CN107386194A - 移动防洪墙的渗透试验方法和装置 - Google Patents

移动防洪墙的渗透试验方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种移动式防洪墙的渗透试验方法和装置，有利于发现移动防洪墙的渗漏规律，弥补移动防洪墙的渗漏点。通过移动防洪墙的渗透试验装置进行渗透试验，蓄水池的三面墙体为钢筋砼剪力墙，另一面通过在中柱与边柱上开设有安装防洪挡板的槽，使防洪挡板可以装拆，方便进行移动防洪墙的试验，通过水位随时间变化的关系式推测渗漏后的水位，差值较小，相对准确，有利于研究移动式防洪墙的渗透规律，可用于评价移动式防洪墙在渗漏方面的效果，也可弥补移动防洪墙的渗漏点，减小渗漏量，同时也可为增加移动式防洪墙的防洪高度提供参考。

Description

移动防洪墙的渗透试验方法和装置
技术领域
本发明涉及移动防洪墙，尤其涉及移动防洪墙的渗透试验方法和装置。
背景技术
移动式防洪墙用于抵御洪水，因此渗漏问题是其防洪效果的一个主要问题。移动式防洪墙渗流一般只发生在接触位置，即挡板与立柱（边柱）之间、底部挡板与基础之间以及挡板与挡板之间，现有室内试验难以得到各部位渗流特征，不能分析移动式防洪墙的渗透规律。若不能确定移动式防洪墙渗透规律，则不能有效评价移动式防洪墙的防渗效果，就无法发现其渗漏部位，同时也将制约移动式防洪墙进一步增加防洪高度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种移动式防洪墙的渗透试验方法和装置，有利于发现移动防洪墙的渗漏规律，弥补移动防洪墙的渗漏点。
本发明的技术方案为：一种移动式防洪墙的渗透试验方法，包括如下步骤：
（a）建造试验基地：平整场地，建造底板，在底板的上方建造蓄水池，蓄水池设有开口，开口安装有堵住开口的防洪挡板；
（b）对蓄水池进行蓄水，蓄水至一定高度H1时，停止蓄水，经一定时间，水位降至H2；以H2为0时刻，记录下不同时刻的水位H，观测频次为6h~12h一次，至150h止，此后，300h再观测水位为Hn；
水位随时间变化的关系式为：
（1）
单位时间内的渗漏量为：
（2）
A1、B1、A2、B2为拟合参数，H0为渗漏临界水位，渗漏临界水位指渗漏量为0的水位，单位为m；v为渗流流速单位为m/h，A为蓄水池面积，单位为m2。
一种移动式防洪墙的渗透试验方法，试验基地的建造包括如下步骤：
（1）建造试验基地的底板：平整场地，在平整好的场地上进行底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层浇筑；在底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层浇筑上进行钢筋绑扎、焊接，留出中柱预埋件和边柱预埋件的空隙，等中柱基础和边柱基础浇铸完成后再安装中柱预埋件和边柱与预埋件或在中柱预埋件和边柱预埋件的空隙内直接安装中柱预埋件和边柱预埋件；底板、中柱基础和边柱基础采用采用通仓连续浇筑方式浇筑混凝土，进行养护，完成底板、中柱基础和边柱基础的施工；在中柱基础的中柱预埋件上方建造中柱，在边柱基础的边柱预埋件上方建造边柱；
（2）建造蓄水池：在底板上建造蓄水池，在底板上建造蓄水池，建造蓄水池的钢筋砼墙，在边柱与中柱之间安装防洪挡板；
（3）安装蓄水池放水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚，完成试验基地建设；
（4）安装移动式防洪挡板；
中柱预埋件安装采用直接安装法，钢筋绑扎后安装固定中柱预埋件，再用混凝土浇铸中柱基础和边柱基础。
中柱预埋件为预留槽孔法，即在钢筋绑扎、焊接时，留出中柱预埋件的空隙，等中柱基础和边柱基础浇铸完成后再安装中柱预埋件。
一种移动式防洪墙的渗透试验装置，包括底板和底板上方的蓄水池，蓄水池设有开口，开口安装有堵住开口的防洪挡板，蓄水池设有放水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚。
蓄水池的墙体为钢筋砼墙，开口两端设有与钢筋砼墙相连的边柱，边柱为钢筋砼柱，两端的边柱中间间隔设有中柱，钢筋砼柱与中柱上开设有安装槽，安装槽内安装防洪挡板；
中柱和边柱下方分别设有中柱基础和边柱基础，中柱基础上部与中柱下部之间设有中柱预埋件，边柱基础上部和边柱下部之间设有边柱预埋件；中柱基础和边柱基础的下端所在高度低于底板下端所在高度，中柱基础和边柱基础上端与底板上端位于同一高度。
