SL/T 269-2019 水利水电工程沉沙池设计规范(高清正版,附条文说明).pdf

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SL/T 269-2019 水利水电工程沉沙池设计规范(高清正版,附条文说明).pdf

6。2.4定期冲洗式沉沙池泄空冲洗过程中,往往受排沙道容量

6.2.4定期冲洗式沉沙池泄空冲洗过程中,往往受排沙道容量

所限,需局部开启闸门控制流量。排沙道渠底纵坡要大于工作具 池底纵坡DL/T 1094-2018 电力变压器用绝缘油选用导则,以保证排沙通畅,防止排沙道淤堵。

所限,需局部开启闸门控制流量。排沙道渠底纵坡要大于工作段 池底纵坡,以保证排沙通畅,防止排沙道淤堵。 6.2.5当沉沙池出口下游输水道邻近扬水泵站时,在泵站机组

6.2.5当沉沙池出口下游输水道邻近扬水泵站时,在泵站机组

6.2.5当沉沙池出口下游输水道邻近扬水泵站时,在泵

突然停电,人池水量尚未得到控制时,为防止回流影响沉沙池 全,需在输水道适当位置设置旁侧溢流堰,如禹门口和大禹渡汇 沙池均在输水道一侧设置旁侧溢流堰,

6.2.6水电站定期冲洗式沉莎池下游连接段后设置出口闸门

6.3.2设置旁侧溢流堰,目的在于宣泄进水口闸门操作

机组丢负荷时,进入沉沙池超过设计流量的水量,在确定泄流量 后,按堰流公式确定堰顶高程。堰顶高程一般比运行水位

6.3.3沉沙池下游连接段采用逐渐收缩的型式,以使出池水流 能畅通进入下游输水道。下游为明渠时,收缩角按水流收缩角确 定;下游为有压输水道时,有压引水道进口顶部淹没水深由淹没 条件确定。

6.3.3沉沙池下游连接段采用逐渐收缩的型式,以使出池水流

6.4.1湖泊形沉沙池在占地面积、渗漏损失、浸没影响、沉游 管理等方面存在较多问题,很少采用;条带形沉沙池由于进口突 然扩大,沉沙效果较差也较少采用。梭彤沉沙池布置较合理 运行效果较好,采用较多。 在条渠沉沙池睿积受到地形条件限制时:可以人工或机械开 挖,以开挖的土方筑成渠而形成条渠:·运行若干年达到淤积高 程后,邻渠另挖新的条渠沉沙池,并以新渠开挖的耕植土覆盖于 淤积高程上而还耕,依此进行称以挖待沉::如山东潘庄灌区沉莎 池。引黄济青渠首沉沙池,初期为自流沉沙:后期拟为扬水沉 沙,既延长了沉沙池的使川年限,又可少耕地。 6.4.2条渠沉沙池进、出口设置节制删的11的是调节流量和分 水引水。出口闸还具有调整水位、调节水恤比降和流速、控制泥 沙淤积等作用。条渠沉沙池可布置成逐渐展宽的进口段和比较顺 直的工作段;出口段宜徐缓收缩,但不宦过于束窄,以利于后期 沉沙。进口段为输沙段,长度一般为全池长的15%,流速要大 些,以免进口淤塞;工作段为主要淤积段,流速要小,以利于泥 沙沉降,长度约为全池长的70%;出口段的流速主要靠出口控 制,流速要大于工作段,使泥沙下移,长度约为全池长的15% 根据黄河下游的经验,条渠沉沙池长度一般不小于2km。 6.4.4根据国内已建条渠沉沙池设计及运行经验,土质边坡

6.4.4根据国内已建条渠沉沙池设

般为1:4~1:5,坡面一般植树种草,以御风浪。堤顶高程白 确定需考虑波浪爬高和安全加高,参照2~5级堤防工程的安全 加高值,本标准规定条渠沉沙池堤顶安全加高值为0.5~0.8m

