обеспечения самозалечивания возможных трещин в ПФУ следует предусмотреть отсыпку песчаного грунта в зоне бурения скважин "стены в грунте". При соответствующем проектном обосновании и на основании лабораторных исследований месторождений местных строительных материалов допускается в зоне бурения скважин "стены в грунте" использование грунтовой смеси с содержанием песка.
Толщина залечивающего слоя перед противофильтрационным элементом должна быть не менее 2,5-3,0 м, чтобы обеспечивать качественное уплотнение кольматирующего материала и проходку через него буросекущихся свай. В береговых примыканиях, в примыканиях к бетонным сооружениям габариты залечивающего слоя необходимо увеличивать.
Если устройство глиноцементобетонного ПФУ выполняется при реконструкции либо капитальном ремонте грунтовых плотин с существующим противофильтрационным устройством, для снижения водопроницаемости существующего ПФУ тела или основания плотины, ликвидации локальных фильтрующих зон и прослоев, выполнение отсыпки песчаного грунта в зоне бурения скважин "стены в грунте" для обеспечения самозалечивания возможных трещин не требуется.
(Введен дополнительно, Изм. N 3), (Измененная редакция, Изм. № 4).
5.51е При проведении работ по возведению ПФУ способом "стена в грунте" из ГЦБ буросекущихся свай допустимое смещение оси скважин в плане должно быть не более ±5 см, отклонение оси скважины от вертикали должно быть не более 0,2% от ее длины/высоты. Контроль смещения оси скважины и ее вертикальности должен проводиться измерительным методом, не реже, чем через 10 м по длине скважины.
Требования по отклонению скважины поперек ряда и по оси ряда одинаковые.
Требования по отклонению скважин и их вертикальности применяются после бурения скважины на этапе комиссионной приемки скважины к бетонированию.
Контрольным критерием по результатам бурения скважин должна быть минимально допустимая величина пересечения свай в основании, задаваемая проектом (шагом бурения скважин) и контролируемая по исполнительной документации.
(Введен дополнительно, Изм. N 3), (Измененная редакция, Изм. № 4).
5.51ж При выполнении ПФУ в теле плотины точность бурения достигается использованием буровых станков, у которых есть возможность поворота обсадной колонны при ее погружении в грунт на 360°, - секции обсадной колонны задавливаются с поворотом буровой машиной в грунт тела плотины.
Контроль и корректировка вертикального положения обсадной колонны должны выполняться через каждый метр проходки до глубины 12 м от поверхности форшахты.
Задавливание обсадной колонны проводится до тех пор, пока это позволяет грунт. В зависимости от состояния и категории грунта разработка его внутри обсадной колонны проводится шнековым буром или ковшебуром. При проходке скважин в грунтах с естественной влажностью ножевая коронка обсадной трубы должна быть всегда глубже шнекового бура не менее, чем на 0,5 м, а при проходке влажных или водоносных грунтов ножевая секция обсадной колонны все время должна быть глубже шнекового бура на 0,8-1,0 м.
(Введен дополнительно, Изм. N 3).
5.51и На площадке строительства необходимо предусматривать устройство опытного полигона для исследования влияния длительных внешних воздействий на свойства глиноцементобетонного материала, уложенного в ПФУ.
Местоположение опытного полигона определяется так, чтобы после постановки плотины под напор опытные глиноцементобетонные сваи можно было вскрыть на возможно большую глубину, не подвергая угрозе безопасность плотины. Сваи опытного полигона заливаются одновременно со сваями русловой плотины для обеспечения идентичных условий их формирования.
Продолжительность исследований определяется возрастом ГЦБ опытных свай, оптимальный возраст свай для проведения исследований находится в интервале от 28 до 120 сут.
(Введен дополнительно, Изм. N 3).
5.51к Контроль состояния ПФУ из ГЦБ буросекущихся свай следует выполнять с использованием методов контроля, приведенных в таблице 3а, которые позволяют оценить его фильтрационную прочность. Мониторинг фильтрационного состояния ПФУ грунтовой плотины выполняется с учетом приложений Б и Н.
