При разработке проектной документации на грунтовую плотину ядро и экран представляют собой два основных конкурирующих типа противофильтрационных элементов. Оба они предназначены для предотвращения фильтрации воды через плотину. При этом устройство ядра или экрана не обязательно, если основное тело плотины выполняется из малопроницаемого грунта.
1 ЯДРО
Ядро в сравнении с экраном обладает следующими положительными особенностями, учитываемыми при проектировании противофильтрационного элемента:
1. Ядро лучше сопрягается с берегами реки (особенно, если берега крутые) и с бетонными сооружениями.
2. Ядро менее чувствительно к осадкам естественного основания. Т.е. при сильно деформируемом основании использование в проекте ядра предпочтительнее экрана. Эта особенность ядра ещё более выражена при сравнении ядра с негрунтовыми противофильтрационными элементами — асфальто-бетонными диафрагмами и полиэтиленовыми пленками.
3. Ядро дешевле экрана, т.к. почти всегда характеризуется меньшими объемами укладываемого грунта.
4. Для ядра необязательны высокие прочностные свойства камня упорных призм плотины, т.к. ядро по сути является самонесущей конструкцией, а экран опирается на основное тело плотины.
5. Применение в проектной документации особой разновидности ядра — наклонного ядра — позволяет сделать круче низовой откос плотины (из-за снижения противодавления). Однако при этом усложняются сопряжение ядра с берегами и устройство переходных зон.
6. Ядро лучше защищено от атмосферного воздействия, в частности — от отрицательных температур воздуха. Это особенно важно, если проектируемая плотина располагается в суровых климатических условиях
2 ЭКРАН
Экран, несмотря на обилие у ядра вышеперечисленных преимуществ, обладает не меньшим числом факторов, влияющих на выбор в проекте именно экрана в качестве противофильтрационного элемента случаев:
1. Экран позволяет уменьшить тот объем грунта плотины, который находится в водонасыщенном (обводненном) состоянии.
2. Экран позволяет уменьшить расход грунта, необходимого для устройства понура.
3. Экран обеспечивает лучшую доступность для его осмотра и ремонта.
4. Экран дает возможность вести опережающую отсыпку основного тела плотины (ядро требует одновременной отсыпки). Это является важным в условиях дождливого климата, т.к. позволяет прекратить отсыпку экрана, а отсыпку тела плотины продолжать.
5. Экран позволяет отсыпать основное тело плотины вне зависимости от выполнения цементационной завесы. Это возможно благодаря тому, что цемзавеса располагается под основанием экрана, т.е. вне основного тела плотины.
6. Экран допускает возможность пропуска паводка строительного периода непосредственно через гребень недостроенной плотины.
7. Экран позволяет начать эксплуатацию частично наполненного водохранилища при меньшем объёме отсыпки основного тела плотины. Тем самым уже на стадии разработки проектной документации могут быть улучшены условия для ввода гидроузла в эксплуатацию несколькими очередями.
8. Наличие экрана позволяет вести отсыпку основного тела плотины более широким фронтом (на большей площади). Результатом этого становится рост интенсивности работ по отсыпке, и, следовательно, сокращение сроков строительства.
9. Плотины, проектом которых предусматривалось устройство экрана, несколько более сейсмостойки, чем плотины, запроектированные с ядром.
