暗排水系统在泄洪闸、排沙洞中的应用

暗排水系统在泄洪闸、排沙洞中的应用

1水库泄流能力分析西霞医院的反调节水库是小浪底水库的配套工程，位于河南省黄河支流。为确保水库的有效库容且满足下游河道输沙要求,西霞院水库汛限水位131m的泄流能力要求不小于6000m泄洪闸地基为沉积砂卵石层,厚度10～15m,具中-强透水性,渗透系数为30m·d2排水排水的设计暗排水方案是在消力池底板下铺设排水管,通过设在尾坎混凝土中的排水廊道,集中在右边墙的排水井中抽排。其优点是整个消力池底板的承压水头一致,不会发生基础渗透破坏,泄洪时不会因水流冲击而损坏。缺点是由于排水管埋在底板下,检查和检修较为困难,并且无法进行修复和更换。因此,暗排水结构需要采取一定的保护措施,选择优质的结构方式及可靠的结构材料,精心施工,从而保证排水通畅。经局部三维渗流计算分析,在计算条件“汛限水位124.34m,抽排最低水位112.0m,地下水位121.6m,坝基渗透系数30m·d2.1无砂混凝土的特点无砂混凝土是轻骨料混凝土的一种形式,仅由水、水泥和粗骨料拌和而成。由于没有细骨料,所以在混凝土内部存在着大量较大的孔隙,水可以在硬化的混凝土孔隙中流动。正是由于这些孔隙的存在,使得无砂混凝土具有与其它种类混凝土所不同的特点:容重小,水的毛细现象不显著,透水性大,水泥用量少,施工简单等等。但是,在应用无砂混凝土的同时,也应看到其弱点:由于容重小,则强度大为降低;水泥用量少,则粘着力减小。经过比对试验,提出无砂混凝土的最佳配合比见表1。无砂混凝土沟槽结构见图1。2.2施工工艺与合比传统无砂混凝土管的性能(包括透水性和抗压强度等)与原材料的选择和配合比及施工工艺均有关系。对于无砂混凝土的配合比设计,既要保证其强度,又要满足实际工程的透水性要求,经过比对试验,无砂混凝土的最佳配合比如表1所示,无砂混凝土管管径300mm,渗透系数为7.17×102.3透管及过滤层构造软式透水管有多种规格,小管径多用于渗水,大管径多用于通水。PVC软式透水管内衬钢线采用高强弹簧硬钢线,经磷酸防腐处理,外被覆PVC。过滤层采用不织布过滤层,透水和被覆材料的经纱采用高强力尼龙纱,纬纱使用特殊纤维,其构造如图3所示。软式透水管的基本性能见表2。3透水及排水能力计算分析排水结构的型式对其透水能力及排水能力影响很大,因此设计中要求对不同的排水结构型式进行透水能力及排水能力的计算分析,进行比对,从而选择合理的排水结构型式。3.1透水管的有效管对于地埋排泄水管,在计算时通常把外径为d的排水管换为一个虚拟的管壁完全透水的排水管的有效管径=式中:管壁的透水量=π式中:管件的排水量=式中:3.2无砂混凝土沟槽结构三种排水结构的透水能力及排水能力计算结果如表3所示。由表3对比分析可以发现:(1)无砂混凝土沟槽结构由于入渗边界较长,其透水能力相对较强,但排水能力则相对较弱;(2)无砂混凝土管虽排水能力相对较强,但其透水能力则相对较弱;(3)软透水管则排水能力大于其自身的透水能力,显然透水和排水组合最优的应是软透水管结构。3.3备系数计算对于3种不同的排水结构型式,排水安全储备系数=式中:排水安全储备系计算结果如表4所示。从表4可以看出可,就排水安全储备系数而言,软式透水管结构为合理的排水结构。4加筋软式透排水管的特点经过对比计算分析,可以看出西霞院泄洪闸消力池底板的暗排水结构中,软式透水管结构相对较为合理。软式透水管除了全方位透水、渗透性好外,还有以下优点:(1)重量轻、可连续铺设,接头少,衔接方便;(2)可直接埋入土中,施工迅速,并可减小覆土厚度;(3)具有耐腐蚀性和抗微生物侵蚀性能,并有较高的抗拉耐压强度,使用寿命长。加筋软式透水管已在多个排水工程中使用,效果很好,表明软式透水管渗透性能较优,是一种很好的地下排水材料。为使软式透水管充分发挥作用,