Таблица 3а - Система мониторинга фильтрационного состояния грунтовой плотины с ПФУ, выполненным методом "стена в грунте" из глиноцементобетонных буросекущихся свай
Метод контроля | Измеряемый параметр | Решаемая задача | Примечание |
Расходометрия | Расход воды | Определение местоположения протечки в ПФУ по фронту и количества фильтрующейся воды | Устройство возможно только в процессе возведения грунтовой плотины |
Оптоволоконная термометрия | Температура окружающей среды | Определение местоположения протечки в ПФУ и количества фильтрующейся воды | То же |
Геофизический метод - наведенное поле | Электрическое сопротивление | Определение местоположения протечки в ПФУ | Применяется как с устройством постоянной оборудованной сети электродов и наблюдательных скважин, так и по временной схеме |
Геофизический метод - сейсмометрия | Скорость прохождения сейсмической волны | Определение протечки в ПФУ | Специального оснащения ГТС не требуется |
(Введен дополнительно, Изм. N 3).
5.51л Для проведения расчетных исследований, обосновывающих параметры конструкции противофильтрационного устройства из ГЦБ, в случае отсутствия результатов лабораторных исследований характеристик ГЦБ, следует принимать значение модуля деформации ГЦБ, равное 300-500 МПа. Модуль деформации ГЦБ должен быть приближен к деформационным характеристикам вмещающих грунтов и отличаться в большую сторону не более чем в 5 раз.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.51м Для ГТС I и II классов ответственности проведение лабораторных исследований характеристик ГЦБ (модуль деформации, прочность на сжатие, осевое растяжение, коэффициент фильтрации, фильтрационная прочность) является обязательным. Фильтрационная прочность должна определяться при проектном градиенте напора с учетом класса ответственности сооружения, установленного по СП 58.13330. Исследования должны проводиться с использованием исходных материалов, предусмотренных проектом.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.51н Основные технологические параметры глиноцементобетонной смеси, подлежащие контролю перед укладкой:
- возможность укладки смеси без вибрации, минимальный период пригодности смеси к использованию 1 ч.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.51п При создании противофильтрационных устройств грунтовых ГТС с использованием ГЦБ разрешается применение технологий вертикального и наклонно-направленного бурения для возможности реализации обоснованных расчетом противофильтрационных систем сложной конфигурации в сложных инженерно-геологических условиях, с учетом особенностей рельефа местности, наличия плотной застройки или иных условий, осложняющих проведение строительных работ. Технология наклонно-направленного бурения должна обеспечивать выполнение скважины с отклонением ствола от вертикали по заранее заданному направлению.
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.51р После завершения строительства плотины (дамбы) III и IV классов ответственности, выполнение грунтового противофильтрационного устройства в виде траншейной "стены в грунте" в теле и основании следует вести с гребневой части без постановки сооружения под напор, в соответствии с требованиями СП 45.13330.2017 (пункты 14.1.1-14.1.7, 14.4.1-14.4.5, 14.4.9, 14.4.10).
Возведение противофильтрационной завесы в виде траншейной "стены в грунте" в основании плотины (дамбы) III и IV классов ответственности следует вести в соответствии с требованиями СП 45.13330.2017 (пункты 14.1.1-14.1.7, 14.4.1-14.4.5, 14.4.9, 14.4.10).
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.51с В качестве основы для приготовления глинистых растворов (глинистых суспензий), удерживающих стенки траншеи от обрушения при ее проходке, следует использовать бентонитовые глины. При их отсутствии, а также при строительстве протяженных (более 1 км) грунтовых плотин (дамб) следует использовать местные полиминеральные глины (МПГ).
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.51т МПГ для приготовления глинистых растворов должны удовлетворять следующим требованиям:
- влажность - 10%-25%;
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
5.51ф Траншею, разработанную под защитой глинистого раствора, заполняют комовой глиной (пластичный заполнитель), которая должна соответствовать требованиям, изложенным в СП 45.13330.2017 (пункт 14.4.5).
