无砂混凝土管在堤坝集渗工程中的应用

无砂混凝土管在堤坝集渗工程中的应用冯承梅郭志云盱眙县位于淮河中、下游，地形以低山漫岗为主，区内共有中小水库123座，分布较广，且所有水库堤坝为均质土坝，因而解决堤坝的集渗问题尤为重要。利用无砂混凝土管的高强空管、高密微孔、整体透水等特点做成的堤坝集渗、排水暗管与传统的松散砂石材料组成的各式集渗、排水设备相比，具有明显的工程数量少、集渗效果好、使用寿命长、工艺要求低、施工速度快等优点。无砂混凝土管的性能无砂混凝土管（简称无砂管，下同）系用水泥：瓜子片：水（重量比）=1：6：0.24拌和后的管模中浇注而成的圆柱形透水管，其抗压强度应高于50kg/cm3，耐久性与一般混凝土管相同。无砂管糙率考虑到表面密集均匀多孔，且管内过水断面受到管壁渗流的影响等因素，参照一般混凝土的糙率，采用较大值，取n=0.020。无砂管的集渗能力采用承受稳定渗压水头的孔流流量公式表示。无砂管流量系统的确定与原材料的规格、品种、级配、施工工艺等具体条件有关，可以用实验方法求得单位管长在定管径、定水头下的渗流量。防渗系统无砂管防渗系统由无砂混凝土集渗暗管（简称无砂暗管，下同）和导渗管两部分组成。无砂暗管由无砂管外包土工布及四周铺设砂石反滤层组成，布置于平行堤坝轴线方向的下游坡脚内的土基里，作用是汇集堤身渗流。导渗管的作用是排出无砂暗管汇集的渗水，采用无砂管或混凝土，垂直于无砂暗管方向布置。无砂管孔径计算（1）按集渗要求：考虑10%的剩余渗压，单位长度堤坝渗流量：q=1.1Khc考虑到无砂管两端有20%管长的不渗水混凝土管头和取用2倍的安全系统。按集渗要求，无砂管孔径：（2）按排渗要求设导渗管的间距为L，无砂暗管排水时的充水度为0.5，则，，。=按排渗要求，无砂管孔径：（3）导渗管间距：同时满足集渗及导渗要求，由式得：式中i为导渗管比降。（4）无砂暗管比降：管内流流速，不淤流速，对于最大粒径0.5mm，平均粒径d50=0.3mm的砂粒沉降速度为32.4mm/s，A=55。无砂暗管排水速度要求大于不淤速度，以防止管内淤积。即V≥u得（5）导流管的管径可选择与集渗管相同，比降按一般水力计算方法确定。反滤层选择反滤层设置的目的是协助集渗，防止流土堵塞管孔，保证无砂暗管正常工作；要求反滤层的透水性大于地基土质的透水性，防止地基大量土粒穿过滤层堵塞无砂管。1、砂土地层反滤层；极细砂的料径为0.1~0.05mm，d50≈0.0075mm，无砂管最大孔隙0.5mm，D50≈0.3mm，由于D50/d50=4＜50，最多仅需一层反滤，又因D50/d50=＜5，也可不设反滤层。2、粘土地基反滤层：参照《土坝设计》，粘土层上第一层反滤层的粒径：粘土的粒径在0.005mm以下，在实际工程中D50的计算总是大于0.5mm。所以粘土地基上的反滤层一般仅需设一层中粗砂，反滤层的厚度按大于5倍的反滤料最大粒径或大于10倍D50计算，采用10~20cm即可满足要求。结语盱眙县化农、龙王山等5座中型水库以及40座小型水库的实践表明：无砂暗管作为堤坝的防渗设备，在技术上是可行的，在经济上是合理的，在运行中是可靠的。无砂暗管对于水闸的底部和下游墙后防渗以及对于土坝的坝身和坝基的加快固结方面的效果如何，尚需进一步观测和分析。堤坝的地基防渗，建议采用立式的无砂管减压井。（中国混凝土网转载请注明出处）需了解更多详情或参与讨论，请进入中国混凝土论坛：