Методические указания по пропуску льда через строящиеся гидротехнические сооружения со 34. 21. 145-2003 (стр. 9 из 15)
значения минимального напора на гребне, необходимого для пропуска льда.
9.2. Для пропуска льда через водосливные плотины в период эксплуатации возможны следующие схемы пропуска льда:
через пролеты, перекрываемые затворами. При сбросе льда затворы подняты на всю высоту или опущены, если это затворы клапанного типа. Ледяные поля разламываются на кривой спада перед пролетами и в дальнейшем при ударе о быки;
то же, что и предыдущая схема, но ледяные поля подходят к раздельным быкам, не разламываясь на кривой спада. Пропуск льда через пролеты обеспечивается после их дробления при взаимодействии с быками и под воздействием надвигающихся сверху масс льда;
через береговые пролеты, гребень которых предусмотрен на отметке НПУ, а при повышенной приточности после подъема затворов и через центральные пролеты водосливной плотины, гребень которых выполнен на более низких отметках.
9.3. Ширина ледосбросного фронта Вi должна составлять 0,3 - 0,45 от ширины подпертого бьефа у плотины В (рис. 14).
Рис. 14. План гидроузла (а) и разрез по водосливной плотине (б):
1 — водосливная плотина; 2 — быки; 3 — затворы; 4 — глухая плотина
9.4. Ширина отдельных пролетов ледосбросного фронта водосливных плотин должна приниматься:
для рек Европейской части РФ 10 - 20 м;
для рек Сибири и Дальнего Востока 18 - 30 м.
9.5. Минимальный размер пролета в свету водосливных плотин с вертикальной напорной гранью быков должен определяться по формуле (17). Этот размер может быть принят меньшим на 10 - 20%, если льдины перед водосливной плотиной разрушаются на кривой спада.
9.6. Значение минимального напора Hмин, необходимого для беспрепятственного пропуска льда при переливе воды через гребень водосливных плотин и затворов, определяется по следующим формулам:
а) при длине льдин l £ 3 hdмакс
Нмин = 1,7 hdмакс, (38)
б) при l > 3 hdмакс
Нмин = hdмакс + 0,2 l, (39)
где hdмакс — максимальная толщина льда с учетом смерзания льдин в пакеты.
9.7. Значение критического открытия затворов а, при котором еще не происходит подныривания под его низовую кромку льда, в первом приближении можно принимать равным 0,2 от полного напора Н. С учетом высоты плотины значение а вычисляется по формуле (см. рис. 14)
. (40)При наличии данных о длине и толщине льдин критическое значение а может быть найдено по графикам рис. 15.
9.8. Для защиты от повреждения бетонных поверхностей водосливных плотин наиболее целесообразно использование поверхностных режимов сопряжения бьефов.
Рис. 15. Зависимость относительного значения открытия затворов, необходимого для подныривания льдин, от относительных размеров льдин:
1 — зона подныривания льдин; 2 — зона, в которой подныривания льдин не происходит;
__________ — граница критических значений по условию подныривания льдин;
— — — — — то же, по условию поворота льдин
9.9. Нагрузка на напорную вертикальную грань водосливной плотины, бык с вертикальной передней гранью или другой вертикальный элемент сооружения любой протяженности определяется: от движущейся льдины - по формуле (28), а от движущихся затора или зажора - соответственно по формулам (138) и (140) СНиП 2.06.04-82* (1995 г.).
9.10. Нагрузка от движущегося тороса на напорную вертикальную грань водосливной плотины, бык с вертикальной передней гранью или другой вертикальный элемент сооружения любой протяженности определяется по формулам (10), (11) и (15). При этом коэффициент kp, входящий в формулы (11) и (15), определяется по формуле (13) при b = 90°.
10. МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ПРОПУСКА ЛЬДА ЧЕРЕЗ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
10.1. В случае недостаточных размеров ледопропускных пролетов, отсутствия или небольшого опыта пропуска льда через ледосбросы необходимо проведение дополнительных мероприятий по обеспечению успешного прохода льда.
10.2. Эти мероприятия должны быть направлены на увеличение срока задержки начала ледохода перед сооружениями, на снижение толщины и прочности льда или на уменьшение размеров льдин, на пропуск льда без образования арок, заторных скоплений. В отдельных случаях возможно использование локальных средств, облегчающих продвижение льда через сооружение и снижающих силовое воздействие льда.
