Трудности повышения бетонных плотин заключаются как в сложности обеспечения их общей прочности и устойчивости, так и надежности шва контакта сопряжения старой и новой части плотины при их совместной работе в новых условиях.
Повышение бетонных гравитационных плотин может осуществляться реконструкцией гребня плотины, уширением ее профиля всторону верхнего или реже нижнего бьефа, с сохранением или изменением первоначальной конструкции, опорожнением или без опороженения водохранилища (рис. 31.7). Если гравитационная плотина обладает достаточным запасом устойчивости и прочности, то она может быть повышена только реконструкцией ее гребня, при необходимости с анкеровкой его (рис. 31.7, а) или нарощенной части (рис. 31.7, б).
Уширение профиля плотины в сторону верхнего бьефа улучшает совместную работу обеих частей сооружения и полезно вслучае, если старая плотина имела значительную водопроницаемость. При более значительном повышении плотины приходится уширять ее, причем рациональным по условиям надстройки и эксплуатации является повышение плотины с укладкой бетона с низовой стороны, при котором строительные швы ориентируются по траекториям главных напряжений (см. рис. 31.3, 31.7).
Если допустимо опорожнение водохранилища, то укладывают новый бетон с напорной стороны или даже в сторону верхнего и нижнего бьефов (рис. 31.7, в, г). Более экономичным решением является наращивание плотины в виде железобетонной стенки, устойчивость которой обеспечивается устройством контрфорсов с низовой стороны (рис. 31.7, д, е).
При реконструкции плотины Месван (Норвегия), учитывая неудовлетворительное состояние ее бетона, решено было со стороны напорной грани установить наклонную железобетонную стенку (рис. 31.7, ж). Наличие такой стенки полностью снимает взвешивающее давление воды и гидростатическое давление с верховой грани, защищая бетон тела плотины от фильтрационных вод. Для снятия растягивающих напряжений на напорной грани плотины была сделана отсыпь грунта с низовой стороны плотины (рис. 31.7, з).
Рис. 31.7 Схемы последовательного наращивания и усиления гравитационных плотин:
1 — первоначальная конструкция; 2 — усиление конструкции для повышения напора
Во многих случаях при повышении бетонных гравитационных (и контфорсных) плотин целесообразно использовать напряженно-заанкеренные с основанием тяжи. Тяжи, развивающие необходимые усилия, располагают в колодцах, проходящих в теле плотины, либо в буровых скважинах, смещенных в сторону верхнего бьефа. Тяжи располагают вертикально или с незначительным наклоном к вертикали. Усилия в анкерных тяжах изменяются в широких пределах, например от 700 кН (70 тс) (плотина Тансаг Индия) до 14 000 кН (1400 тс) (плотина Гауден, Англия).