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涌水量控制的标准确定

【摘要】:上游主排和第一辅助排水孔的单孔涌水量较大,为防止单孔涌水量过大引起坝基产生渗透变形现象,需要对这两个部位的排水孔涌水量进行人为控制。采取上述调控方式条件下的坝基总扬压力值为47209.293kN,是设计扬压力值49412.447kN的95.54%,由此可见,调控后的坝基总扬压力满足设计要求。图8.11流量调控下的坝基扬压力分布

前述研究表明,第二辅助排水孔及下游主排水孔的涌水量较小,在现有条件下可以不予控制。上游主排和第一辅助排水孔的单孔涌水量较大,为防止单孔涌水量过大引起坝基产生渗透变形现象,需要对这两个部位的排水孔涌水量进行人为控制。从控制扬压力角度看,排水孔涌水量越大越好;但从渗透变形角度来讲,排水孔涌水量越小越好。

对上游主排来说,满足扬压力要求的涌水量应该大于62.30L/min;而满足渗透变形要求的涌水量必须小于39.37L/min。两者不能同时成立。

对第一辅助排水孔来说,满足扬压力要求的涌水量应该大于29.63L/min;而满足渗透变形要求的涌水量必须小于41.92L/min。也就是说只要第一辅助排水孔涌水量在29.63~41.92L/min之间取值都可以同时满足两者的要求。

对第二辅助排水孔来说,满足扬压力要求的涌水量应该大于13.82L/min;而满足渗透变形要求的涌水量必须小于16.13L/min。也就是说只要第二辅助排水孔涌水量在13.82~16.13L/min之间取值都可以同时满足两者的要求。

对下游主排水孔来说,满足扬压力要求的涌水量应该大于8.58L/min;而满足渗透变形要求的涌水量必须小于11.02L/min。也就是说只要第一辅助排水孔涌水量在8.58~11.02L/min之间取值都可以同时满足两者的要求。

为解决上游主排涌水量对坝基扬压力和渗透变形影响之间的矛盾,同时考虑坝基设计扬压力为总扬压力,因此,对上游主排采用渗透变形控制得到的涌水量39.37L/min作为控制值。在这种情况下,由于涌水量减小,上游主排附近扬压力将增大,其数值局部超过设计扬压力图形,见图8.11。为此,对辅助排水孔及下游排水孔涌水量控制值可取区间值的上限值;此时,辅助排水孔及下游主排水孔的涌水量大于按设计扬压力图形控制得到的涌水量值,即辅助排水孔及下游主排水孔控制范围内的扬压力比设计值有所降低,并小于该部位的扬压力设计值。采取上述调控方式条件下的坝基总扬压力值为47209.293kN,是设计扬压力值49412.447kN的95.54%,由此可见,调控后的坝基总扬压力满足设计要求。

在正常运行期,考虑坝基同时满足设计扬压力和抗渗透变形要求后,提出向家坝坝基“可控制抽排系统”的上游主排及第一辅助排水孔的控制涌水量标准取40L/min,下游主排和第二辅助排水孔的控制涌水量标准取20L/min。

图8.11 流量调控下的坝基扬压力分布(单位:m)