中柱基础和边柱基础为扩大基础Ⅰ。
混凝土采用C25混凝土。
本发明的有益效果，通过移动防洪墙的渗透试验装置进行渗透试验，蓄水池的三面墙体为钢筋砼剪力墙，另一面通过在中柱与边柱上开设有安装防洪挡板的槽，使防洪挡板可以装拆，方便进行移动防洪墙的试验，通过水位随时间变化的关系式推测渗漏后的水位，差值较小，相对准确，有利于研究移动式防洪墙的渗透规律，可用于评价移动式防洪墙在渗漏方面的效果，也可弥补移动防洪墙的渗漏点，减小渗漏量，同时也可为增加移动式防洪墙的防洪高度提供参考。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是图1中B-B向剖面图。
图3是图1中C-C向剖面图。
图4是实测水位与观测时间的关系图。
图5是平均渗漏量随观测时间的关系图。
具体实施方式
如图1-图3移动式防洪墙的渗透试验装置，包括底板6和底板垫层1，底板6上设有蓄水池14，蓄水池设有开口，蓄水池14有相连的三面墙体，墙体为钢筋砼墙31，开口两端设有与钢筋砼墙相连的边柱17，边柱为钢筋砼柱，两端的边柱17中间间隔设有中柱18，钢筋砼柱与中柱18上开设有安装槽19，安装槽19内安装防洪挡板20；中柱和边柱下方分别设有中柱基础21和边柱基础22，中柱基础21和边柱基础22为扩大基础Ⅰ，中柱基础上部与中柱下部之间设有中柱预埋件23，边柱基础上部和边柱下部之间设有边柱预埋件24；扩大基础下方设有基础垫层，分别为中柱基础垫层25和边柱基础垫层26，中柱基础垫层25和边柱基础垫层26的下端所在高度低于底板垫层1下端所在高度，中柱基础21和边柱基础22的下端所在高度低于底板6下端所在高度，中柱基础21和边柱基础22上端与底板6上端位于同一高度；蓄水池设有放水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚。
移动式防洪墙的渗透试验方法，包括如下步骤：
1、试验基地的进行建造
（1）建造试验基地的底板：平整场地，在平整好的场地上进行底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层浇筑；在底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层浇筑上进行钢筋绑扎、焊接，留出中柱预埋件和边柱预埋件的空隙，等中柱基础和边柱基础浇铸完成后再安装中柱预埋件和边柱与预埋件或在中柱预埋件和边柱预埋件的空隙内直接安装中柱预埋件和边柱预埋件；底板、中柱基础和边柱基础采用采用通仓连续浇筑方式浇筑C25混凝土，并养护28d龄期，完成底板、中柱基础和边柱基础的施工；在中柱基础的中柱预埋件上方建造中柱，在边柱基础的边柱预埋件上方建造边柱；中柱预埋件基础长×宽×高为10.4×1.2×1.0m，边柱长×宽×高为0.8×0.8×2.4m；
（2）建造蓄水池：在底板上建造蓄水池，在底板上建造蓄水池，建造蓄水池的钢筋砼墙，钢筋砼墙为厚度250mm的标准钢筋混凝土U型剪力墙，钢筋砼墙的高度为2.4m，蓄水池有效蓄水面积约30.745m2，蓄水至设计高度1.8m时，蓄水池体积约为55.341m3，在边柱与中柱之间安装防洪挡板；
（3）安装蓄水池放水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚，完成试验基地建设；
2、开展蓄水试验
对蓄水池进行蓄水，蓄水至1.78m时，开始渗漏试验，经3h水位降至1.75m。以1.75m为0时刻，观测频次为6h~12h一次，至150h止。此后，300h再观测水位为1.37m。实测水位与观测时间的关系如图4所示。
（1）
式中，H为水位，m；t为时间，h，其中t=0时，H=1.75m；
利用式（1）拟合，相关系数即为公式（1）与实测数据的拟合度可达0.995，拟合效果佳。为了进一步验证该关系式的准确性，分别进行向前和向后预测。计算结果表明，往前推3h（计算时t=-3h），计算值为1.784m（实测值1.78m），往后至300h，计算值为1.369（实测值1.37m），结果吻合良好。由此可知，这种移动式防洪墙作为标准制件，其由渗漏引起的水位下降由两部分组成，渗漏临界水位1.327m。渗漏临界水位是渗漏临界水位指渗漏量为0的水位，通过不同高度水位，防洪墙的渗漏量，拟合出渗漏量和水位高度的数值关系，形成公式之后，反推出渗漏量为零的水位，即为渗漏临界水位，即当水位小于渗漏临界水位时，防洪墙渗漏量为0。