(Введен дополнительно, Изм. № 4).
Дренажные устройства
5.52 Дренажные устройства тела земляной плотины следует проектировать с целью:
организованного отвода воды, фильтрующейся через тело, основание и береговые примыкания плотины в нижний бьеф;
предотвращения выхода фильтрационного потока на низовой откос и в зону, подверженную промерзанию;
снижения депрессионной поверхности для повышения устойчивости низового откоса (внутренний дренаж);
обеспечения устойчивости верхового откоса при быстрой сработке водохранилища;
снятия порового давления, возникающего при сейсмических воздействиях;
отвода воды, профильтровавшейся через экран (ядро); в случае слабопроницаемого материала низовой призмы плотины и наличия низовой переходной зоны, отвод воды следует осуществлять специальным дренажным слоем на поверхности основания, соединенным с дренажом низовой призмы плотины.
В высоких плотинах, выполняемых из суглинистого или супесчаного грунта, для ускорения консолидации и устранения влияния порового давления предусматривается устройство горизонтальных или вертикальных дрен в толще низовой и центральной частей тела плотины.
Указанные мероприятия по ускорению процессов консолидации должны осуществляться на основе расчетов деформаций. В период эксплуатации необходимо проводить натурные наблюдения за деформациями. Работы по устройству дренажей должны вестись при отсутствии напора на сооружение, а при действующем напоре - под защитой систем, обеспечивающих водопонижение.
В однородных грунтовых плотинах при определении положения депрессионной поверхности необходимо учитывать значение капиллярного поднятия.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
5.53 При проектировании дренажных устройств необходимо учитывать физические характеристики грунтов тела и основания плотины, их суффозионность и условия фильтрации в области дренажа, работу дренажа в зимних условиях.
Размеры дренажных устройств следует определять для каждого конкретного случая, исходя из фильтрационных условий, исключающих кольматаж грунта в области дренажа, замерзания фильтрационного потока при входе его в дренаж и на выходе из дренажа.
Конструкции дренажных устройств низовой части плотины представлены на рисунке 3.
 |
в русле: а - дренажный банкет; б - наслонный дренаж. На берегу: в - трубчатый дренаж; г - горизонтальный дренаж; д-ж - комбинированные дренажи;
1 - дренажный банкет; 2 - поверхность депрессии; 3 - обратный фильтр; 4 - наслонный дренаж; 5 - труба; 6 - дренажная лента; 7 - отводящая труба; 8 - отводящая канава;
Рисунок 3 - Схемы основных видов дренажа
Рисунок 3 (Измененная редакция, Изм. N 1).
5.54 Сопряжение дренажа с упорной призмой осуществляется с помощью обратных фильтров, состоящих из одного или более слоев. Обратный фильтр выполняется из несвязных естественных или получаемых путем рассева или дробления грунтов, а также из искусственных пористых материалов.
Дренажный коллектор следует проектировать из камня, бетонных, железобетонных, хризотилцементных, гончарных труб и т.п. с учетом агрессивности воды.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.55 Для устройства обратных фильтров следует применять естественные несвязные или получаемые дроблением грунты из морозостойких скальных пород (если этот материал подвергается действию отрицательных температур), не содержащих водорастворимых солей, а также гранулированные шлаки, негрунтовые материалы (например, геотекстиль), применение которых должно быть специально обосновано.
5.56 Дренажный банкет (рисунок 3, а) следует выполнять на русловых участках плотины при ее возведении без перемычек и при перекрытии реки отсыпкой камня в воду.
При сопряжении тела плотины с дренажным банкетом должна быть обеспечена фильтрационная прочность сопряжения за счет устройства обратного фильтра по внутреннему откосу банкета. При наличии в основании мелкозернистого грунта и больших выходных градиентов напора под дренажным банкетом надлежит предусматривать горизонтальный обратный фильтр или замыв пор каменного банкета на высоту, определяемую фильтрационными расчетами.
Гребень дренажного банкета следует защищать от засорения поверхностными стоками.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.57 Наслонный дренаж (рисунок 3, б) следует выполнять на участках плотины, перекрывающих затопляемую пойму, а также при отсутствии на месте строительства достаточного количества камня.
