上昂式排水指位於土壩壩體中央或偏下游處的豎向排水設施上昂式排水與鋪設在壩底的水平排水設施結合在一起,形成土壩壩體排水系統。常用於均值壩或壩殼土料不均勻、透水性差的心牆(斜牆)土壩。
上昂式排水能有效地降低壩體浸潤線,其作用與大型排水稜體類似。當水平排水長度與排水稜體底寬相同時,用料較排水稜體經濟。對於壩體大部分為粘性土的壩,或下游部分為滲透性很不均勻的土料築成的壩,特別是土料的不均勻性為水平成層時,修建上昂式排水可以更有效地降低壩體浸潤線,並可在施工期間排除壩體滲水,加速壩體土料固結
基本介紹
- 中文名:昂式排水
- 外文名:Upper level drainage
- 屬於:壩內排水
- 學科:水利工程
- 優點:截斷壩體滲流有效降低壩體浸潤線
- 其他方式:水平褥墊排水
簡介,上昂式排水設備,壩內排水,水平褥墊排水,網狀排水,水平分層排水,暗管式排水,
簡介
對不透水壩基上均質土壩,最好設上昂式排水,截斷壩體滲流,有效降低壩體浸潤線,以提高下游壩坡穩定性。豎式排水可以是垂直的,也可以傾向上游或下游,其頂部高程宜等於或高於庫水位0.5~1.0m,其厚度由壩高及施工條件確定,但不小於1.0m,底部接水平褥墊排水,將滲水排出壩外。由於均質土壩在施工期往往產生孔隙水壓力,設上昂式排水還可以降低施工期壩體孔隙壓力。
上昂式排水設備
上昂式排水設備降低浸潤線的作用與堆石壩趾相同, 其排水工作比暗管式可靠,並且可以做得很經濟,尤其是在用粘性土料做的土壩中更是如此(但此時是填築後挖溝,然後鋪設)。
對於壩體大部分是粘性土的壩,或壩的下游部為滲透性很不均勻的土料築成,特別是這種土料水平成層時,修建上昂式排水可以有效地降低壩體潤線,有效地截取滲水和加速壩體的固結,例如高55米的北哈特蘭壩,本來壩體是不透水料均質土壩,由於在中央偏上游處設定了上昂式排水,成為厚斜牆壩的形式,降低了壩的浸潤線,下游坡度可以陡至1∶2,又減少了施工期壩體孔隙壓力,當壩前水位驟降時又能增加上游坡的穩定。
壩內排水
水平褥墊排水
水平褥墊排水由堆石或卵礫石組成,外包反濾。從下游壩趾開始,成片連續沿壩體與壩基接觸面水平伸入壩體。伸入長度由計算確定,對於不透水壩基上均質土壩,伸人長度最多為壩底寬的1/2~1/3。這種排水能較多降低壩體浸潤線,適用於下游無水情況。
在水平褥墊排水下游壩腳處應設排水溝,褥墊厚可按排泄2倍入滲量確定。
網狀排水
網狀排水由與壩軸平行的縱向排水及垂直於壩軸的橫向排水組成。排水體為堆石或卵礫石,外包反濾。這種排水適用於缺少排水材料情況。
縱向排水的厚度和寬度應由滲流計算確定。橫向排水寬度應大於0.5m、間距30~100m,坡度由不產生接觸沖刷確定,一般不大於1%。如滲流量比較大,增大排水尺寸不經濟,可在縱橫向排水帶核心埋置排水管,管徑由滲流計算決定,但不得小於200mm,管內流速應控制在0.2~1.0m/s,管坡度不要大於5%,管內充水不高於管徑0.8倍。排水管應埋入反濾料中,排水管相互之間應留有縫隙,或在管壁上留孔,以收集滲水。縫寬或孔徑由反濾計算確定。
水平分層排水
有些均質土壩還在不同高程防滲體的上下游壩體設定若干層水平橫向排水,層間高差一般10m左右,見下圖。
設定橫向排水不但可以降低施工期壩體孔隙壓力,而且還可以在庫水位下降時,改變上游壩體滲流方向,由向上游變為向下游,有利於上游壩坡穩定。
暗管式排水
在縱向設定堆石稜柱體式排水體,每隔10m左右設橫向排水管,匯集縱向排水體的滲水,排出壩外;橫向排水管用混凝土管,也可用堆石稜柱體式排水體。這種型式的排水體因檢修不便,故很少採用。
但當壩下游填築壓重平台時,或有變電站設備平台時,必須用暗管將縱向排水體的滲水引到下遊河道或尾水渠,此時才採用暗管式排水體。