Су қоймасы құрамында соғылатын топырақтан салынатын бөгет түрін және тұсын таңдау.

Су қоймасы құрамында салынатын топырақтан соғылған бөгет түрін және тұсын таңдау, оларды соғу тәсілін қабылдау - жобалау жұмыстарының ең бір жауапты кезеңдері болып саналады және де бұл жұмыстар құрылыстың бағасын, құрылысты соғу мерзімін, гидротехникалық құрылымды пайдалану сенімділігін анықтайды. Бұл проблемаларды дұрыс шешу, құрылысты салу және құрылымды пайдалану кезеңдерінде туындайтын жағдайларды толығымен ескерген жағдайда ғана мүмкін болады.

Бөгет тұсын таңдау, құрылыс салынатын аймақтың топографиялық, геологиялық, гидрогеологиялық, гидрологиялық, ауа райы жағдайларын ескере отырып, технико-экономикалық салыстыру арқылы қабылданады.

Бөгет салынатын тұсты таңдағанда мына жағдайлар ескеріледі:

- бөгет салынатын тұсқа жақын жерде құрылысты салуға жарамды топырақтың жеткілікті мөлшерде болуы және арнадан қазылып алынатын топырақты бөгет денесін көтеруге қолдану мүмкіндігі,

- Құрылыс салынатын тұста уақытша және тұрақты гидротехникалық құрылымдар ды тиімді түрде орналастыру мүмкіндігі,

- Тұс формасы, арна табанын дайындау мүмкіндігі және бөгетті арна жағасымен қиыстыру мүмкіндігі,

- Құрылысты салу кезеңінде арнаны бөгеуге салынатын бөгетті, негізгі бөгет денесіне қосу мүмкіндігі,

- Құрылысты салу кезеңінде тасқан суды өткізу мүмкіндігі, балықты, кемелерді, сал өткізу мүмкіндігін қарастыру, жобаланатын су торабына қойылатын арнайы талаптар,

- Құрылыс алаңына және құрылыс материалдары базаларына келетін жолдың болуы,

- Құрылыс салу және пайдалану кезеңдерінде құрылыс алаңына және бөгет төбесіне келетін жол салу мүмкіндігі,

- Карьерде топырақты қазып алғанда, оны құрылыс алаңына тасымалдағанда, бөгет денесіне топырақты салғанда жұмысты қарқынды жүргізу жағдайы.

Бөгет түрін таңдау құрылыс алаңына жақан жердегі карьерлердегі және арна түбінен қазылып алынатын топырақ, материалдар түріне көп байланысты.

Бөгет құрылысын салғанда саздақ топырақтар суды аз өткізетін құрылыс материалы болып есептеледі. Егер құрылыс алаңына жақын жерде орналасқан саздақ топырақтар карьері болса, онда бөгетті біртекті етіп салады. Егер карьерде сазақ топырақтар болмаса, онда бөгетті су өткізгіштік қасиеті жоғары, құм, құмшауыт, қиыршық тастардан салып, бөгет құрамында су өткізбейтін элемент: өзек, қалқан не диафрагма қарастырады. Бұл жағдайда топырақтан емес, су өткізбейтін элементер құрылыс алаңына жақын жерде саз және саздақ топырақтар болмаған жағдайда ғана қолданы- лады. Егер су өткізетін қабат қалың болса, қалқанды-понурлы бөгет салған тиімді.

Егер бөгет табаны көп шөгетін топырақтан құралса, онда бөгет конструкциясын біртекті не болмаса өзекті түрін қабылдаған тиімді, бұл жағдайда судың сүзілуіне қарсы қолданатын қалқанды элементті пайдаланбаған дұрыс, себебі ол біркелкі емес шөгуге сезімтал.

Ауа райы қолайлы емес жағдайларда (жауын –шашыны, аязды күндері көп) байланыспаған топырақтан салынған біртекті бөгеттер салған тиімді.