考虑条渠沉沙池围堤和堤防工程的差别。 6.4.5条渠沉沙池围堤堤顶要有足够的顶宽,以适应风浪冲击, 避免边坡土壤流失,同时要满足抢护交通的要求。对于大型条渠 沉沙池的围堤、格堤,其顶宽一般为5~7m。由于堤高顶宽, 土方工程量大,可利用条渠沉沙池淤土分期加高,分层实,做 成多级坡面。 6.4.6采取防、截、排渗措施的目的是防止条渠外围地区发生 次生盐渍化。防渗措施包括渠底和渠堤两部分。渠底防渗主要是 先在来沙较细的季节(汛期),用小水放淤渠底,以形成细淤防 渗盖层,厚约0.3m。渠堤防渗,一是利用细淤土作堤;二是在 条渠使用初期(来沙较细季节),渠内引放大水或雍高水位,使 细淤土覆盖堤坡,形成贴淤防护面。 截渗主要是条渠外围修建2~3道截渗沟,防止渗水浸没条 渠周围地区。截渗沟要有足够深度和稳定的边坡。 排渗是在截渗的基础上,使条渠渗水能结合条渠周围田间工 程,布置完整的排水系统,或结合灌溉,建立井排系统,将渗水 排出。

7.1.1、7.1.2本标准规定了定期冲洗式沉沙池、连续冲洗式沉 沙池和条渠沉沙池水力设计要求,未含其他型式的水力冲洗式沉 沙池。 沉降计算、淤积计算是沉沙池主要尺寸确定的依据。应拟定 多种水深、宽度、长度的组合方案,通过水沙设计,并经技术经 济比较确定沉沙池的主要尺寸。由于水流泥沙运动比较复杂,本 标准规定重要的工程应经物理模型试验进一步验证设计的合 理性。 印

以及与SL42《河流泥沙颗粒分析规程》的一致性,本次修订规 定采用SL42规定的方法进行泥沙沉降速度计算。

7.2工作段主要尺寸计算

7.2.3国内已建水电站沉沙池工作段平均流速见表3,已观测 的大禹渡等灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池平均流速、工作深 度见表4。

已建水电站沉沙池工作段平均流速、工

表4已建灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池 平均流速、工作深度表

注:禹门口沉沙池工作段后段为斜板区,为复合型定期冲洗式。

在苏联水电站沉沙池规范中,工作段平均流速建议有如下 几点: (1)设计最小沉降粒径在0.25~0.40mm的沉沙池,其平 均流速可以在0.25~0.50m/s范围内选择。 (2)设计最小沉降粒径为0.70mm时,平均流速的上限可 提高到0.70~0.80m/s。 (3)平均流速的选取与人池悬移质颗粒级配有关,当水流中 较粗颗粒的泥沙占优势时,可以选取较大的平均流速。 7.2.4实测资料表明,水力冲洗式沉沙池宽深比过大,池内水 流三度性明显,池底泥沙淤积易形成滩槽,沉沙效果明显降低。 因此,沉沙池工作段宽深比不宜大于4.5, 7.2.5沉沙池池湘单宽冲洗流量是确定分厢宽度的重要参数: 单宽流量范围系由已建沉沙池观测值给出的。已建灌溉及供水工 程定期冲洗式沉沙池池厢单宽冲洗流量见表5

表5已建灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池 池厢单宽冲洗流量

7.2.6考虑泥沙计算的复杂性,为留有余地,沉沙池工作段设 计长度宜较计算长度增加20%。 7.2.8公式(7.2.8)为均匀流流速公式,由于池底泥沙淤积 床面糙率较大,各工程的糙率系数取值不同,一般为0.0225~ 0.0275。沉沙池工作段底坡一般取0.01~0.02。工作段冲沙流

速U1e一般不小于2.5m/s。排沙道底坡要大于沉沙池工作段度 坡,以确保冲排沙效果。灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池的溢 流堰区纵向底坡宜大于工作段前段底坡,但不能大手排沙道 底坡。 根据地形条件确定条渠沉沙池纵向底坡时,还要重视与条渠 沉沙池宽度间的协调。由于条渠沉沙池是人工控制的宽浅渠道, 如果纵向底坡选择太小,宽度太大,则会形成水流刚进人条渠即 大量落淤,影响进水。反之,如果纵向底坡选择太大,宽度过 窄,则泥沙淤积基少,甚至发生冲刷。

