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涌水量与扬压力的关系的介绍

【摘要】:上、下游主排水孔是控制坝基扬压力的关键措施。涌水量长期过大可能导致坝基产生渗透变形。其原因是上游主排和第一辅排的排水量大,坝基扬压力降低值大。图8.9为坝基排水孔不同涌水量与坝基总扬压力关系。

上、下游主排水孔是控制坝基扬压力的关键措施。实测资料表明,上游主排水孔涌水量远大于下游主排水孔的涌水量。涌水量长期过大可能导致坝基产生渗透变形。从坝基扬压力控制角度出发,当坝基实测扬压力与设计扬压力分布接近时,表明渗控措施一方面有效,另一方面也经济。在左非3坝基的辅排和下游主排作用下,辅排和下游主排所在部位的实测扬压力基本接近于设计扬压力;而上游主排和第一辅排处的扬压力实测值小于扬压力设计值,仅为设计值的1/4。其原因是上游主排和第一辅排的排水量大,坝基扬压力降低值大。下游主排处扬压力较小,孔口涌水量也较小。从安全角度看,实测扬压力值较小部位,排水孔孔口压力可以适当增大。坝基扬压力的增大可以通过减少排水孔的涌水量来实现。

为了获得左非3坝段坝基涌水量控制标准,对第一、第二辅助排水孔及下游主排水孔的孔口压力分别按设计扬压力值进行控制(方案四,其目的是充分利用扬压力设计值,在经济上更合理),即通过改变上游主排水孔的孔口压力大小来获得上游主排水孔中的涌水量变化量,进而获得坝基总扬压力与排水孔中的涌水量关系。图8.9为坝基排水孔不同涌水量与坝基总扬压力关系。图8.9中,横坐标相同的情况下,上游主排、辅排1、辅排2和下游主排的涌水量相对应。当上游主排水孔的涌水量发生变化时,其他排水孔中的涌水量相应发生变化。上游主排水孔涌水量降低时,代表上游主排水孔位置处的孔口压力增加(即排水孔阀门开启程度减小),该部位处的水头增加。在其他排水孔孔口压力维持不变的情况下,上游主排水孔与其他排水孔之间的水力梯度将增大,进而导致第一、第二辅排和下游主排水孔的涌水量增加;其中第一辅排的涌水量增加幅度较大。由图8.9可知,坝基总扬压力与各排孔涌水量基本上呈线性变化关系;坝基总涌水量减小,坝基总扬压力增加。

图8.9 坝基扬压力与排水孔涌水量关系

根据图8.9可以得到坝基各排水孔涌水量和压力的拟合关系如下:

上游主排水孔单孔涌水量与坝基水力梯度关系

第一辅助排水孔单孔涌水量与坝基水力梯度关系

第二辅助排水孔单孔涌水量与坝基水力梯度关系

下游主排水孔单孔涌水量与坝基水力梯度关系

式中:q为排水孔单孔流量;P为坝基水力梯度。

按照正常蓄水位条件下坝基设计扬压力值49364.43kN,由式(8.1)~式(8.4)可得上游主排单孔控制涌水量为62.30L/min,第一辅助排水孔控制涌水量为29.63L/min,第二辅助排水孔控制涌水量为13.82L/min,下游主排单孔控制涌水量为8.58L/min。