Егер бөгет табаны тастан құралған болмаса, бөгетті біртекті топырақтан салып, су өткізбейтін элементерін өзек, қалқан қылып қабылдаған тиімді.

Егер бөгет бірнеше кезекте салынатын болса, оны біртекті топырақтан салып, су өткізбейтін элементтерін өзек, қалқан қылып қабылдаған тиімді.

Егер бөгет табаны тастан құралған болса, бұл кезде тас пен топырақтан және тастан үйіп салынатын бөгет салуға жағдай туғызады

Топырақтан соғылған бөгет дегеніміз-су тірек құрылым, біркелкі, немесе әртүрлі топырақтан соғылатын, құрылымдар.

Төменде, 4.1. суретте біркелкі топырақтан соғылған бөгеттің көлденең қимасы көрсетілген:

4.1. сурет. Біркелкі топырақтан соғылған бөгеттің көлденең қимасы.

1-бөгет денесі; 2- бөгет табаны; 3- жоғарғы құлама беткейдегі тепкішек (берма); 4- тірек тас; 5- жоғарғы құлама беткейді бекіткен тақта; 6- бөгет жотасы; 7- төменгі құлама беткей; 8- төменгі құлама беткейдегі тепкішек; 9- құрғатқыш призма (дренаж); 10- құлып; 11- табиғи жер беті; 12- су өткізгіш қабат; 13- су өткізбейтін жер қыртысы;

Топырақтан соғылатын бөгет су қоймасының негізгі құрылымы болып табылады. Су шаруашылығы құрылысында топырақтан соғылған бөгеттер көтерме бөгеттер есебінде, каналдың жаға бөгеттері ретінде кеңінен қолданылады.

Топырақтан соғылатын бөгеттердің негізгі артықшылығы, оларды соғу үшін жергілікті құрылыс материалдары - топырақты қолданады.

Топырақтан соғылатын бөгеттердің артықшылығы:

-бөгетті кез-келген географиялық аймақта тұрғызу мүмкіндігі, жер сілкінген кезедерде бұлар беріктігін және орнықтылығын сақтайтын қасиеттері;

-бөгетті соғуға құрылыс алаңына жақын жердегі кез-келген топырақтың жарамдылығы;

-бөгетті соғу барысында орындалатын бүкіл құрылыс жұмыстарының - қазу, тасу, үю, тасымалдау жұмыстарының механизмдерді пайдалану арқылы орындалатыны;

-бөгет бойындағы топырақтың уақыт өткенмен өз қасиеттерін жоғалтпауы, бөгетті пайдалану барысында күрделі жөндеулердің керек еместігі, тек қана жоғарғы құлама бетпейді бекіткен тастарды, тақталарды жөндеуден басқа;

Топырақтан соғылған бөгеттердің кемшіліктері:

-бөгет денесі арқылы тасқын суды өткізуге мүмкіншіліктің жоқтығы;

-бөгет денесі арқылы сүзілме судың өту мүмкіндігі.

Топырақтан соғылған бөгеттер биіктігіне байланысты былай топталады:

а) биік бөгеттер - судың тегеуріні 50 метрден көп;

б) биіктігі орташа бөгеттер -судың тегеуріні 15метрден 50 метрге дейін;

в) аласа бөгеттер -судың тегеуріні 15 метрден аз;

Бөгеттерді соғу әдісіне байланысты былай топтайды:

1) топырақты үйіп, оны таптау арқылы салынған бөгеттер;

2) топырақты үйіп, бірақ таптамай, пионерлік әдіспен, құрғақ түрде салынған бөгеттер;

3) топырақты үйіп, суға тастау арқылы таптамай соғылған бөгеттер;

4) топырағы бағытталған жарылыс арқылы үйілген бөгеттер (Медеу плотинасы);

5) топырағы гидромеханизмдермен жуу арқылы үйілген бөгеттер (земснарядтармен);

Бөгеттің көлденең қимасының құрамына қарай:біртекті және әртекті болып келеді. Топырақ құрамына қарай, бөгет құрамында су өткізбейтін элементтер - қалқан, өзек болуы мүмкін.

