Греблі гідротехнічна споруда,
перегороджувати річку (або ін. водотік) для підйому рівня води перед ним,
зосередження напору в місці розташування споруди і створення водосховища.
Водогосподарське значення П. різноманітне: підйом рівня води і збільшення
глибин у верхньому б'єфі сприяють судноплавству, лісосплаву,
а також водозабору для потреб зрошування і водопостачання ', зосередження
напору у П. створює можливість енергетичних. використання стоку річки; наявність
водосховища дозволяє регулювати стік, т. е. збільшувати витрата води
в річці в межові періоди і зменшувати макс, витрата в паводок, здатний
привести до руйнівних повеней. П. і водосховище істотно впливають
на річку і прилеглі території: змінюються режим стоку річки, темп-pa
води, тривалість льодоставу; ускладнюється міграція риби; берега річки
в верхньому б'єфі затоплюються; змінюється мікроклімат прибережних територій.
П. зазвичай є осн. спорудою гідровузла.
Плотіностроеніе виникло так само давно,
як і гідротехніка, в зв'язку зі значить, розвитком мистецтв, зрошення
територій у землеробських народів Єгипту, Індії, Китаю та ін. країн.
Зведення П. знадобилося для будівництва гідросилових установок, а
потім і спорудження гідроелектростанцій. Енергетичних. використання водних
ресурсів стало осн. стимулом збільшення розмірів і вдосконалення
конструкцій П. появи гідровузлів на багатоводних річках.
На території СРСР водяні млини з П.
будувалися ще за часів Київської Русі. У 17-19 вв. гірничодобувна, металлургич.
текстильна, паперова і ін. галузі пром-сті на Уралі, Алтаї, в Карелії
і центр, областях Росії використовували в основному механічні. енергію гідросилових
установок; їх П. були незначні за розмірами і споруджувалися з місцевих
матеріалів. Потужні гідроелектростанції з бетонними і земляними П. великих
розмірів почали будувати лише при Сов. влади, після прийняття плану ГОЕЛРО.
В
1926 була побудована перша бетонна водозливна П. Волховской ГЕС. У 1932
споруджена висока бетонна П. Дніпровської ГЕС (її найбільша висота близько
55 м). Водозливна П. Ніжнесвірськой ГЕС-перша П. побудована
на слабких глинистих ґрунтах. У 50-70-х рр. на багатоводних річках були споруджені:
намивні земляні П. на Волзі у Куйбишева і Волгограда, бетонні П. Братської
ГЕС на Ангарі (ші. 128 м) і Красноярської ГЕС на Єнісеї (124 м)
(Мал.
1), висока 300-метрова кам'яно-земляна П. Нурекської ГЕС на р. Вахш,
арочна П. Саянской ГЕС на Єнісеї (ші. 242 м, довжина по гребеню 1070
м;
знаходиться
в стадії спорудження, 1975) та багато інших. ін. Проектування і будівництво
П. в СРСР відрізняються високим технічним рівнем, що дозволив радянському
пло-тіностроенію зайняти одне з провідних місць в світі.
З П. споруджених за кордоном, слід
відзначити: Багатоарочна П. Барт-Летт, вис. 87 м (США, 1939), кам.
П. Парадела, вис. 112 м (Португалія, 1958), земляну П. Сер-Понсон,
ші. 122 м (Франція, 1960), кам'яно-земляну П. МІБОР, вис. 131
м
(Японія, 1961), гравітаційну бетонну П. Гранд-Діксанс, вис. 284
м
(Швейцарія,
1961).
Тип і конструкція П. визначаються її розмірами,
призначенням, а також природними умовами та видом осн. будує, матеріалу.
За призначенням розрізняють П. водохраніліщниеі П. водопідіймальні (призначені
лише для підвищення рівня верхнього б'єфу). За величиною напору П. умовно
підрозділяють на низьконапірні (з напором до 10 м), середньонапірні
(Від 10 до 40 м) і високонапірні (більше 40 м).