7.3.1~7.3.3附录A推荐的计算公式和方法,通过天量水槽 式验资料和原型观测资料验证,符合较好,但还存在以下问题。 水力冲洗式沉沙池的池长短、水深大、流速小,水流狭沙力 可以忽略不计。但条渠沉沙池淤积后形成新的河床,主流沟的水 流挟沙力不能忽略。自前对水流换沙力的研究还不够成熟,特别 是分组水流狭沙力,因此采用了简化计算方法。该问题有待今后 继续研究、完善。 设有溢流堰的灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池,虽经工作 段沉降了大部分泥沙,还要经溢流堰区引取表层水才能满足供水 要求,考虑含沙量在堰前的垂线分布并以极限吸出高度范围内的 含沙量作为出池含沙量。 (1)极限吸出高度可近似用公式(4)计算:

h1. = 2. 5 (em9f (Apg

7。4水力冲洗式沉沙池冲洗计算

7。4。1~7.4.4定期冲洗式沉沙池淤积容积与冲洗周期成正比。 於积容积选得小一些,可减少沉沙池工程量,但冲洗周期短,对 供水或发电可能造成不利影响;冲洗周期长一些,可能有利于供

水或发电,但沉沙池淤积容积相应增大,增加了工程量。因此应 根据工程的具体情况,进行技术经济比较,确定合适的冲洗周期 和淤积容积尺寸。 灌溉及供水工程定期冲洗式沉沙池冲洗计算的目的,是为确 定冲洗流量和池室冲洗总历时,以求合理地确定引渠设计流量、 沉沙池布置和运行设计

8.0.1不同类型的沉沙池,其水工建筑物的形式亦有所不同。 对于各类建筑物的一般设计规定(包括结构设计、渠提设计、防 渗排水设计和地基设计等),按现行有关规范执行,本标准不再 重复写入。

8.0.3在池体等重要部位,止水发生破坏的可能性较大,采用

8.0.3在池体等重要部位,止水发生破坏的可能性较大,采用 两道以上不同型式止水的规是是确保建筑物安全正常运行的必要 措施。 沉沙池的纵横间沉陷缝的位置和分缝间距,需据地基和结构 条件确定,本条不包括地下洗沙池。 8.0.9本标准只规定了沉沙池结构设计需要计算的内容要求和 荷载组合要求,具体的计算方法、计算公式及设计允许值执行 SL744《水工建筑物荷载设计规范》、(GB.51217《水工建筑物抗 震设计标准》利ISL265:水闸设计规范》有关规定,本条文不 再重复写人。 沉沙池的布置受地质、地形、冲沙水头等条件的限制,一般 布置于沿河的一、二级阶地:因此有些1:程要特别重视沉沙池底 板抗浮稳定的验算。 8.0.10应重视基础处理设计,曾有沉沙池地基属软弱地层,由 于处理不当,使沉沙池不能正常运行,不得不重新进行改建。禹 门口复合型定期冲洗式沉沙池由于受地形条件限制,池室布置在 液化地基上,妥善地采用了振冲碎石桩处理,