Толщину наслонного дренажа с обратным фильтром следует назначать из условий производства работ, но не менее величины
Материал наслонного дренажа должен сопрягаться с материалом обратного фильтра и защищать низовой откос от волнового воздействия в нижнем бьефе, а в некоторых случаях - и от промерзания.
5.58 Трубчатый дренаж (рисунок 3, в) следует применять на тех участках плотины, где в период ее эксплуатации вода в нижнем бьефе отсутствует или присутствует кратковременно.
Трубчатый дренаж следует предусматривать из бетонных или хризотилцементных труб (перфорированных) с заделанными стыками, с обсыпкой обратным фильтром.
Сечение дренажных труб следует определять гидравлическими расчетами. Диаметр дренажной трубы следует назначать в зависимости от величины сбрасываемого фильтрационного расхода, но не менее 200 мм.
По длине трубчатого дренажа необходимо предусматривать смотровые колодцы и водовыпуски, располагаемые с учетом местности и требуемых уклонов. Выходы воды из водовыпусков должны быть защищены от промерзания.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.59 Горизонтальный дренаж (рисунок 3, г) следует проектировать в виде сплошного дренажного слоя или отдельных горизонтальных поперечных или продольных дренажных лент, выполняемых из крупнозернистого материала и защищаемых обратным фильтром.
5.60 Комбинированный дренаж (рисунок 3, д-ж) следует выбирать по указанным в 5.56-5.59 предписаниям. Отметку гребня банкета комбинированного дренажа (рисунок 3, д) следует назначать с учетом условий перекрытия русла реки.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.61 Размеры дренажных устройств в виде плоских дренажей или дренажных лент следует определять гидравлическими и фильтрационными расчетами с учетом условий выполнения дренажа.
5.62 Вид и конструкцию дренажных устройств на различных участках плотины следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов в зависимости от:
вида плотин;
инженерно-геологических и гидрогеологических условий основания и берегов;
физико-механических характеристик грунтов, использованных для дренажей;
условий производства работ;
климатических условий района строительства;
условий эксплуатации и температурного режима сооружения;
степени агрессивности воды.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.63 Дренажи тела плотины не устраивают в следующих случаях:
при возведении плотин на водопроницаемом основании, в которых депрессионная поверхность без устройства дренажа оказывается достаточно удаленной от поверхности низового откоса и не попадает в зону промерзания;
в низовой части плотин с экранами, ядрами и диафрагмами при условии обеспечения отвода профильтровавшейся воды;
в плотинах, низовая часть которых выполнена из каменной наброски или из другого крупнообломочного материала (гравийного, галечникового и т.п.).
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.64 В случае, если земляная плотина сопрягается с бетонными сооружениями, дренажи их должны быть увязаны между собой.
5.65 В местах примыкания плотины к береговым участкам, расположенным выше уровня нижнего бьефа в межень, должен быть предусмотрен организованный отвод воды, профильтровавшейся через плотину (например, горизонтальный дренаж).
5.66 При строительстве земляных насыпных плотин на водонасыщенных грунтах, в которых под нагрузкой возникает поровое давление, нарушающее прочность основания, в условиях, если оно не может быть уменьшено за счет снижения интенсивности возведения плотины, поверхность основания в пределах низовой части плотины следует покрывать горизонтальным дренажом, а для отвода воды, отжимаемой из грунта основания, рекомендуется дополнительно устраивать вертикальные дрены. Необходимость и размеры такого дренажа, а также расстояние между вертикальными дренами должны быть обоснованы расчетами с учетом интенсивности возведения плотины.
5.67 Устойчивость верхнего слоя грунта основания в нижнем бьефе следует оценивать расчетом на выпор от действия восходящего фильтрационного потока, если этот слой имеет водопроницаемость меньшую, чем нижележащий грунт.
При недостаточной устойчивости слоя грунта у подошвы низового откоса плотины надлежит устраивать вертикальный дренаж, прорезающий этот слой и снижающий противодавление.
