滲渠水量布置結構工程計算分析論文
時間:2022-04-04 06:11:00
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編者按:本文分析了土工膜料選擇渠道和選擇單價以及滲渠布置集水管水量的監測,滲渠水量布置結構工程計算方法,通過滲渠結構的設計和水層適用條件,滲渠的凈化作用這方面進行探討分析。
【摘要】潛流工程是綜合開發河道地表和地下徑流的一種地下集水工程,制作截滲墻和布置集水滲渠,是潛流工程設計中的重要內容。土工膜料選擇、厚度確定、結構設計、膜料連接及滲渠布置形式等關系到取水量的大小。
【關鍵詞】截潛流;土工膜料;滲渠布置
潛流工程是綜合開發河道地表和地下徑流的一種地下集水工程,采用新型防滲技術土工膜料制作截滲墻和科學布置集水滲渠,是潛流工程設計中的重要內容。土工膜料選擇、厚度確定、結構設計、膜料連接及滲渠布置形式等關系到取水量的大小。
1.土工膜料
1.1土工膜料選擇根據土工膜具體參數指標和工程實際情況,結合防滲工程的工作條件、施工條件,考慮各種膜料性能、單價、產品質量等因素,比較后確定。主要有:聚乙稀薄膜、聚氯乙稀薄膜、PVC復合膜等。
1.2土工膜厚度的確定土工膜厚度與墊層平整度、材料允許拉應力及彈性模量等有關。公式較多,墊層土體粒徑d<22mm時,一般采用前蘇聯水利科學院公式:δ=0.006E1/2Hd1.03[σ]3/2式中:δ——土工膜厚度(mm);H——鋪設薄膜范圍內的最大水頭(m);d——墊層土壤最大粒徑(mm);[σ]——膜的允許拉應力(KPa);E——膜的彈性模量(KPa)。
1.3結構設計。土工膜防滲量以薄膜防滲、上下墊層保護的組合防滲體,它由墊層——防滲層——墊層——保護層——反濾過渡層共同組成防護體系。一定要作為整體性防滲處理,土工膜要與不透水層岸坡嚴密結合。墊層5~10cm,最大粒徑不超過5mm,保護層土質:粘壤土或砂壤土,干容重15KN/m3,含水量約為20%,厚度0.2~0.3m左右。公務員之家
1.4薄膜連接。土工膜的連接是施工的關鍵工序,現場連接防滲的方法主要有粘接法、熱焊接法。塑料PVC復合膜一般有粘接法,PE復合膜一般用恒溫電熨斗加熱處理,接縫寬度10cm。
1.5土工膜鋪設。土工膜一般不易張拉太緊,預留5%的伸縮長度成波紋狀折皺,以適應基本變形。兩層膜間不得夾帶泥土、雜物,不得有充氣現象。從土工膜鋪設到上墊層及保護層回填,應避免石塊、重物、尖銳物直接砸擊和接觸土工膜,以免薄膜刺穿破壞。
2.滲渠布置
2.1滲渠作用。滲渠主要用以截取河流滲透水和潛流水其出水量多具有季節性變化的特點,一般枯水期出水量小,富水期出水量大。在計算滲渠的出水量時,應考慮枯水期內的最低流速大于不淤流速,當截取河流滲漏水時,滲渠有一定的凈化作用,其凈化效果與河水濁度及人工濾層結構有關,一般可除去懸浮物70%以上,除去細菌70~95%,除去大腸菌70%以上。
2.2適用條件。含水層厚度大于2m,最大4-6m,透水性較好,一般滲透系數大于10~20m/d,地下水位埋深不大且變化幅度較小,枯水期地下水位埋深不低于5m,在嚴寒地區間歇河谷中含水層較薄的地帶,靠近岸邊的滲渠應布置在河岸穩定、河水較清、水流較急且有一定沖刷力的直線段或凹岸。2.3工程實例
2.3.1總體布置。截潛流工程布置在細河干流上游101國道楊家荒大橋下575m處,采用非完整式集水管型式,采用土工膜做為截滲墻材料,鋪設完整式截滲墻260m。土工膜伸入基巖下0.5m,上部距離河床面0.5m。在截滲墻上游設集水管,集水管垂直于主河道方向布置,集水管長度為120m,集水管兩端設集水井。每40m設一個檢查井。集水管除底面外均設三層反濾層,集水管坡度2‰。
2.3.2截滲墻。截滲墻采用完整式土工膜截滲墻,防滲土工膜按1:1坡度鋪設,土工膜上墊層用20cm厚細砂、下墊層用10cm厚細砂做保護層,土工膜垂直下基巖0.5m后,再水平鋪設0.5m;為加強錨固和防止底邊滲漏,在土工膜上、下水平伸入的0.5m,土工膜上下墊層采用0.25m厚的粘土做隔滲和壓實保護。
2.3.3集水管
2.3.3.1進水孔及集水管。根據下面公式進行計算:F=Q/v式中:F——進水孔的總面積;Q——設計出水量,Q=0.009m3/s;v——進水孔允許流速,一般采用0.01m/s。經計算得F=0.9m2,如按鋪設120m長的集水管,每節集水管長2.4m,進水孔內徑d=25mm計算,在每節集水管上需有37個孔。選用內徑600,壁厚50mm的混凝土管,每節管長2.4m。進水孔沿上部2/3圓周布置,孔眼為內大外小的楔形,呈梅花狀布置,孔眼凈距為孔眼直徑的10倍。
2.3.3.2集水管水量。根據無壓含水層非完整式滲渠水量計算公式:Q=KL(H2-h02)/R·〔(t+0.5r0)/h0〕·4〔(2h0-t)/h0〕充滿度為0.4進行分析計算。式中:Q——集水管出水量,m3/d;K——滲透系數,87m/d;L——集水管長度,120m;H——含水層厚度,5.0m(集水管進口);h0——集水管內水位距含水層底板高度,3.2m(集水管進口);R——影響半徑,33m;t——集水管水深,0.24m;r0——集水管半徑,0.3m。經計算得Q=1725.7m3/d﹥需水量548.5m3/d。
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