Строительство дамбы и плотины

Виды плотин и дамб

Плотины и дамбы — это гидротехнические сооружения для управления водными потоками, но они выполняют разные задачи и отличаются по своему устройству.

Плотина полностью перекрывает русло реки, создавая водохранилище. Она поднимает уровень воды и используется для ее накопления, регулирования стока или выработки электроэнергии. 

Виды плотин

• Гравитационные — удерживают воду за счет собственного веса (например, бетонные или каменные).
• Арочные — имеют изогнутую форму для перераспределения нагрузки на берега.
• Контрфорсные — имеют дополнительные опорные конструкции, уменьшающие давление.
• Земляные и каменно-набросные — возводятся из грунта, укрепленного глиной или бетоном.

Дамба обычно не перекрывает водный поток полностью — чаще она изменяет его направление и предотвращает разливы. 

Виды дамб

• Напорные — удерживают воду и создают необходимый уровень для работы гидроэнергетических или водохозяйственных объектов. Напорные дамбы принимают на себя основное давление и обеспечивают безопасность водохранилища.
• Безнапорные — служат для защиты территорий от затопления и регулирования русел рек. Их строительство предотвращает распространение паводков и размыв берегов.
• Сопрягающие — соединяют главные элементы гидротехнических сооружений, обеспечивая их целостность. Сопрягающие дамбы помогают равномерно распределять нагрузку и защищают места сопряжения от размыва.

• Оборонительные — защищают населенные пункты и сельхозугодья от наводнений.
• Транспортные — служат частью мостов или дорог, пересекающих водоемы.

Для чего используют дамбы и плотины

Функции плотин

1. Выработка электроэнергии на гидроэлектростанциях (ГЭС), где падающая вода вращает турбины.
2. Накопление и регулирование запасов пресной воды для обеспечения питьевого и промышленного водоснабжения.
3. Поддержание или подъем уровня воды в каналах для орошения сельскохозяйственных земель.
4. Предотвращение наводнений путем накопления воды в водохранилищах и постепенного ее сброса.
5. Создание искусственных водоемов, используемых для отдыха, туризма и разведения рыбы.

Функции дамб

1. Дамбы защищают от наводнений населенные пункты, сельскохозяйственные угодья и промышленные объекты.
2. Укрепление берегов, предотвращение размыва грунта.
3. Направление русла рек, управление водными потоками для защиты инфраструктуры и улучшения судоходства.
4. Создание транспортных путей: дамбы нередко становятся частью дорог и железнодорожных магистралей, пересекающих водные преграды.

Структура дамбы

При строительстве дамбы учитываются возможные нагрузки, уровень воды и климатические условия. Она состоит из нескольких основных элементов.

1. Каменная посыпка — слой из щебня или крупных камней, защищающий дамбу от размыва.
2. Тело дамбы — основная масса насыпи, которая удерживает воду и обеспечивает устойчивость.
3. Ядро насыпи — центральная часть, обычно из глинистого или другого водонепроницаемого материала, который не дает влаге просачиваться.
4. Основа — естественное или искусственное основание дамбы, от которого зависят ее устойчивость и прочность.

Требования к дамбам и плотинам

Плотины и дамбы являются сложными техническими сооружениями, поэтому при их строительстве действуют строгие требования, которые регулируются СНиП 2.06.05-84, СП 40.13330.2012 и ГОСТ Р 59433 — 2021.

1. Прочность

Конструкция должна выдерживать значительное давление, возможные сейсмические нагрузки и воздействие ветра. Еще одно важное требование — устойчивость к эрозии, размыву и механическим повреждениям.

2. Водонепроницаемость

Чтобы не было протечек, при строительстве дамбы или плотины используются гидроизоляционные материалы (глиняные экраны, бетонные покрытия, специальные мембраны).

3. Сейсмоустойчивость

В регионах с высокой сейсмической активностью конструкции проектируются с учетом возможных землетрясений. Используются специальные методы армирования и технологии амортизации ударных нагрузок.

4. Надежная дренажная система

Дренажные каналы и фильтрующие слои предотвращают скопление воды внутри сооружения. Это снижает риск размыва основания и разрушения.

5. Экологическая безопасность

Дамбы и плотины не должны нарушать экосистему реки и прилегающих территорий. Чтобы уменьшить негативное воздействие на флору и фауну, при строительстве ответственные компании учитывают пути миграции рыб и другие природные факторы.

6. Долговечность

Плотина должна обеспечить стабильную и бесперебойную работу гидроэлектростанций, ирригационных систем или систем водоснабжения. Дамба защищает территорию от наводнений на протяжении каждого года службы.

7. Удобство эксплуатации и обслуживания

Важно обеспечить доступ к ключевым узлам конструкции для регулярных проверок и ремонта. Устанавливаются системы мониторинга, которые своевременно выявляют возможные повреждения или утечки.

Основные этапы строительства дамбы

Строительство дамб — сложный инженерный процесс, включающий несколько ключевых этапов: от проектирования до ввода в эксплуатацию.

1. Проектирование и подготовка

• Проведение геологических и гидрологических исследований территории.
• Определение типа сооружения в зависимости от рельефа, характеристик грунта и назначения.
• Разработка детального проекта с расчетом нагрузки, дренажных систем и гидроизоляции.

2. Подготовка строительной площадки

• Отклонение или временное перекрытие русла реки с помощью обходных каналов или временных дамб.
• Расчистка территории от растительности, камней и других препятствий.
• Снятие верхнего слоя грунта.
• Укрепление дна, создание дренажных слоев.

