西霞院消力池底板暗排水结构比选分析

西霞院消力池底板暗排水结构比选分析检测与分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.11No.2西霞院消力池底板暗排水结构比选分析张俊霞1翟李越2杨小平1李莉1(1.黄河水利科学研究院2.黄委会上中游管理局)摘要为解决泄洪闸、排沙洞在运行和检修中消力池底板的抗浮稳定问题,需要在消力池底板以下的砂砾石层中设暗排水系统。暗排水系统结构形式初选为三种,即无砂混凝土管、无砂混凝土沟槽及软式透水管,在分析三种排水结构入渗能力及排渗能力的情况下,对暗排水系统结构形式进行优化,最终选定管体结构合理,过滤性能强,入渗能力和排水效果明显,施工方便,并满足设计需要的软体排水管作为暗排水系统的结构形式。关键词西霞院暗排水结构PVC软式透水管收稿日期61工程概况西霞院反调节水库是小浪底水利枢纽的配套工程,位于河南省境内黄河干流上。为确保水库的有效库容且满足下游河道输沙要求,西霞院水库汛限水位131m的泄流能力要求不小于6000m3#s-1,泄洪闸为工程的主要泄洪建筑物,下游采用底流消能,消力池长48m,宽344.5m。开敞式闸消力池底板厚3~2m,池深3m,池底高程114~113m;胸墙式闸消力池底板厚3m,池深2m,池底高程114m。尾坎高程均为116m。泄洪闸地基为沉积砂卵石层,厚度10~15m,具中-强透水性,渗透系数为30m#d-1,且闸基下游水位相对较高。由于闸基存在渗漏问题,从而导致消力池底板下有承压水存在,为了保证消力池在检修条件及泄洪时底板的抗浮稳定性,需要在消力池底板以下的砂砾石层中设暗排水系统以降低消力池底板的承压水头。2暗排水结构初选型式暗排水方案是在消力池底板下铺设排水管,通过设在尾坎混凝土中的排水廊道,集中在右边墙的排水井中抽排。其优点是整个消力池底板的承压水头一致,不会发生基础渗透破坏,泄洪时不会因水流冲击而损坏。缺点是由于排水管埋在底板下,检查和检修较为困难,并且无法进行修复和更换。因此,暗排水结构需要采取一定的保护措施,选择优质的结构方式及可靠的结构材料,精心施工,从而保证排水通畅。经局部三维渗流计算分析,在计算条件/汛限水位124134m,抽排最低水位11210m,地下水位12116m,坝基渗透系数30m#d-10情况下,消力池基坑汇集的渗流量为35658188m3#d-1=01413m3#s-1,消力池底板有312m左右的承压水头