Мал. 1. Загальний вигляд греблі Красноярської
ГЕС імені 50-річчя СРСР.
Залежно від ролі, що виконується у складі
гідровузла, П. може бути: глухий, якщо служить лише перешкодою для перебігу
води; водозливної, коли призначена для скидання надлишкових витрат води
і обладнана поверхневими водозливними отворами (відкритими або з
затворами) або глибинними водоспуски; станційної, якщо має водозабірні
отвори (з соответств. обладнанням) і водоводи, що живлять турбіни ГЕС.
За осн. матеріалу, з к-якого зводять П. розрізняють земляні греблі,
кам'яні греблі, бетонні греблі, дерев'яні греблі.
Земляна П. зводиться повністю або частково
з малопроникними грунту. Укладений по верхового укосу П. малопроникними
грунт утворює екран; при розташуванні такого грунту всередині тіла П. створюється
ядро. Наявність екрану або ядра забезпечує можливість зведення решті
частини П. з проникного грунту або з кам'яних матеріалів (кам'яно-земляна
П.). Біля підніжжя низового укосу земляний П. для відведення води, профільтрувалась
через тіло і підстава П. влаштовують дренаж. Верхової укіс П.
захищають від впливу хвиль бетонними плитами або кам'яною накидкою.
При зведенні земляний насипний П. грунт добувають в кар'єрі екскаваторами,
транспортують до місця спорудження самоскидами, укладають в тіло П. розрівнюють
бульдозерами і ущільнюють пошарово катками. Зведення намивний П. включає
розробку грунту землесосами або гідромоніторами, транспортування пульпи
по трубах і розподіл її по поверхні будується П. після чого вода
йде, а осідає ґрунт самоуплотняется. Для підготовки підстави і зведення
земляний П. в руслі річки її котлован захищається перемичками, а
річка відводиться по заздалегідь прокладених тимчасовим водоводах, що закриваються
після зведення П.
У кам'яної (накидною) П. екран або центр,
водонепроникний елемент (діафрагму) виконують із залізобетону, асфальту,
дерева, металу, полімерних матеріалів. Вимога малої водопроникності
поширюється і на підставу П. Якщо грунт підстави проникний на велику
глибину, його покривають перед П. понурому (напр. з глини), що створює
з екраном одне ціле. П. з ядром доповнюється пристроєм в підставі сталевої
шпунтової стінки або протівофіл'траціонной завіси. Камінь в каменнонабросную
і кам'яно-земляну П. відсипається шарами великої висоти.
Бетонні П. зазвичай класифікують за конструктивним
ознакою в залежності від умов роботи на зрушення, відповідно
цього розрізняють 3 осн. типу П. (рис. 2) - гравітаційні греблі, арочні
греблі, контрфорсні греблі. Осн. матеріалом для суч. бетонних П.
(Переважно. Гравітаційних) служить гідротехнічний бетон. Один з найважливіших
питань при зведенні бетонних П. зниження фільтрації води в підставі.
З цією метою в підставі високою бетонною П. поблизу верхової грані влаштовується
протівофільт-раціоном завіса. На іншому ділянці підстава дренується
для зменшення тиску води на підошву П. що підвищує стійкість споруди.
Гравітаційна і контрфорсних П., щоб уникнути утворення тріщин внаслідок
температурних коливань, розрізають по довжині на короткі секції, шви між
к-римі перекриваються водонепроникними ущільненнями (див. Гідроізоляція).
для
запобігання появи тріщин в результаті усадки бетону при твердінні
і зниження температурних напружень П. бетонують отд. блоками обмежених
розмірів, застосовують мистецтв, охолодження складових бетонної суміші та
покладеного в блоки бетону за допомогою циркуляції охолоджуючої рідини (від
холодильної установки) по системі труб, прокладених в тілі П. Бетонна
П. в руслі річки зазвичай споруджується в 2 черги під захистом огороджувальних
котловани перемичок. При зведенні першої черги П. річка тече по вільної
частини русла; при другій -через залишені в П. отвори (прорана),
к-які
закривають після закінчення всіх будує, робіт. Якщо русло річки вузьке, бетонна
П. будується в один прийом, з брешемо, відведенням річки в берегові водоводи. поширена
в практиці гід-ротехніч. стр-ва низьконапірна бетонна
водозливна гребля,
возводимая
на нескельному підставі і призначена для пропуску великих витрат
води, має конструкцію, показану на рис. 3.