Осыған байланысты топырақтан соғылған бөгеттерді 6 топқа бөледі:

1) біртекті, бөгет біркелкі топырақтан соғылады: құмнан, саздан, саздақтан т.б. топырақтардан;

2) әртекті - бөгет бірнеше топырақтан соғылады;

3) қалқаны топырақ емес, полимер материалдардан салынған;

4) бөгеттің денесі су өткізетін топырақтан соғылғанда, қалқаны суды аз өткізетін топырақтан соғылып, қалқаны жоғарғы құлама беткейге салынады;

5) өзегі суды өткізетін материалдардан бөгет соғу, өзекті ортасына немесе

жоғарғы құлама беткейге жылжытып орналастырылуы мүмкін;

6) қатты диафрагмалы бөгет, диафрагма өзек ролін атқарады.

4.2. сурет. Топырақтан үйіліп салынған бөгеттердің түрлері

а) біртекті бөгет-біркелкі топырақтан соғылған; б) әртекті-бірнеше топырақтан соғылған; в) қалқаны топырақ емес материалдан салынған бөгет; г) қалқаны топырақтан салынған бөгет; д) өзегі топырақтан салынған бөгет; е) диафрагмалы бөгет;

Топырақтан соғылған бөгеттер табанындағы су өткізбейтін құрылғыларының конструкциясына қарай былай топталады:

1) тісті- топырақтан соғылған, жерге кіретін бөлігі су өткізбейтін қабатқа дейін жетпейді;

2) құлыпты- бөгеттің жерге кіретін, топырақтан соғылатын бөлігі жер астының су өткізгіш қабаттын кесіп өтіп, су өткізбейтін қабатқа барып тіреледі;

3) диафрагмалы- жер асты су өткізгіш қабатты қабырға салу арқылы кесіп өтіп, су өткізбейтін қабатқа дейін жету;

4) тісті-диафрагмалы, осы элементтердің көмегімен тереңдеу су өткізгіш қабаттарды кесіп өтеді;

5) жер астына цемент лайын қысыммен айдау арқылы, шымылдырық тұрғызу;

6) ілініп тұратын, су өткізбейтін қабатқа дейін жетпейтін, шымылдырық тұрғызу;

7) понурлы- құрылым табаны арқылы суды аз өткізетін көрпе тектес төсеніш салу, бұл негізінде қалқанмен бірге қолданылады.

4.3. сурет. Топырақтан салынған бөгет табанындағы су өткізбейтін құрылғылар түрі. а) тісті бөгет; б) құлыпты бөгет; в) диафрагмалы бөгет; г) тісті-диафрагмалы бөгет; д) цементті шымылдырықты бөгет; е) аспалы цементті шымылдырықты бөгет; ж) понурлы бөгет.

Бөгеттерді соғатын топыраққа қойылатын талаптар: олар берік, су өткізбейтін (сүзілу коэффициентімен сипатталатын) және суға қарсы тұра алатын болуы шарт (топырақтың суда еру қасиеті). 11-53-73 ҚНжЕ талабына сай, топырақтан соғылатын бөгетке кез-келген топырақ жарайды, тек қана, топырақ құрамында хлоридты және сульфатхроридты тұздар 5% көп болмауы шарт, 2% көп сульфат тұздары болмауы, топырақ құрамында толық шірімеген заттар 5%, ал толық шіріген заттар 8% көп болмауы шарт.

Бөгеттің көлденең қимасы 3 негізгі бөліктен тұрады:

1) негізгі бөлік - бүкіл бөгеттің тұрақтылығын қамтамасыз етіп, жоғарғы бьефте судың тұрақыты деңгейін ұстап тұрады;

2) екінші бөлік - суды өткізбейтін құрылымдардан тұрады: қалқан, өзек, понур, құлып, тістерден тұрады;

3) үшінші бөлік - дренаждан (құрғатқыштан) тұрады.

