【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利水电工程施工领域，具体为一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法。
技术介绍
1、箱涵是常见于灌区引水工程中的一种小型输水建筑物，因其施工方便、造价较低、地质条件适应性强等优点，在水利工程中得到广泛应用。由于箱涵的结构型式相对简单，现有的箱涵设计大多数是套用标准图的线性结构设计，通常仅考虑箱涵的标高及坡度，而坡度根据实际工程确定，不出现倒坡的情况下，通常选用临界坡度，这样可以减少开挖工程量，同时保证箱涵的排洪作用或者过水能力。
2、但是在实际工程中，尤其在大型灌区工程中，由于输水线路长，输水建筑物结构多样，同时包含箱涵、明渠、渡槽、倒虹吸等，在明渠接箱涵段，当箱涵口明渠段渠坡支护条件不太理想的情况下，渠道边坡边壁剥蚀下来的泥沙经渠道水流搬运进入箱涵，此时，箱涵内水力条件不再符合原先的设计计算条件，容易致使箱涵产生泥沙淤积，甚至出现堵塞，严重影响箱涵输水能力和运行安全，造成了巨大的经济损失，加之如果箱涵洞泾较小、长度较长、埋深较大时，清淤难度非常大，也不安全。故为了满足引水工程正常运行要求，便于清淤，保证其输水通畅，非常迫切。
3、为此，本技术提出一种基于挟沙能力折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，该方法在常规引水箱涵施工的基础上，基于水力计算分析箱涵沿程的泥沙演化规律，对各个断面的设计挟沙能力进行折减，直到计算出箱涵中泥沙最可能淤积的位置，并结合渠口的河流泥沙挟带情况，计算泥沙在箱涵的淤积量。在箱涵浇筑过程中，参考计算得到的箱涵泥沙可能淤积位置和淤积量，在箱涵相应位置底部开
4、对于这种沉砂井施工方法，计算出泥沙淤积位置和淤积量并确定沉砂井的位置是最为关键的环节。参考计算边坡稳定的强度折减理论，创新提出挟沙能力折减的计算方法，在计算各个断面的挟沙能力，并以。此方法可方便、准确地给出引水箱涵沉砂井的施工及设计方案。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种引水渠箱涵清淤的施工方法，适用于埋深不大、直径较小的长距离引水工程，该方法基于水力参数折减，通过计算确定箱涵可能泥沙淤积的位置和淤积量，在箱涵相应位置底部开挖预留出相应大小的孔洞以浇筑沉砂井，以实现引水渠箱涵运行过程中淤积泥沙的清理和排除，可在确保引水工程输水安全的情况下优化施工方案、提高施工精准性，节约施工成本。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：
3、本专利技术提供了一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，所述方法包括以下步骤：
4、s1：依据引水箱涵的设计资料，确定引水箱涵施工的过水断面形式、尺寸、断面面积、湿周、设计水深、平均水深、水力半径、底坡坡度、箱涵糙率参数；
5、s2：依据水文资料，确定箱涵渠首的河流引水情况，包括各典型年的引水量、引沙量、淤积量、泥沙沉降速度平均值、设计挟沙能力；
6、s3：根据设计参数计算箱涵沿程各个断面的水流挟沙能力，水流挟沙能力的计算公式根据工程所在地现场的水力条件确定；
7、例如黄河地区可采用：
8、
9、式中：si为第i个断面水流挟沙能力，kg/m3；vi3为第i个断面的水流流速，m/s；bi为第i个断面的水面宽度，m；hi为第i个断面的平均水深，m；ri为第i个断面的水力半径，m；g为重力加速度，m/s2，为泥沙沉降速度的加权平均值，cm/s；
10、长江地区也可以采用如下公式计算：
11、
12、式中，k和m是挟沙力系数和指数，可以通过查计算手册或者经验获得；
13、s4：将计算得到的箱涵水流挟沙能力si，令其等于设计含沙量
14、
15、以反推求得到该设计条件下，箱涵各个断面的不淤流速
16、
17、或
18、
19、s5：箱涵水流流速按照恒定均匀管流过水断面的平均流速计算，计算各个断面的平均流速vi：
20、
21、c为第i个断面的谢才系数，单位为m1/2/s，j为第i个断面的水力坡降
22、
23、
24、其中ni为第i个断面的糙率，k为第i个断面的流量模数；
25、当时有，该断面位置处泥沙会产生淤积；
26、s6：由于实际工程中，不同断面根据工程现场情况，不淤流速和平均流速vi均有发生变化，比如大型灌区工程中，由于输水线路长，输水建筑物结构多样，在明渠接箱涵段，当箱涵口明渠段渠坡支护条件不太理想的情况下，渠道边坡边壁剥蚀下来的泥沙经渠道水流搬运进入箱涵，此时，箱涵内的水流挟沙能力下降，不淤流速也随之下降，另外，不同断面的糙率、水力半径和水力坡降也会随着水流中泥沙含量增多而发生改变，而糙率、水力半径和水力坡降变化，也会影响箱涵的水流流速，故结合工程的实际情况，根据下式对计算参数进行折减：
27、ηij＝ηij-1-δη
28、ηij为第i个断面需要折减的参数在第j次计算时的值；δη为参数η每次计算前折减的量，根据工程经验选取；参数η为需要进行折减计算的水力参数，取为糙率、水力半径、水力坡降；
29、对参数进行折减后，迭代重新计算箱涵各个断面的不淤流速和平均流速vi，并对比每次迭代后第i个断面的不淤流速和平均流速vi，当两者相等时
30、
31、即表示第i个断面为箱涵沿程最可能出现泥沙淤积的断面位置；
32、s7：确定最可能出现泥沙淤积的断面i的位置后，参考水文资料中河道或者箱涵渠口的引水量、引沙量以及各参数η折减后计算得到的挟沙能力si，并结合箱涵断面尺寸和水深，通过常规泥沙淤积计算即可得到断面淤积量qy和淤积厚度hy，并充分考虑一个清淤周期所含的泥沙淤积体积，最终确定沉砂池的尺寸长度lc、宽度wc和深度hc；
33、s8参考计算得到的沉砂池长度lc、宽度wc和深度hc，进行箱涵施工，在最可能出现泥沙淤积的断面位置下挖出沉沙池，立模并浇筑混凝土，嵌入箱涵，整体进行浇筑；
34、s9：根据箱涵的长度和埋深，判断是否需要在浇筑箱涵时在顶部预留孔洞，在进行箱涵的覆盖和回填后，以预留顶部竖井爬梯通道，方便人员下去清淤和检修；
35、s10：由于特殊情况下如若需要在已建箱涵增设沉砂池，则需要根据实际情况进行评估后，在已有箱涵挖出沉砂池。
36、可选的，所述s1中过水断面形式常见的有矩形和圆形，尺寸则包含各断面的长、宽、高、直径，断面尺寸有的沿程不变或者会变化，水力半径需通过过水断面形式、尺寸、湿周计算获得。
37、可选的，所述s1中引水箱涵应有一定长度，且直径较小，如箱涵长度很短或者直径很大则没有设置沉砂池的必要，因为箱涵短或者直径大，泥沙即使淤积也不会造成大碍，且人员也可以方便直接从涵口进入箱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
10.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱
...【技术特征摘要】
1.一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种基于水力参数折减用于引水箱涵清淤的沉沙池施工方法，其特征在于：
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘达，胡松涛，高江林，于怀昌，郭洪有，陈从新，李焱，张冬，陈良捷，
申请(专利权)人：江西省水利科学院江西省大坝安全管理中心，江西省水资源管理中心，
类型：发明
国别省市：
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