Вместо вертикального дренажа, при соответствующем обосновании, следует предусматривать пригрузку основания за низовым откосом плотины дренирующим грунтом с устройством при необходимости обратного фильтра и учете глубины промерзания.
Обратные фильтры
5.68 Обратные фильтры надлежит предусматривать на контакте дренажа (или пригрузки) и дренируемого тела плотины, ядра, экрана или основания плотины, а также в любом месте искусственно созданного напорного фронта, где возможна механическая суффозия на контакте между разнородными грунтами.
Материалы обратного фильтра следует подбирать из условия обеспечения фильтрационной прочности сопрягающихся грунтов в месте контакта в процессе возведения и в период эксплуатации плотин.
Обратные фильтры не устраиваются при специальном обосновании; в частности, устройство такого фильтра по контакту с дренажом необязательно, если дренируемое тело сложено гравелистыми песками, гравийными грунтами и т.п., удовлетворяющими требованиям к составу обратного фильтра.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.69 Зерновой состав материала обратного фильтра должен быть подобран с учетом физических характеристик дренируемого грунта и имеющихся местных фильтровых материалов.
Состав фильтра должен исключать:
отслаивание глинистого грунта на контакте с материалом фильтра - для плотин из глинистого грунта или плотин на глинистом основании;
проникновение (просыпание) частиц защищаемого грунта в поры фильтра на участках нисходящего фильтрационного потока - для плотин из песчаного грунта;
выпор и вдавливание частиц грунта в поры фильтра - для песчаного основания на участках восходящего потока;
размыв защищаемого грунта на границе с фильтром - в случае фильтрационного потока, направленного вдоль контакта (контактный размыв);
кольматаж фильтра мелкими частицами, выносимыми фильтрационным потоком из защищаемого грунта, вынос которых допускается в проекте;
опасную для прочности фильтра суффозию в самом слое фильтра;
вынос частиц грунтового материала фильтрационным потоком в сквозных поперечных трещинах в случае возможного их возникновения в теле плотины или в ее водоупорном элементе.
Состав фильтра должен обеспечивать "самозалечивание" трещин в ядре в случае их образования.
При разработке проекта устройства обратного фильтра дренажа с использованием природного разнозернистого грунта в частичном или полном его зерновом составе следует учитывать опасность сегрегации. Необходимо выполнить опытную проверку устойчивости материала к сегрегации с учетом предусмотренных в проекте условий производства работ.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
5.70 Число слоев обратного фильтра и их гранулометрический состав следует назначать исходя из условия недопущения суффозионного выноса и кольматации грунта основания плотины и определять их на основании технико-экономического сравнения вариантов, при этом необходимо стремиться к назначению возможно меньшего числа слоев фильтра.
Обратные фильтры выполняются однослойными или многослойными, из фракционированного и водостойкого щебня, гравия или из геосинтетических материалов. Число слоев обратного фильтра и материал следует определять путем технико-экономического сопоставления возможного конструктивно-технологического выполнения дренажного устройства.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.71 Материал обратного фильтра дренажей для плотин I и II классов следует проверять экспериментальным путем на грунтах и в условиях работы, в которых он будет находиться в сооружении, а для плотин III и IV классов - согласно соответствующим расчетам.
При проектировании плотины, по гребню которой будет осуществляться железнодорожное сообщение, необходимо учитывать неблагоприятное влияние на суффозионную устойчивость грунтов вибрации, передающейся через тело плотины от дорожного полотна до зоны размещения дренажного коллектора. Во избежание суффозионной деструкции в зоне дренажной обсыпки следует выполнять соответствующий подбор обратного фильтра.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
Толщину слоев обратных фильтров необходимо назначать с учетом производства работ и технико-экономических расчетов.
Сопряжение тела плотины с основанием, берегами и бетонными сооружениями
5.73 Для предотвращения опасной фильтрации по контакту земляной плотины с ее основанием следует предусматривать меры, зависящие от характеристик, состояния грунтов основания и других факторов, и обеспечивающие плотное примыкание грунта тела плотины к грунту основания.