Бөгеттің негізгі бөлігіне тас емес топырақтың барлық түрін пайдалануға болады және де өндіріс орындары мен жылу электр станцияларының қалдықтарын пайдалануға болады. Су өткізбейтін құрылғылар үшін суды аз өткізетін топырақтар - саз, саздақ топырақтар және торфты, саздақ бетонды қолданады. Ал құрғатқыштар (дренаж) үшін байланыспаған, су өткізгіштік қасиеті жоғары топырақтар- жұмыр тастар, уатылған тастар, ірі және қиаршық тастар қолданылады.

Бөгет табанына қойылатын талаптар:топырақтан салынатын бөгеттерді кез келген жерге сала берге болады –табаны жартас жерлерге, жартылай жартасқа, топыраққа салуға болады, тек қана бөгет табанының топырағының қасиетін толық ескеру қажет. Егер құрылым табанында кеуектік қысым пайда болатын, ылғалдылығы жоғары саз топырақтар, не май батпақтар кездессе, онда бөгет табанына құрғатқыш қарастыру қажет және де бөгетті көтеру жылдамдығын бәсеңдету қажет. Егер, мұндай топырақ қалыңдығы аз болса, онда бұл топырақты толығымен бөгет табанынан алып тастап, құрылысты негізгі топыраққа салу қажет. Бөгетті қалыңдығы аз, су өткізетін топыраққа салғанда, оның астындағы топырақтың шөгуге, дүмпіп көтерілуге орнықтылығын бағалаған жөн.

Бақылау сұрақтары:

1. Су қоймасы құрамындағы топырақтан салынатын бөгеттердің қандай түрі бар

2. Гидротехникалық құрылым салынатын тұсты таңдағанда қандай тәсілдер қолданылады.

3. Көлденең қимасының құрамына қарай бөгеттер қалай топтастырылады

4. Топырақтан соғылған бөгеттердің биіктігіне байланысты топтастырылуымен таныстыру

5. Топырақтан соғылған бөгеттердің табанындағы су өткізбейтін құрылғыларының түріне байланысты топтастырылуымен таныстыру

6. Бөгеттің көлденең кескінін құрастырып, есептеу тәсілдері.

7. Бөгеттерді соғатын топыраққа қойылатын талаптармен таныстыру

Ші дәріс

Топырақтан соғылған бөгет арқылы судың сүзіліп өту қабілетін есептеу тәсілдері. Бөгеттің құлама беткейлерінің орнықтылығын есептеу. Бөгеттің төменгі құлама беткейінің орнықтылығын есептеу тәсілдері.

Сабақ жоспары:

· Топырақтан соғылған бөгет арқылы судың сүзіліп өту қабілетін есептеу тәсілдерімен таныстыру: эксперименталдық тәсілмен, гидромханикалық тәсілмен және гидравликалық тәсілмен

· Бөгет табаны арқылы сүзіліп өтетін су ағымын анықтау тәсілдерімен таныстыру

· Біртекті дренажсыз бөгет, немесе жапсырмалы дренажбен, табаны су өткізбейтін топырақтан тұратын бөгеттер арқылы су сүзіліп ағуын есептеу тәсілдерімен таныстыру

· Табаны су өткізбейтін өзекті бөгет арқылы су сүзіліп ағуын есептеу тәсілдерімен таныстыру

· Табаны су өткізбейтін қалқанды бөгет арқылы су сүзіліп ағуын есептеу тәсілдерімен таныстыру

· Бөгеттің төменгі құлама беткейінің орнықтылығын есептеу тәсілдері

мен таныстыру

Судың сүзіліп ағуын есептеу мына мақсаттарда жүргізіледі: а) депрессия- лық қисықтың биіктігін анықтау үшін; б) сүзіліп ағатын судың бағытын және жылдамдығын анықтау үшін; в) сүзіліп аққан судың ағымын анықтау үшін. Керек болған жағдайда осы аталған параметрлерді тек бөгет үшін емес, таба -нын және су қоймасының жағалауларын айналып сүзіліп өтетін су ағымын анықтау үшін де жүргізіледі.

