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在土石壩樞紐中,當(dāng)由于兩岸地質(zhì)條件或其他原因,不易開(kāi)挖隧洞時(shí),可以采用在土石壩下埋設(shè)涵管的方式來(lái)滿足泄水、引水的需求。
與在山巖中開(kāi)挖隧洞相比,壩下涵管不需要開(kāi)山鑿洞,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、工期較短、造價(jià)也低,因此在中、小型工程中使用較多。同時(shí),壩下涵管的進(jìn)口通常在水下較深處,也是屬于深式泄水或放水建筑物。因此,其工作特點(diǎn)、工程布置、進(jìn)出口的形式與構(gòu)造等方面與水工隧洞均有相似之處。但是,壩下涵管的管身埋設(shè)于土石壩壩下,穿壩而過(guò),如設(shè)計(jì)施工不良或運(yùn)用管理不當(dāng),極易影響土石壩的安全。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外土石壩失事資料的統(tǒng)計(jì)分析表明,壩下涵管的缺陷是引起土石壩失事的重要原因之一。涵管的材料與土石壩的填土是兩種性質(zhì)差別較大的材料,如果兩者結(jié)合不好,水庫(kù)中的水就會(huì)沿管壁與填土之間接觸面產(chǎn)生集中滲流,引起管外填土的滲透變形,特別當(dāng)涵管由于壩基的不均勻沉陷或連接結(jié)構(gòu)等方面原因,發(fā)生斷裂、漏水時(shí),后果更加嚴(yán)重,甚至導(dǎo)致壩體的失事。
因此在壩下涵管的設(shè)計(jì)、施工中必須采取適當(dāng)?shù)拇胧龅焦苌砼c周?chē)馏w的緊密結(jié)合,加強(qiáng)管身的防滲處理,保證壩下涵管及壩體安全可靠運(yùn)行。對(duì)于高壩或多地1震地區(qū)的壩,應(yīng)盡量避免采用壩下涵管。
壩下涵管的線路選擇及工程布置的一般原則為經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便。在進(jìn)行壩下涵管的位置選擇時(shí),主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。
1、運(yùn)用條件
涵管的布置要盡量從方便運(yùn)用來(lái)考慮,引水灌溉的壩下涵管蕞好與灌區(qū)布置在同一岸側(cè),如兩岸均有灌區(qū),可在兩岸各設(shè)一個(gè)涵管,以免修建過(guò)河交叉建筑物。涵管不宜離溢洪道太近,以免泄水時(shí)相互干擾。
2、水流條件
涵管的軸線應(yīng)為直線,且與壩軸線垂直,以使水流順暢,并縮短管線,減小工程量,降低水頭損失。當(dāng)為了適應(yīng)地形、地質(zhì)的變化,涵管必須轉(zhuǎn)彎時(shí),軸線應(yīng)以光滑曲線連接,其轉(zhuǎn)彎曲率半徑應(yīng)大于管徑的5倍。
在進(jìn)行涵管布置時(shí),應(yīng)綜合考慮以上條件,并注意與其他建筑物之間的相互位置關(guān)系,擬定若干方案,經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后加以確定。