В проектах плотин, возводимых на нескальном основании, следует предусматривать мероприятия по подготовке основания, в том числе по вырубке леса и кустарника, выкорчевыванию пней, удалению растительного слоя и слоя, пронизанного корневищами деревьев и кустов или ходами землеройных животных, а также по удалению грунта, содержащего значительное количество органических включений или солей, легко растворимых в воде (4.4 и 5.5), удалению сильнольдистых грунтов по всей площади основания талой плотины или только под верховым клином мерзлой плотины, и в случае необходимости - мероприятия по созданию противофильтрационного устройства в основании плотины (зуб, стенка, шпунт, и т.п.).
При проектировании плотин распластанного профиля частичный или полный отказ от мероприятий по подготовке основания допускается при соответствующем обосновании согласно требованиям 6.3.
При проектировании земляных плотин, возводимых на скальном основании, должно быть предусмотрено удаление разрушенной скалы (в том числе должны быть удалены отдельные крупные камни и скопления камней) на площади сопряжения противофильтрационных устройств плотины с основанием, заделаны разведочные геологические и строительные выработки.
На участках сопряжения с основанием частей профиля плотины, выполняемых из более водопроницаемых материалов, чем противофильтрационные устройства, удаление разрушенной скалы необязательно.
При наличии в основании поверхностного слоя грунта, имеющего более низкие прочностные характеристики, чем грунт плотины, необходимо определять экономическую целесообразность удаления этого слоя (или его верхней части), учитывая, что при этом откосы плотины могут быть более крутыми.
При строительстве плотин в сейсмических районах на основаниях, сложенных из песчаных, пылеватых, водонасыщенных грунтов, следует учитывать возможность их разжижения при динамических воздействиях.
При обнаружении на стадии изысканий в основании проектируемой плотины грунтовых вод, содержащих в растворенном виде окислы марганца или железа, необходимо предусмотреть мероприятия по предотвращению разгрузки этих вод в дренажные устройства плотины, чтобы избежать хемогенного их кольматирования (заиления).
К таким мероприятиям относится закрытое (без контакта с атмосферой) дренирование этого водоносного горизонта.
Также в аналогичных случаях необходима проверка на устойчивость к химической суффозии сцементированных гипсом грунтов в основании плотины или в береговых массивах, к которым она примыкает.
5.74 Наклонные поверхности берегов в пределах профиля примыкания плотины должны быть соответственно спланированы, при этом не допускаются нависающие участки в пределах примыкания плотины и уступообразные участки в пределах примыкания противофильтрационного устройства плотины.
При наличии в основании плотины быстро выветривающихся и вечномерзлых пород в проектах необходимо учитывать изменения свойств этих пород или предусматривать соответствующие конструктивно-технологические мероприятия.
При наличии в скальном основании местных сквозных по ходу фильтрационного потока тектонических нарушений в виде трещин надлежит принимать меры к их расчистке и заделке, а также меры, обеспечивающие фильтрационную прочность материала, заполняющего эти трещины.
В случае возможного трещинообразования в самом теле плотины или водоупорном ее элементе вследствие промораживания или гравитационного уплотнения грунтового материала, необходимо предусмотреть противосуффозионное обустройство примыканий плотины к береговым склонам или к бетонным сооружениям в виде песчаных манжетов со стороны водохранилища, при наличии которых обеспечивается кольматирование возникающих в этом месте трещин.
В этих местах также следует предусматривать тщательную укладку и уплотнение грунтового материала, для чего в контактный его слой (толщиной около двух метров) необходимо укладывать более увлажненный и пластичный материал. Для обеспечения надежного примыкания тела плотины к бетонному сооружению следует предусматривать уклон сопрягающих граней сооружения в сторону земляной плотины не более чем 10:1.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
5.75 Для земляных плотин с противофильтрационными устройствами и однородных земляных плотин, выполняемых из глинистых грунтов на сильнофильтрующих аллювиальных отложениях, перекрывающих скальные породы основания, при небольшой (до 5 м) мощности слоя аллювия следует доводить противофильтрационные устройства до скалы врезкой зуба.