Судың сүзіліп ағатын ағымын анықтау үшін бөгеттің көлденең кескінін анықтау қажет, дренаж түрін және орналастын жерін, бөгет денесінің негізгі элементтерінің және табанының сүзіліп ағу коэффициенттерін (к_б, к_т) қабылдау қажет. Сүзіліп ағатын су ағымын анықтау қосымша, көмекші есептеулер болып табылады, бұл есептер бөгеттің төменгі құлама беткейінің орнықтылы ғын есептеуге қажет, бөгет денесінің топырағының сүзіліп аққан суға қарсы тұра алатынын анықтау үшін, бөгет табанының және жағалауының беріктігін анықтағанда және бөгет денесінің негізгі конструктивті элементтерінің тиімді өлшемдерін қабылдауға қажет (су сүзілуін азайту үшін қолданылатын қалқан, өзек, дренаж т.б.). Сонымен қатар сүзіліп ағатын су мөлшерін есептеп табу, су қоймасынан жерге сіңіп шығын болатын су мөлшерін анықтап, шығынды азайтуға қолданатын шараларды белгілеуге мүмкіндік береді.

Судың сүзіліп ағуын есептеу тәсілдерінің: эксперменталдық, гидромехани– калық, гидравликалық жолдары бар.

Эксперименталдық тәсілдің ең көп тараған түрі ЭГДА тәсілі. Бұл тәсілді бөгет табанының топырағының геологиялық құрамы және бөгет конструкция сы күрделі болған жағдайда және де кеңістік жағдайдағы есептерді шешуге пайдаланады.

Гидромханикалық тәсіл: бұл тәсіл белгілі шектеулі жағдайларда Лапласа

теңдеуін шешуге негізделген. Бұл тәсіл қарастырылып отырған кеңістіктің кез келген нүктесіндегі сүзіліп ағатын судың параметрлерін анықтауға мүм– кіндік береді. Бұл тәсілдің кемшілігі: есептеуі өте күрделі және шешімдері тек біртекті бөгеттерге арналған, бөгет табанында жақын жерде орналасқан су өткізбейтін қыртыс бар және де оның табаны арқылы су сүзіліп ақпайды деп қарастырылған жағдайға арналған. Сондықтан бұл тәсілді практикалық жағдайда пайдалану мүмкіндігі өте шектеулі.

Судың сүзіліп ағуын есептегенде көп қолданылатын тәсіл: гидравликалық тәсіл. Бұл тәсілде сүзіліп ағатын су тұрақтанған және жазықтық жағдайда ағады деп қарастырылады. Гидравликалық теңдеулер депрессиялық қисықтың биіктігін анықтап, сүзіліп ағатын судың ағымын, жылдамдығын, бағытын анықтауға мүмкіндік береді. Бұл гидравликалық тәсілдің теңдеулерінің дәлдігі гидромеханикалық теңдеулерге қарағанда кемірек, бірақ бұл теңдеулерді шешу жеңілірек, сондықтан бұл теңдеулерді әртүрлі практикалық есептерді шешуге кеңінен қолдануға болады. Судың сүзіліп ағуын Н.Н.Павловский гидравликалық тәсілмен шешкенде, бөгетті бірнеше бөлікке бөліп, сүзілетін ағымның жеңілдетілген теңдеуін құрады. Әрі қарай бірнеше белгісізі бар жүйелі теңдеулерді шешеді (сүзілетін су ағымы, депрессиялық сызық тың координаталары мен биіктігін анықтау т.б.).