9.1.1沉沙池作为引水枢纽的一个组成部分,其运行原则要与 枢纽运行协调一致。在沉沙池各方案技术经济比较时,设计应根 据河流泥沙情况及枢纽布置,选定不同的泥沙设计特征值及拟定 不同方案的沉沙池进行比较,其运用条件是不能忽略的因素,故 选定方案时要明确运用条件。 9.1.2、9.1.3不同河流泥沙特性、输沙量年际和年内分配不 司,设计在充分掌握各方面资料的前提下,根据泥沙设计特征值 及沉沙池冲洗方式,提出冲洗的控制条件,以指导沉沙池的实际 运行。 定期冲洗式沉沙池包括冲洗时机、冲洗方式及底孔排沙运行 方式。连续冲洗式沉沙池若不连续开启排沙,落淤的泥沙将堵塞 排沙廊道及进沙孔。 根据阳武河、大禹渡等沉沙池冲洗运行经验,沉沙池的沉沙 容积刚淤满,池内淤积物尚未固结,及时打开冲沙闸进行冲洗 冲洗效果是最佳的,可减少冲沙时间并节省冲洗用水量。 9.1.4工程实践证明,条渠沉沙池人池水沙调控、池内放淤, 出口水位调节等,对沉沙池使用年限影响较大。 根据黄河中下游灌溉条渠沉沙池运行经验,沉沙池运用前期 沉降率比较高,一般在80%~90%,有的甚至达95%以上。清 水灌溉与适当含沙浓度(保证支渠以上渠系不淤积)的浑水灌溉 相比,一是不能肥田,二是容易冲刷渠道,故在条渠沉沙池运用 前期,为使灌溉用水具有一定含沙浓度,在调配用水时,可调配 部分流量经条渠沉沙池处理,部分流量直接送入输水渠,清浑水 掺合后进行灌溉。清浑掺合流量比例可根据支渠冲淤平衡时的临 界今沙量确定

9.1.1沉沙池作为引水枢纽的一个组成部分,其运行原则要与 枢纽运行协调一致。在沉沙池各方案技术经济比较时,设计应根 据河流泥沙情况及枢纽布置,选定不同的泥沙设计特征值及拟定 不同方案的沉沙池进行比较,其运用条件是不能忽略的因素,故 选定方案时要明确运用条件

一般情况下,沉沙池淤沙较粗,不利于耕作。沉沙淤积至设 计淤积高程以下0.30.5m以下时,停止运行,待汛期引入细 颗粒泥沙覆盖,可利于淤后耕种。 条渠沉沙池的运行,要充分利用沉沙容积。如为灌溉的条渠 沉沙池,在保证安全的前提下达到合理的沉沙效率,要沉粗引 细,浑水淤灌,以延长沉沙池的使用年限,并达到肥田改土的 目的。 条渠沉沙池采用分期淤高,轮换沉淤的方式,可保证沉沙池 的安全运用,并可提高条渠沉沙池的利用率。高水高淤,就是在 汛期高水位时将河水引到枯(低)水位时不能沉沙的条渠沉沙 池,使之淤得更高;低水低淤,就是在枯水季节,将河水引到新 (低)条渠沉沙池沉沙。 后期在条渠沉沙池内增设输沙通道,可改善引渠的水流条 件,减少因条渠沉沙池入口泥沙淤积导致向引渠的溯源淤积。同 时最大限度地减少泥沙在条渠沉沙池的淤积,通过输沙通道向下 游分沙、输沙入田,延长条渠沉沙池使用年限。山东位山灌区西 沉沙池输沙通道的成功实践就是一个典型例子

9.2.1~9.2.5根据工程等级、规模、类型、布置和水沙条件 等,有针对性地确定相应观测项目及合理的布置。按有关规范进 行观测和资料整编,从而达到以下主要目的: (1)掌握沉沙池施工和运行期建筑物沉降、位移、应力、扬 压力等情况,当出现不正常情况时,及时分析原因,采取措施, 以保证工程正常运行; (2)掌握沉沙池运行过程中的水沙变化、泥沙沉降率、泥沙 沉降标准; (3)积累资料,提高管理和设计水平。 沉沙池工作段及引渠悬移质测验执行GB/T50159《河流悬 移质泥沙测验规范》规定,确保测验精度。对过机泥沙取样方法

9.2.6定期冲洗式沉沙池水沙观测以掌握冲洗周期和冲

为目的。定期冲洗式泥沙池的冲洗周期较短,选择人池流量和含 沙量稳定的时期进行原型观测,才能获取泥沙运行的可靠资料。 通过分析,确定常态观测断面、观测方法、观测成果数理等的规 章制度。观测人员需通过专业技术培训,熟悉掌握观测和分析 方法。 所列主要观测项目系为掌握沉降运行及冲洗过程中的水力、 泥沙变化。