3. Возведение основной конструкции

• Насыпка и уплотнение грунта (для земляных дамб).
• Укладка бетонных или каменных блоков (для гравитационных и арочных плотин).
• Формирование откосов и укрепление их защитными материалами: камнем, бетоном, растительностью и др.

4. Монтаж инженерных систем

• Установка водосбросов, шлюзов и каналов для регулирования водных потоков и их высоты.
• Оборудование систем мониторинга для контроля состояния сооружения.
• Подключение к электростанции (если это гидроэнергетический проект).

5. Заполнение водохранилища и тестирование

• Постепенное заполнение водохранилища для проверки герметичности.
• Испытания на устойчивость, дренажную способность и прочность.
• Проведение экологических исследований для оценки воздействия на окружающую среду.

6. Ввод в эксплуатацию и обслуживание

• Окончательная проверка всех систем и запуск в рабочем режиме.
• Регулярный мониторинг состояния, осадки грунта, давления воды.
• Плановые ремонтные работы и укрепление при необходимости.

Из чего возводят дамбы

Выбор материалов для строительства определяется гидрологическими условиями, характеристиками грунта, высотой дамбы и ее назначением.

1. Грунтовые материалы

Эффективны при строительстве насыпных и земляных дамб, которые удерживаются за счет собственной массы.

• Глина — компонент для водонепроницаемых слоев.
• Песок и гравий служат основой конструкции, обеспечивая дренаж и устойчивость.
• Каменная наброска применяется для укрепления откосов и предотвращения размыва.

2. Бетон и железобетон

Это материалы для строительства мощных гидротехнических сооружений, особенно в условиях высоких нагрузок.

• Монолитный бетон применяется для гравитационных дамб и плотин с высокой водной нагрузкой.
• Железобетонные конструкции обеспечивают максимальную прочность и долговечность.
• Бетонные плиты используются для облицовки и защиты от эрозии.

3. Металлические конструкции

Применяются для укрепления, создания каркасов и водосбросных систем.

• Стальные элементы используются в шлюзах, водосбросах и дренажных системах.
• Армирующие сетки повышают устойчивость бетонных и грунтовых дамб.

4. Синтетические материалы

С помощью современных технологий производятся искусственные материалы для повышения водонепроницаемости и долговечности.

• Геотекстиль часто применяется для разделения слоев грунта, укрепления дамбы и предотвращения эрозии.
• Геомембраны служат гидроизоляционным барьером.
• Полимерные сетки укрепляют конструкцию и защищают от размыва.

Преимущества шпунтов при строительстве плотин и дамб

Применение шпунтов при строительстве плотин и дамб повышает их прочность и долговечность и дает им ряд преимуществ.

Водонепроницаемость
Шпунтовые стенки создают надежный водонепроницаемый барьер, не позволяя влаге проходить через основание сооружения. Это способствует его устойчивости и защищает от размыва.

Снижение риска просачивания
Герметично соединенные шпунтовые сваи предотвращают попадание воды в конструкцию и замедляют ее ослабление и разрушение.Такое конструктивное решение продлевает срок службы плотины или дамбы.

Предотвращение сползания грунта 

Шпунты надежно фиксируют почву, предотвращая ее осыпание и обрушение, особенно на крутых склонах и вблизи водоемов.

Увеличение несущей способности

Использование шпунтов усиливает устойчивость грунта, позволяя ему выдерживать высокие нагрузки из-за давления воды и почвы.

Защита от эрозии

Шпунтовые стенки минимизируют размыв береговой линии, снижая негативное воздействие водного потока и волн.

Большой выбор размеров и форм

Шпунты доступны в различных вариантах, что позволяет использовать их при строительстве сооружений разной степени сложности.

Применение в различных типах грунтов 

Шпунтовые конструкции могут быть установлены в любых грунтах, включая песок, глину и скальные породы.

Адаптация к изменениям

Шпунтовые стены легко модифицируются, что дает возможность подстроить их под изменяющиеся условия и требования проекта.

Сокращение времени строительства

Шпунт быстро устанавливается, что значительно уменьшает сроки возведения сооружений и снижает общие расходы.

Снижение объема земляных работ

Использование шпунтов уменьшает объем земляных работ и сокращает затраты.

Долговечность и низкие эксплуатационные расходы

Шпунтовые стены, особенно металлические, долго не изнашиваются, что снижает потребность в обслуживании и ремонте.

Минимизация воздействия

Использование шпунтов снижает влияние строительных работ на окружающую среду, уменьшает объем земляных работ и расход строительных материалов.

Сохранение водных ресурсов 

Шпунтовые ограждения помогают предотвратить загрязнение водоемов и снижают риск эрозии.

Наши услуги

Шпунтовые работы

Из-за большого количества строительных и ремонтных работ погружение шпунта Ларсена в Москве и области очень востребовано. Это необходимо для безопасной работы в котловане, особенно рядом с другими постройками. Монтаж шпунта Ларсена обеспечивает эффективную защиту от проникновения воды и осыпания в котловане.

Стоимость погружения/извлечения оборудованием и техникой начинается от 750 рублей за погонный метр.

Подробнее

Крепление котлована

Компания “АМАРА” предлагает комплекс услуг по креплению котлованов любой сложности. Мы предлагаем консультации специалистов, доставку материалов и профессиональный монтаж, используем современную строительную технику. Надежное крепление стен котлованов и откосов траншей обеспечивает безопасность, предотвращает обрушение стен и защищает от проникновения грунтовых вод в рабочую зону. Наша команда имеет большой опыт проведения подобных работ, включая строительство подземных парковок.

Подробнее