Мал. 2. Схеми бетонних гребель: а - гравітаційної;
6
- арочної; в - контр-форсной; 1 - верхова грань;
2
- бик; 3 - затвор; 4 - гребінь водозливу; 5 - носок;
6 - водоспуск; 7 - низова грань; 8 - плоске напірне перекриття;
9
- контрфорс; 10 - балки жорсткості; 11 - протифільтраційна
завіса; 12 - дренаж.
Мал. 3. Низьконапірна водозливна гребля: 1
- флютбет; 2 - бик; 3 - затвор; 4 - водобій; 5 - рісберми;
6 - понуро; 7 - шпунт; 8 - дренаж.
Основу її складають водозливні прольоти,
утворені бетонним флютбета і биками і перекриваються
гідротехнічними
затворами. За водозливами влаштовується масивне кріплення русла -
водобій
(іноді
заглиблених у вигляді водобойного колодязя), далі розташовується більш легке
кріплення - рісберми. Під водобоя влаштовується дренаж. З берегами
або земляними П. водозливна П. сполучається масивними засадами. низьконапірна
бетонна водозливна П. зазвичай будується із застосуванням армування, часто
всієї споруди (див. Залізобетонна гребля). Флютбет і бики такий
П. з метою економії матеріалу іноді роблять полегшеною ячеистой конструкції,
із заповненням осередків грунтом.
У лісових р-нах часто споруджують низьконапірні
дерев'яні П. свайне і ряжевого конструкції (зазвичай їх влаштовують водозливними).
Особливий тип водопідпірної споруди -
розбірна судноплавна П. Для її зведення в літню межень на плоскому флютбете
встановлюють контрфорси із сталевих ферм, по ним прокладають мости, на
к-які спирають затвори найпростішої конструкції. П. підпирає рівень верхнього
б'єфу, а судна і плоти йдуть через шлюз. У багатоводний період затвори і мости
прибирають, ферми контрфорсів укладають на флютбет, відкриваючи судам і плотів
шлях через П.
Загальна тенденція суч. плотінострое-ня
- збільшення висоти П. Технічно досягнуті висоти можуть бути перевершені,
проте в економіч. щодо спорудження двох послідовно розташованих
П. меншої висоти часто виявляється більш раціональним, ніж однієї високою.
Удосконалення типів П. з грунтових матеріалів здійснюється при одночасному
здешевленні і прискоренні їх будівництва за рахунок підвищення потужності будує,
механізмів і транспортних засобів. Підвищення економічності бетонних П.
досягається зменшенням їх обсягу, заміною гравітаційних П. контрфорснимі
і більш широким застосуванням арочних П. Така тенденція супроводжують поліпшення
і спеціалізація властивостей цементу та бетону. Досить ефективно поєднання
в одній споруді водозливної греблі і будівлі ГЕС, що забезпечує скорочення
бетонної (найбільш дорогої) частини напірного фронту гідровузла. ця
задача вирішується як шляхом розміщення гідроагрегатів в порожнині високої
П. так і за допомогою використання підводного масиву низьконапірної ГЕС
для влаштування в ньому водоскидних отворів.
Літ .: Грішин М. М. Гідротехнічні
споруди, М. 1968; Нічипоровіч А. А. Греблі з місцевих матеріалів,
М. 1973; Моїсеєв С. Н. Кам'яно-земляні та кам'яно-накидні греблі,
М. 1970; Гришин М. М. Розанов Н. П. Бетонні греблі, М. 1975; виробництво
гідротехнічних робіт, М. 1970. Наступні
А. Л. Можевітінов.