目前，移动式防洪墙的渗漏规律国内外尚缺乏研究，其渗漏一般只发生在接触位置，即防洪挡板与中柱、边柱之间、防洪挡板底部与底板之间以及挡板与挡板之间等。鉴于现有试验条件，各部分渗漏量难以通过试验分别获得。忽略池面水分蒸发影响，移动式防洪墙渗漏量按下式计算：
（2）
式中，q为渗漏量，L/h；A为水池面积，m2，本文试验A=30.745m2；v为渗流速度，m/h，v=dH/dt。
将式（1）求导得到渗流速度，代入式（2）计算得到不同水位下平均渗漏量变化规律，并与实测水位换算后的平均渗漏量进行比较，如图5。由图4和图5可知，水位超过1.5m时，该防洪墙的水位变幅快、渗漏量大，在50L/h以上，当水位超过1.7m时渗漏量可超过300L/h。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种移动式防洪墙的渗透试验方法，其特征在于：包括如下步骤：
（a）建造试验基地：平整场地，建造底板（6），在底板（6）的上方建造蓄水池（14），蓄水池（14）设有开口，开口安装有堵住开口的防洪挡板（20）；
（b）对蓄水池进行蓄水，蓄水至一定高度H1时，停止蓄水，经一定时间，水位降至H2；以H2为0时刻，记录下不同时刻的水位H，观测频次为6h~12h一次，至150h止，此后，300h再观测水位为Hn；
水位随时间变化的关系式为：
（1）
单位时间内的渗漏量为：
（2）
A1、B1、A2、B2为拟合参数，H0为渗漏临界水位，渗漏临界水位指渗漏量为0的水位，单位为m；v为渗流流速单位为m/h，A为蓄水池面积，单位为m2。
2.一种移动式防洪墙的渗透试验方法，其特征在于：试验基地的建造包括如下步骤：
（1）建造试验基地的底板：平整场地，在平整好的场地上进行底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层浇筑；在底板垫层、中柱基础垫层和边柱基础垫层浇筑上进行钢筋绑扎、焊接，留出中柱预埋件和边柱预埋件的空隙，等中柱基础和边柱基础浇铸完成后再安装中柱预埋件和边柱与预埋件或在中柱预埋件和边柱预埋件的空隙内直接安装中柱预埋件和边柱预埋件；底板、中柱基础和边柱基础采用采用通仓连续浇筑方式浇筑混凝土，进行养护，完成底板、中柱基础和边柱基础的施工；在中柱基础的中柱预埋件上方建造中柱，在边柱基础的边柱预埋件上方建造边柱；
（2）建造蓄水池：在底板上建造蓄水池，在底板上建造蓄水池，建造蓄水池的钢筋砼墙，在边柱与中柱之间安装防洪挡板；
（3）安装蓄水池放水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚，完成试验基地建设；
（4）安装移动式防洪挡板。
3.根据权利要求2所述的移动式防洪墙的渗透试验方法，其特征在于：中柱预埋件安装采用直接安装法，钢筋绑扎后安装固定中柱预埋件，再用混凝土浇铸中柱基础和边柱基础。
4.根据权利要求2所述的移动式防洪墙的渗透试验方法，其特征在于：中柱预埋件为预留槽孔法，即在钢筋绑扎、焊接时，留出中柱预埋件的空隙，等中柱基础和边柱基础浇铸完成后再安装中柱预埋件。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的移动式防洪墙的渗透试验装置，其特征在于：包括底板（6）和底板（6）上方的蓄水池（14），蓄水池（14）设有开口，开口安装有堵住开口的防洪挡板（20），蓄水池设有放水、进出水管道，在蓄水池上方架立顶棚。
6.根据权利要求5所述的移动式防洪墙的渗透试验装置，其特征在于：蓄水池（14）的墙体为钢筋砼墙（31），开口两端设有与钢筋砼墙相连的边柱（17），边柱为钢筋砼柱，两端的边柱（17）中间间隔设有中柱（18），钢筋砼柱与中柱（18）上开设有安装槽（19），安装槽（19）内安装防洪挡板（20）。
7.根据权利要求6所述的移动式防洪墙的渗透试验装置，其特征在于：中柱和边柱下方分别设有中柱基础（21）和边柱基础（22），，中柱基础上部与中柱下部之间设有中柱预埋件（23），边柱基础上部和边柱下部之间设有边柱预埋件（24）；中柱基础（21）和边柱基础（22）的下端所在高度低于底板（6）下端所在高度，中柱基础（21）和边柱基础（22）上端与底板（6）上端位于同一高度。
8.根据权利要求7所述的移动式防洪墙的渗透试验装置，其特征在于：中柱基础（21）和边柱基础（22）为扩大基础Ⅰ。
9.根据权利要求5所述的移动式防洪墙的渗透试验装置，其特征在于：混凝土采用C25混凝土。
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