ПРОПУСК ЛЬДА ЧЕРЕЗ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ГЛУБИННЫЕ ВОДОСБРОСЫ

6.1. Для обеспечения пропуска или задержания льда перед глубинным водосбросом в зависимости от гидравлических условий его работы необходимо проверить или уточнить:

предельное заглубление пролетов водосброса под уровень верхнего бьефа;

общую ширину ледосбросного фронта;

размеры выдвижения быков в сторону верхнего бьефа;

критические скорости течения по условиям подныривания льда.

6.2. При проектировании глубинных водосбросов различают два основных гидравлических режима их работы: безнапорный и напорный, которые в существенной мере определяют гидравлические и ледовые условия их работы. В случае безнапорного режима работы условия пропуска льда через глубинные водосбросы в основном такие же, как и в случае пропуска его через гребенку. Некоторые отличия в работе безнапорных глубинных водосбросов по сравнению с гребенкой могут иметь место при глубинах наполнения, близких к высоте водосброса. При остановке льда у входного сечения в этом случае может произойти забивка верхней части поперечного сечения, что может привести к резкому росту уровней воды. Характер этой забивки и степень заполнения поперечного сечения льдом можно установить лишь на основе экспериментальных исследований.

6.3. В зависимости от конкретных условий напорные глубинные водосбросы являются водосбросным трактом, предназначенным также и для пропуска льда в нижний бьеф.

6.4. При пропуске льда через глубинные водосбросы необходимо обеспечивать снижение предела прочности льда перед сооружениями с целью улучшения дробления ледяных полей до небольших льдин, способных подныривать в эти водосбросы.

6.5. Значение предельного заглубления потолка глубинных водосбросов, при котором прекращается подныривание льдин и которое отсчитывается от их потолка сразу же за скруглением входного оголовка, устанавливается по следующему соотношению (рис. 10)

,                                                          (32)

где а — высота глубинного водосброса сразу же за скруглением входного оголовка, м; x — эмпирический коэффициент, равный обычно 4,0 м^0,5, а для глубинных водосбросов, выполненных со спаренными входными отверстиями, равный 5 м^0,5.

Примечание: 1. При наличии перед входом в глубинные водосбросы интенсивных вихревых воронок значения H_k необходимо увеличивать в 1,5 раза;

2. Образование вихревых воронок происходит более интенсивно при наличии вынесенных в сторону верхнего бьефа быков и косом подходе потока к сооружению; особенно интенсивные воронки возникают, если выносные быки предусмотрены перед спаренными пролетами глубинного водосброса; условие (32) справедливо при работе глубинного водосброса полным сечением.

6.6. При необходимости пропуска через глубинные водосбросы больших объемов льда на реках с тяжелыми ледоходами затопление потолка входного сечения не должно превышать высоты водосброса, т. е. H_k £ a (см. рис. 10).

6.7. Критическая скорость течения воды, при которой льдины начинают подныривать под преграду в виде остановившегося ледяного поля перед плотиной с глубинными водосбросами, определяется по формуле

.                                                      (33)

6.8. Пропуск льда через глубинные водосбросы, неподтопленные со стороны нижнего бьефа, возможен, если отношение а/H больше значения (а/Н)₁, определенного по следующей формуле

.                                                      (34)

Рис. 10. Схема глубинных водосбросов

а — план; б, в — разрезы по неподтопленному и подтопленному глубинным водосбросам;

1 — котлован II очереди; 2 — глубинный водосброс; 3 — расчетное входное сечение;

4 — входной оголовок; 5 — бетонная плотина

Значения а/Н в этой формуле в зависимости от l/Н, h_d/l и b/B_k устанавливаются по графикам, представленным на рис. 11, а коэффициентов y₁ и y₂ - на рис. 12. В формуле (34) и на указанных рисунках приняты следующие обозначения: H = H_k + a — напор на входном пороге глубинного водосброса, м; b и B_k — ширины входного сечения водосброса и части подходного участка, приходящейся на каждый глубинный водосброс (при работе всем фронтом глубинных водосбросов в большинстве случаев B_k = b ', м; b ' — расстояние между осями глубинных водосбросов в плане, м; h_d и l — толщина и длина льдин, м.

6.9. Возможность подныривания льдин в глубинные водосбросы, подтопленные со стороны нижнего бьефа, можно реализовывать при значениях H_k, удовлетворяющих следующему неравенству:

,                                                       (35)

где DH — перепад уровней воды (рис. 10, в); b — эмпирический коэффициент, равный 5-6.

6.10. Пропуск шуги через глубинные водосбросы возможен при условии безостановочного движения шуги по длине водосброса. Эти условия будут иметь место тогда, когда относительная толщина слоя шуги h _ш/H при заданном скоростном параметре потока выйдет за границу стабильности ледяных образований, определяемую графиком, приведенным в Приложении 5.

6.11. При пропуске льда через глубинные водосбросы необходимо учитывать ледовые нагрузки на напорную грань плотины и входные оголовки. Для напорной грани плотины возможными являются воздействия отдельных льдин, тороса, затора и зажора, а для входных оголовков — воздействие затора и зажора.

6.12. Нагрузка от движущейся льдины на напорную грань плотины определяется по формуле (28).

6.13. Нагрузка от движущегося тороса на напорную грань плотины определяется по формулам (10), (11) и (15). При этом коэффициент k_p, входящий в формулы (11) и (15), определяется по формуле (13) при b = 90 °.

6.14. Нагрузка от движущихся заторов на напорную грань плотины и входной оголовок глубинного водосброса определяется соответственно по формулам (138) и (140), СНиП 2.06.04-82* (1995 г.).

Рис. 11. Зависимости для определения возможности пропуска льда через глубинные водосбросы от параметров потока и размеров льдин:

а — b/B_k = 0,2; б — b/B_k = 0,4; в — b/B_k = 0,6; г — b/B_k = 0,8; д — b/B_k = 1,0

Рис. 12. Значения коэффициентов, учитывающих влияние расстояний между пролетами глубинных водосбросов (а) и высот их порога (б) на возможность пропуска льда