所列主要观测项目系为掌握沉降运行及冲洗过程中的水力、 泥沙变化。

9.2.7连续冲洗式沉沙池水沙观测以检验沉沙池沉、排沙效桌

9.2.7连续冲洗式沉沙池水沙观测以检验沉沙池沉、排沙效果 为目的。排沙廊道出口取单样计算输沙率并做颗粒级配分析,目 的在于检验人池、出池沙量是否平衡及排沙廊道输沙能力。

的。打渔张条渠沉沙池的水沙观测是根据条渠断面变化,分别在 进口、出口和沿条渠布设7个水力泥沙观测断面,观测项目包括 流量、含沙量、泥沙粒径、水位、淤积形态,各观测断面的距离 为920~1540m不等。在各水力泥沙观测断面间有测淤断面1~2 个,观测水位和淤积形态。观测过程中要避免人池含沙量变化掩 盖沉沙池的实际沉降效率。

9.3.3冲洗式沉沙池变形监测一般在存在软弱夹层的地层、或 软弱地层的情况下设置。水平位移测点宜与垂直位移测点同体布 置,但并非在每一个垂直位移测点布置水平位移测点。 9.3.4条渠沉沙池围堤线路比较长,现有工程的安全监测基本 以巡视检查为主。鉴于围堤失事造成的影响相对较小,本标准规 定1级、2级高填方围堤可进行变形和渗流监测

A.1.1连续冲洗式沉沙池内水流由于连续冲沙,流量及流速沿 程均有变化,属于变流量、变流速水流,但池室床面不因运行时 间的延续和泥沙沉降发生变化,水沙运行属于定床,计算断面划 分可根据冲沙系统布置确定。 A.1.2定期冲洗式沉沙池和条渠沉沙池内水流流量为定值,流 速和池室床面高程会随着运行时间的延续和泥沙不断淤积发生变 化,水沙运行属于动床。因此,沉降计算时:应考虑运行时间内 床面变化的影响:将运行时间划分为若时段、沉沙池划分为若 干池段,分时段逐池段进行计算。

A.2.1、A.2.2定期冲洗式沉沙池池段划分长度一般不大于工 作段长度1/10,时段划分长度一般不大于冲洗周期时间的1/4, 池段和时段划分越短,计算精度越高。某时段内的动床床面,按 该时段的前一个时段未淤积形态近似计算 条渠沉沙池的池段划分根据条渠断面变化确定,时段划分根 据运用周期确定。 水面线计算一般从工作段末端算起。灌溉及供水工程定期冲 洗式沉沙池尾部设有溢流堰区,该区水流是相当复杂的三维流 动,为便于计算,水面线可近似从溢流堰区首端向上游逐断面推 算。一般水面线坡度甚缓,计算时注意有效取值位数

A. 2. 1、A. 2. 2

A.3。1本标准推荐的泥沙沉降计算方法考虑了狭沙水流超饱利 输沙的特点,为忽略了水流挟沙力影响的一度流超饱和输沙法,

《水工设计手册(第2版)》推荐的计算方法为准静水沉降法,准 静水沉降法和度流超饱和输法是在两种不同理论基础上建立起 来的,在一定条件下经数学推演,两种计算方法可转化为相同公 武。已建沉沙池运行资料表明,一度流超饱和输沙法计算结果更 符合实际。在缺少已建沉沙池实测资料难以确定恢复饱和系数时, 也可以按准静水沉降法初估沉沙池的主要尺寸和泥沙沉降率。 一度流超饱和输沙法中恢复饱和系数的取值直接影响计算结 果的精确度。《泥沙手册》推荐淤积状态下的恢复饱和系数为α一 0.25。有关研究表明,恢复饱和系数是随水力泥沙因素变化而变 化,有一定的变幅。考虑到选用相似已建工程资料的困难性,以 下给出了3个根据实测资料分析得到的经验公式供参考使用。 (1)根据山东打渔张、河南人民胜利渠、山西阳武河及大禹 渡沉沙池观测资料分析,得:

式中u*——k池段水流摩阻流速,孔一 ,m/s。 R1/6 适用于悬移质颗粒组成较细(小于0.25mm)或有絮凝沉降 现象的灌溉及供水工程沉沙池分组沉降率计算,如我国黄河中下 游地区。 (2)分析长江荆江北岸严家台、丢丢境放淤工程实测资 料,得:

αi=0.0523 Wi

适用于悬移质颗粒组成较细或有絮凝沉降现象的灌溉及供水 工程沉沙池分组沉降率计算,如我国长江中下游地区。 (3)根据四川渔子溪一级、南河三级、云南清水河电站沉 沙池实测资料及国家电力公司成都勘测设计研究院水槽试 验,得:

式中K一一综合经验系数,当沉沙池宽度与深度之比在1.5~ 4.0之间时,取K=1.2~1.0。 适用于我国西南地区悬移质颗粒组成较粗(d>0.25mm) 无絮凝沉降现象的水电站沉沙池分组沉降率计算

2Vk bh be NLim m 2m 2m

中 D、Dk+1 第k池段上断面、下断面淤积厚度,m; V 第k池段淤积体积,m; m、m+1 第池段的上、下断面边坡系数; bk、bk+1 第k池段的上、下断面底宽,m。

附录B灌溉及供水工程定期冲洗式

B.0.1物理模型试验、原型观测和运行实践表明,冲洗过程可 概化为泄空冲洗、溯源冲洗和沿程冲洗三阶段。 B.0.2对刚淤满的池室进行冲洗时,首先关闭其进口闸门,停止 水流进人冲洗的池室,并开启冲沙闸门进行泄空冲洗。泄空冲洗 阶段,池末和池内部分尚未充分密实的泥沙被泄空水流挟带出地, 直至水体泄空出露新的洲面,此过程称泄空冲洗。概化计算中忽 略后坡洲面变化,泄空冲洗的特点是时间短,排出含沙量大,当 水位降到接近淤沙面时:池含沙量最大。根据原型观测和物理 模型试验,泄冲洗出池平均含沙量200~501kg/m,排出沙量 可占淤积量2%).见表6或根据奖同1程、试验确定。

表6沉沙池泄空冲洗排沙含沙量表

为便于计算,可近似取闻孔最大出流流量和最小流量的平均 值,作为平均泄空流量。 B.0.3泄空冲洗结束后,及时开启池室进口闸门,引水入池进 行溯源冲洗。溯源冲洗沿着新的洲面从下游至上游的水面线出现

明显折坡点,水面有较大跌落。折坡点上游后坡的水面比降小于 池底比降,远离折点的上游洲面变化较小。折坡点下游坡陡流 急,发生强烈冲刷,使折点位置不断向上游发展,三角洲面徐徐 降低。以冲沙闸前池底为基点,从下游向上游冲刷发展为特征, 使淤沙洲面不断切割调平至前后坡趋于一致,即标志着由下而上 的溯源冲洗转变为由上而下的沿程冲洗。 图8为阳武河沉沙池原型观测冲洗变化过程

JGJ/T 463-2019 古建筑工职业技能标准(b)洲面坡度变化图 图8阳武河沉沙池原型观测冲洗变化过

图8阳武河沉沙池原型观测冲洗变化过

图9K、mo与 U 的关系图 gRo

GB 50365-2019 空调通风系统运行管理标准附录C沉沙池有压及无压

C.1.2为使沿沉沙池宽度方向冲沙能力均匀及有利于排沙,宜 保证各支廊道与主廊道交汇点处的水头损失相等;廊道总水头损 失应小于上游水面与廊道出口处的水位差。为便于计算,各条支 郎道内流速宜采用同一值,用各支廊道的长度变化来保证交汇点 处的水头损失相等。

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