10.3. В качестве локальных средств, позволяющих обеспечить дополнительный разлом льда или снизить его силовые воздействия, следует использовать специальные конструкции, приводящие к желаемому результату в каждом отдельном случае. Такие конструкции разработаны для разлома льда на искусственных перепадах уровня, для снижения ледовых воздействий на опоры линий электропередач.
10.4. Для улучшения условий пропуска льда створ гидроузла должен располагаться на прямолинейном участке реки, в этом случае ледосбросные сооружения размещаются в стрежневой части реки. При криволинейном участке реки перед сооружениями ледосбросы целесообразно размещать у вогнутого берега, где происходит наиболее интенсивное движение льда в период ледохода.
10.5. С целью предотвращения образования затора в нижнем бьефе, ухудшающего пропуск льда через сооружения, целесообразно выполнять такие мероприятия по ускорению вскрытия реки в нижнем бьефе, как разрушение льда взрывами, ледоколами или иными средствами.
10.6. Для улучшения условий движения льда к сооружениям целесообразно производить:
отделение ледяного поля, находящегося в тупиковой зоне (выше верховой перемычки), от ледяного покрова, располагающегося в зоне движения льда (против водосбросных пролетов);
искусственное разрушение ледяных полей в верхнем бьефе до подхода их к сооружениям, если отсутствуют сосредоточенные перепады или кривая спада со значительным перепадом уровней воды перед сооружением.
Примечание. Выбор способа разрушения ледяного покрова производится с использованием «Методических рекомендаций по предотвращению образования ледовых заторов на реках Российской Федерации и борьбы с ними».
10.7. При небольшой площади водохранилища для предотвращения возможного образования затора выше гидроузла и улучшения условий движения льда в районе выклинивания кривой подпора ледяной покров в водохранилище целесообразно разрушать ледоколами. Такое разрушение можно производить по всей площади водохранилища или с образованием продольной полосы для создания канала в ледяном покрове, по которому битый лед проходит к гидроузлу и сбрасывается в нижний бьеф.
10.8. Для облегчения пропуска заторного льда через гидротехнические сооружения целесообразно движущийся по водохранилищу заторный лед временно посадить на мелководных участках, снизив для этого уровень воды. После подтаивания и разрыхления такой лед легче пропускается через гидротехнические сооружения.
10.9. К моменту пропуска льда через плотины должна быть обеспечена маневренность затворов в ледосбросных пролетах. Учитывая это, затворы и закладные части должны быть снабжены установками для обогрева. Наледи у затворов в местах фильтрации воды к моменту пропуска льда удаляются.
Примечание. Расчеты по обогреву затворов и закладных частей производятся в соответствии с ВСН 029-70/Минэнерго СССР.
10.10. При решении вопроса пропуска льда через гидротехнические сооружения, прежде всего, должен быть выполнен всесторонний анализ ледовых условий реки с целью выяснения возможностей регулирования ледохода с учетом морфологических особенностей реки (пороги, острова, излучины и т. п.) и вышерасположенных водохранилищ, позволяющих производить изменение попусков воды в предледоходный и ледоходный периоды.
Для проведения взрывных работ (с вертолета или наземным способом) следует в определенных местах сосредоточить необходимое количество взрывчатых веществ.
Примечание: Взрывные и другие работы по разрушению ледяного покрова и затора производятся в соответствии с «Методическими рекомендациями по предотвращению образования ледовых заторов на реках Российской Федерации и борьбе с ними».
10.11. Пропуск льда через гидротехнические сооружения в строительный и эксплуатационный периоды следует предусматривать, когда скорость течения в верхнем бьефе достигает значений, способных создать после отрыва льда от берегов подвижку ледяных полей, соизмеримых с шириной реки на прилегающем к плотине участке длиной 5-10 км.
10.12. Пропуск льда через сооружения не является обязательным, если средние скорости потока менее 0,4 - 0,5 м/с.
10.13. Для задержания льда перед сооружениями средняя скорость потока vcp перед гидроузлом на участке длиной до 15В (где В - ширина реки) должна быть меньше следующих значений:
а) при прямолинейном очертании берегов
; (41)б) при криволинейном очертании берегов значение vcp, полученное по формуле (41), увеличивается на 30 %;
в) с учетом глубины реки перед сооружениями при прямолинейном очертании берегов
; (42)где
; h — глубина воды, м; при криволинейном очертании берегов значение vcp, полученное по формуле (42), увеличивается на 30 %;г) при наличии данных о коэффициентах шероховатости дна водотока n1 и нижней поверхности льда n2: