水工隧洞与坝下涵管
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教学内容板书或旁注第一节日常养护(一)检查书上1-5(二)养护6・9第二节坝下涵管常见病害处理一、常见病害及产生原因(一)、管身断裂漏水常见原因有六个方面:1、2、3、4、5、6、(二)、水流流态不稳而引起的管身破坏及气蚀流态不稳的原因及产生的破坏1、操作不当2、设计不合理3、门槽形状,表面不平整(三)、出口消力池破坏破坏原因及现象二、病害处理(一)、涵管断裂漏水处理1、地基加固(1)管身上部填十不高,开挖坝身后处理。
(2)管内钻空灌浆2、表而贴补主要用环氧树脂贴补3、结构补强(1)灌浆(2)加套管或内衬(3)支撑或拉锚4、顶管法建新管(二)出口消力池的加固和修复1、增建第二级消力池适用条件2、增加海漫长度和抗冲能力。
第三节隧洞常见病害及处理一、隧洞常见病害及成因(一)隧洞洞身衬砌断裂破坏及漏水引起隧洞洞身衬彻断裂破坏的原因很多,主要有以卜•儿个方面。
(1)岩石变形或不均匀沉陷。
(2)施工质量差。
(3)水锤作用。
(4)其它原因。
(二)隧洞的气蚀与磨损1、隧洞产牛气蚀的主要原因如下。
(1)洞体局部体形不合流线。
由于体形不合流线,造成水流流线与边界分离,产生气蚀。
(2)闸门后洞壁有突出棱角,表面不平整。
广东省江河水库坝下输水管,进口处装有五孔转动闸门,水流进入洞身呈直角突变,再加上门后洞壁表面不平整,结果发生局部气蚀。
1974年检查,有人小蚀点56处,最深39cm o(3)门槽形状不好和闸门底缘不平顺。
当工作水头和流速很大时,水流通过闸门后,脉动加剧,易产生气蚀。
(4)管理运用不当。
2、隧洞的磨损也是常见的问题。
我国的多泥沙河流,高速含沙水流对隧洞的磨损是急待解决的问题。
水流中推移质泥沙和悬移质泥沙对隧洞均有磨损,但又有所不同。
悬移质泥沙磨损破坏过程缓慢,高速含沙水流通过隧洞边壁摩擦,产牛边壁剥离。
推移质泥沙是以滑动、滚动的方式在建筑物表面运行,除了摩擦作用外,还有冲击作用。
故推移质主要是冲击、碰撞作用对隧洞表而的破坏。
水工建筑物——坝下涵管在土石坝枢纽中,当由于两岸地质条件或其他原因,不易开挖隧洞时,可以采用在土石坝下埋设涵管的方式来满足泄水、引水的需求。
一、坝下涵管的特点与在山岩中开挖隧洞相比,坝下涵管不需要开山凿洞,结构简单、施工方便、工期较短、造价也低,因此在中、小型工程中使用较多。
同时,坝下涵管的进口通常在水下较深处,也是属于深式泄水或放水建筑物。
因此,其工作特点、工程布置、进出口的形式与构造等方面与水工隧洞均有相似之处。
但是,坝下涵管的管身埋设于土石坝坝下,穿坝而过,如设计施工不良或运用管理不当,极易影响土石坝的安全。
根据国内外土石坝失事资料的统计分析表明,坝下涵管的缺陷是引起土石坝失事的重要原因之一。
涵管的材料与土石坝的填土是两种性质差别较大的材料,如果两者结合不好,水库中的水就会沿管壁与填土之间接触面产生集中渗流,引起管外填土的渗透变形,特别当涵管由于坝基的不均匀沉陷或连接结构等方面原因,发生断裂、漏水时,后果更加严重,甚至导致坝体的失事。
因此在坝下涵管的设计、施工中必须采取适当的措施,做到管身与周围土体的紧密结合,加强管身的防渗处理,保证坝下涵管及坝体安全可靠运行。
对于高坝或多地震地区的坝,应尽量避免采用坝下涵管。
二、坝下涵管的位置选择坝下涵管的线路选择及工程布置的一般原则为经济合理、安全可靠、运行方便。
在进行坝下涵管的位置选择时,主要应考虑以下几个方面的问题。
1.地质条件应尽量将涵管设在岩基上。
如不可能时,对于坝高在10m以下的涵管也可设于压缩性小、均匀而密实的土基上,但必须有充分的技术论证。
涵管上部所受的外荷载沿管轴线方向变化较大,将可能产生不均匀沉陷,而引起管身断裂,因此,必须避免将管身部分设于岩基上、部分设于土基上,以防止因地基的不均匀沉降而使得管身断裂。
不得将涵管直接建在坝体填土中。
在进出口的位置,要注意山坡地质的稳定性,防止山坡塌方堵塞涵管。
2.地形条件涵管应布置在与进口高程相适应的位置,以免增加过多的挖方工程量。
第八章渠系建筑物自测题一、填空题1. 渠系建筑物的类型较多,按其作用可以分为以下六类:建筑物、建筑物、落差建筑物、建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。
2. 渠道系统,一般由级固定渠道所组成。
各自的作用不同,其中:渠为输水渠道,渠为配水渠道。
3. 渠道设计的任务,是在给定的设计流量之后,选择渠道的、确定渠道以及渠道。
4. 渠道的设计要求较多,如:①有足够的输水能力,以满足的需要;②有足够的水位,以满足的要求;③有适宜的流速,以满足的需要;等等。
5. 渠道纵断面设计,主要内容是确定六条线:即①地面高程线、②、③最高水位线、④、⑤最低水位线和⑥。
6. 有坝取水枢纽,是指河道水量、但水位、不能满足要求,或引水量较大,无坝引水不满足要求的情况。
7. 无坝引水枢纽中,引水角一般为300~500,引水角越小,水流条件越、冲刷越、渠首的布置也就越。
8. 渡槽,是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥,一般由、和等部分组成。
9. 渡槽的适用条件,一般是所跨越的河渠相对高差,河道的岸坡,洪水流量的情况。
10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为:以及两大类。
11. 梁式渡槽,根据其支承点位置的不同,可分为:式、式和式三种形式。
12. 双悬臂式梁式渡槽,按照其悬臂的长度不同,可以分为式和式两种形式,其中式的跨中弯矩为零,底板受压,抗渗较为有利。
13. 拱式渡槽,根据主拱圈的结构形式(支撑结构特点),分为式渡槽、式渡槽和式渡槽。
14. 渡槽的水力计算方法是:当槽身长度L≥(15~20)(H为槽内水深),其流态属于流,流量公式为______ ______;当L<(15~20)H时,其流量按公式计算。
15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时,一般按情况设计;横向结构计算时,一般沿方向取单位长度,按问题设计。
16. 梁式渡槽的支撑形式,有槽墩式、排架式两种。
对于后者,主要包括:、、A字形排架、和组合式排架等。
17. 渡槽的基础形式较多,按照结构和受力特点,一般分为、、以及沉井基础等。
第七章水工隧洞与坝下涵管自测题一、填空题1.水工隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为竖井式、_塔式_式、岸塔式和_斜坡_式。
其中_塔式_受风浪、冰、地震的影响大,稳定性相对较差,需要较长的工作桥。
2.水工隧洞按水流状态可分为_有压隧洞;无压隧洞_两种形式,_无压隧洞_更能适应地质条件较差的情况,但其_流态_复杂,所以应避免平面转弯。
3.回填灌浆是填充_______与_______之间的空隙,使之结合紧密,共同受力,以改善_______条件和减少_______。
衬砌;围岩;传力;渗漏4.坝下涵管为了有效地防止集中渗流,在涵管1~2m的范围内用回填粘土做防渗层,这个防渗层称为涵衣。
5.无压隧洞多采用圆拱直墙形断面。
6.有压隧洞多采用圆形断面。
7.水工隧洞的纵坡的确定,主要涉及到泄流能力、压力分布、过水断面大小、工程量等,有压隧洞的纵坡由进出口高程确定,无压隧洞的纵坡由_水力计算_确定。
8.有压洞的工作闸门通常布置在隧洞的出口,工作闸门要求常在动水中启闭,检修闸门常在静水中启闭。
9.水工隧洞按用途可分为泄洪洞;引水洞、排沙洞、放空洞、导流洞口等。
10.坝下涵管的进口建筑物形式有分级卧管式;塔式;斜拉闸门式。
11.为防止坝下涵管产生集中渗流,常将涵管的管壁外围局部加厚,称为截水环。
12.水工隧洞出口消能方式有挑流消能;底流消能;榨缝式挑流坎消能;洞中突扩散消能。
一、填空题1.塔式;斜坡;塔式2.有压隧洞;无压隧洞;无压隧洞;流态3.衬砌;围岩;传力;渗漏4.涵衣5.圆拱直墙形6.圆形7.进出口高程;水力计算8.出口;动水;静水9.泄洪洞;引水洞10.分级卧管式;塔式;斜拉闸门式11.截水环12.二、单项选择题1.关于隧洞选线,不正确说法有( B )。
A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。
B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。
C、对有压隧洞,当考虑弹性抗力时,围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。