При мощности аллювиального слоя более 5 м следует сравнивать варианты плотин с ядром и противофильтрационной преградой (цементационной завесой, бетонной стенкой и др.) с плотинами, имеющими противофильтрационное устройство в виде экрана и понура.
Проектом необходимо предусматривать сопряжение противофильтрационных устройств плотины с основанием в месте примыкания зуба к скале (например, путем инъекции раствора в месте примыкания, а в случае необходимости - устройства противофильтрационной завесы).
Глубину висячей противофильтрационной преграды и длину понура следует устанавливать на основании фильтрационных расчетов.
Примечания
1 Фильтрационный расчет оснований грунтовых плотин (земляных и каменно-земляных) при устройстве противофильтрационной завесы должен заключаться в определении фильтрационной прочности грунтов основания, при которой обеспечивается надежность подземного контура в период эксплуатации и экономичность его строительства.
2 Фильтрационный расчет при определении параметров противофильтрационной завесы (глубина завесы, толщина и шаг скважин) в основании грунтовых плотин должен выполняться при условии действия максимального напора на элементы конструкций подземного контура с учетом свойств грунтов основания (скальные, нескальные, суффозионно-устойчивые и др.), заглубления поверхности водоупора и др.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.76 При сопряжении противофильтрационных устройств плотины с наклонными неровными поверхностями скальных берегов следует предусматривать подготовку поверхности скалы от гребня плотины (ядра, экрана) к основанию с постепенным уположением, без резких переломов, с наименьшим технически и экономически обоснованным наклоном береговых контактов, срезку выступающих участков поверхности скалы и выравнивание бетоном местных понижений.
Угол между смежными участками поверхности скалы в сопряжении с противофильтрационными устройствами не должен превышать 20°.
Очертание продольного профиля плотины по основанию следует назначать на основе результатов расчета его напряженно-деформированного состояния из условия недопущения образования трещин.
5.77 При сопряжении негрунтовых противофильтрационных устройств плотины (диафрагма, экран) с основанием и берегами посредством бетонного зуба, плиты или потерны, а также непосредственно с бетонными сооружениями следует предусматривать на контакте с опорной плоскостью герметичного шва, обеспечивающего свободный поворот или горизонтальное относительное смещение противофильтрационного устройства в опоре от гидростатической нагрузки без нарушения водопроницаемости шва.
5.78 В земляных плотинах на сильнотрещиноватых скальных основаниях, по которым (в том числе и после оттаивания) может происходить опасная для тела плотины фильтрация, необходимо предусматривать устройство зуба и противофильтрационной завесы под ним, а также поверхностную инъекцию раствора (цементационного, глинистого и мелкопесчаного с вяжущим) в пределах подошвы противофильтрационного устройства плотины. Проектирование однородных плотин без противофильтрационных устройств в таких случаях должно быть соответственно обосновано.
5.79 Укладка грунта тела плотины непосредственно на основание без противофильтрационных устройств производится только при проектировании земляных плотин на слабоводопроницаемом (в том числе после оттаивания) и слаботрещиноватом скальном, полускальном и глинистом основаниях при соответствующем обосновании.
При проектировании грунтовых плотин высотой более 50 м в узком каньоне корытообразного профиля на скальных и полускальных основаниях можно предусматривать примыкание ядра плотины к основанию через массивную бетонную пробку с расположенными на ней (при необходимости) железобетонными дренажно-смотровыми (цементационными) галереями. Пробка должна быть разрезана продольными температурно-деформационными швами. При сильнотрещиноватом основании пробка используется для осуществления площадной уплотнительной цементации.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
5.80 В местах сопряжения тела или противофильтрационного устройства плотины с основанием, берегами и бетонными сооружениями следует предусматривать тщательную укладку и уплотнение грунта вблизи поверхности сопряжения, для чего контактный слой (толщиной 2-3 м) необходимо отсыпать из грунта более пластичного, менее водопроницаемого и более влажного (не более чем на 1-3%), чем грунт остального тела плотины или противофильтрационного устройства.
5.81 При проектировании в основании плотины противофильтрационных устройств (шпунтовый ряд, стенка из бетона, глинистого грунта или возводимая методом "стена в грунте" инъекционная завеса, мерзлотная завеса и др.) следует предусматривать сопряжение их непосредственно с противофильтрационными устройствами тела плотины (ядро, экран или диафрагма).
5.82 Сопрягающие устройства земляных плотин с бетонными и железобетонными сооружениями должны обеспечивать:
защиту земляной плотины от размыва водой, пропускаемой через водосбросные сооружения;
плавный подход воды к водоприемным и водосбросным сооружениям со стороны верхнего бьефа, плавное растекание потока в нижнем бьефе, предотвращающее подмыв тела и основания плотины;
предотвращение опасной фильтрации в зоне примыкания.
Проекты сопрягающих устройств плотин I и II классов должны быть обоснованы данными гидравлических и фильтрационных исследований.
5.83 Для обеспечения надежного примыкания тела земляной плотины к бетонному сооружению следует предусматривать уклон сопрягающих граней бетонной конструкции с земляной насыпью не круче, чем 10:1.
Сопряжение земляной плотины с бетонными сооружениями, прорезающими ее тело, следует осуществлять для плотин, имеющих противофильтрационные устройства, в зоне этих устройств, а для однородных плотин - в пределах верхового клина и центральной части плотины.
Сопряжение тела земляной плотины с бетонным сооружением надлежит предусматривать в виде заделанных в него диафрагм, врезающихся в земляную плотину (шпунтовый ряд, бетонная стенка и др.). Длину диафрагм сопряжения следует устанавливать на основании фильтрационных расчетов.
Противофильтрационные устройства в основании земляных плотин и бетонных сооружений должны быть взаимоувязаны.
5.84 При сопряжении участков земляной плотины, выполняемых насыпным и намывным способами, необходимо предусматривать мероприятия, не допускающие сосредоточенную фильтрацию в месте сопряжения и неравномерную осадку тела плотины и основания.
6 Земляные намывные плотины
6.1 Конструкции плотин, возводимые методом намыва или отсыпки грунтов в воду, следует назначать в соответствии с таблицей 4, рисунками 4 и 5.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
Таблица 4
Вид плотины | Грунты тела плотины | Способ возведения плотины |
1 | 2 | 3 |
Однородная: | ||
с принудительно формируемыми откосами (рисунок 4, а) | Пески, супеси, суглинки (в том числе лессовидные) | Двусторонний намыв с дамбами обвалования на откосах |
со свободно формируемыми откосами - верховым (рисунок 4, б) или обоими | Пески, гравийные (дресвяные) | Односторонний намыв с дамбами обвалования на низовом откосе (рисунок 5, б) и центральный намыв без дамб обвалования |
узкопрофильная (рисунок 5, в) | То же | Пионерный намыв с выпуском пульпы из торца трубы и непрерывным устройством обвалования по откосам |
Неоднородная: | ||
с ядром (рисунок 4, в) | Гравийные (дресвяные), галечниковые (щебенистые) с содержанием песчаных и глинистых фракций | Двусторонний намыв с дамбами обвалования на откосах и отстойным прудом в центральной части плотины (рисунок 5, а) |
с центральной зоной (рисунок 4, г) | Гравийные (дресвяные), галечниковые (щебенистые) или песчаные разнозернистые, содержащие мелкозернистые фракции | То же |
Комбинированная: | ||
с насыпным ядром из глинистого грунта и намывными боковыми зонами (рисунок 4, д) | Гравийные (дресвяные), галечниковые (щебенистые) или песчаные | Двусторонний намыв без пруда |
с насыпными банкетами из горной массы и намывной однородной центральной зоной (рисунок 4, е) | То же | То же |
с центральной негрунтовой диафрагмой и намывными боковыми призмами | " | Односторонний намыв |
Полная версия документа доступна с 20.00 до 24.00 по московскому времени.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.