广东高速公路隧道排水系统淤堵类型及淤堵状态评价

为评估富水区运营公路隧道的排水系统淤堵状态,基于对广东省多座高速公路隧道的调研,总结了公路隧道排水系统病害与淤堵物类型,提出了淤堵状态评价方法,研究结果主要表明:①隧道渗漏水病害在时间上与季节性降雨密切相关,在空间上与岩溶等不良地质的分布紧密相连,排水系统淤堵导致的排水功能下降是隧道水害的重要原因;②公路隧道排水系统的淤堵物类型分为淤泥、砂石、混凝土块或异物、结晶物或结垢物,对淤堵状态提出的评价指标为充盈程度、流动状态、浑浊程度、堆积程度;③基于对淤堵状态评价指标优先级的划分,提出了公路隧道排水系统的淤堵状态评价方法,并将其成功应用于新屋隧道的排水系统整治工程中。研究成果可为公路隧道排水系统的运营养护提供参考。

市政排水管道局部淤堵水力特性研究

市政排水系统的有效运行对城市的生态环境、居民生活质量以及基础设施的可持续发展至关重要。本文通过数值模拟方法建立排水管道数值模型,探究了干管工况下淤堵物上、下游截面所受冲击力的变化、不同坡度对冲击力的影响以及湿管条件下积水和淹没工况淤堵物所受冲击力和切应力的变化。结果表明,干管工况下,水流流量和坡度越大,淤堵物所受冲击力越大;湿管工况下,淤堵物所受冲击力小于干管工况,冲击力大小与淤堵物露出水面的高度存在显著的线性关系。

公路隧道排水系统淤堵检查技术及其适应性研究

当前公路隧道排水系统淤堵问题日益严重,为探究公路隧道排水系统淤堵检查的适宜方法,结合淤堵物分类和不同的检查方法对多条运营高速公路隧道的排水系统进行了测试。结果表明:公路隧道排水系统淤堵物可分为淤泥、泥砂、混凝土块或异物、结垢或结晶,需根据淤堵环境确定检查方法;当淤泥或泥砂淤堵严重采用管道爬行机器人检查侧式排水暗沟时,需先清理淤堵物再进行复查,当积水较深时应采用全地行爬行机器人;无水或浅积水状态下,高清潜望镜的检查距离约为20~40 m,但对小半径区段的适应性差;对于∅100mm级排水管,管道爬行机器人无法满足要求,建议采用高清潜望镜或管道视频检测仪。研究成果可为公路隧道的养护提供参考。

高水力梯度下土工织物滤层淤堵的室内模拟研究

本文利用自主设计的渗透淤堵试验装置,采用不同单位面积质量(等效孔径)的土工织物对砂质粉土和黏土进行了高水力梯度条件下的室内渗透淤堵试验,对高水力梯度下不同土体和土工织物的渗透淤堵规律及机理展开研究,为进一步认识和解决排水工程中土工织物滤层淤堵问题提供依据。试验数据表明,在水力梯度升高时,砂质粉土与土工织物系统不易产生淤堵,由于黏土起始水力梯度的存在,黏土的渗透系数会出现先增大后减小的现象。但在极高水力梯度时,由于渗透力大大增加和压实作用,会导致土工织物表面及内部含土量增加,黏土与土工织物复合系统的渗透系数随时间逐渐减小。在较高水力梯度下,使用较小孔径的土工织物会造成渗透系数的显著减小,较高水力梯度下的黏土排水工程可以适当采用等效孔径稍大的土工织物以避免淤堵。极高水力梯度下的排水工程应当采取降低水力梯度或者增加土工织物厚度的措施避免土工织物破坏。

灰岩地区隧道排水管长期性能及化学结晶淤堵机理

南方湿热多雨条件下,灰岩隧道地区排水管化学结晶淤堵是影响隧道结构安全的重要因素,为有效解决排水管化学结晶处治养护技术难题,有必要探究湿热条件下灰岩隧道排水管化学结晶淤堵机理。在模型试验的基础上,采用离散元理论及刚-柔接触理论,对灰岩隧道排水管化学结晶淤堵全过程进行了模拟计算与分析,取得了一系列成果:(1)获取了隧道工程排水管渗流作用下位移场与应力场的分布规律及特征,验证了模型试验结果的正确性;(2)根据模型试验及数值计算得出的泄水量-时间变化规律,提出了灰岩隧道排水管最佳破晶第一养护时间节点与最晚破晶第二养护时间节点;(3)揭示了灰岩隧道排水管长期性能及化学结晶淤堵机理。

土坝坝基土的渗透淤堵试验研究

该文选取太行山研究区内某水库坝基处土样,通过室内筛分,分析其颗粒级配组成,再进行人工配比,模拟其天然土体状态,进行室内渗透性及淤堵效应研究。为不同水头条件下配比最佳粒径的淤堵材料提供参考。

塑料排水板外土体淤堵的试验与固结计算方法研究

塑料排水板(prefabricated vertical drain,PVD)处理深厚软基的固结计算是工程设计中的关键问题。为改进现有固结理论未能考虑长期排水固结过程中滤膜周围附土淤堵作用的不足,通过室内模型试验得到了塑料排水板长期固结过程中淤堵区渗透系数的自然对数与时间的线性关系,并在此基础之上推导了考虑密切影响区及普通影响区渗透系数随时间变化的等应变固结解。最后基于现场实测的固结度数据,对比了传统计算方法和改进方法的计算结果,发现改进方法的计算值的精度在固结后期比传统方法高了11.16%,论证了改进方法的有效性。

炭铁可渗透反应墙修复氯代烃及淤堵性能研究

通过PRB室内柱实验,对PRB在修复氯代烃污染地下水过程中(24h内的不同时间点)的渗透性能,淤堵程度,修复效果等方面开展相关研究.研究结果发现,24h内炭铁复合材料渗透系数随着时间的增加而增加.PRB模拟柱运行4h时复合材料对三氯乙烯(TCE)的去除率最高为74.23%,在8h时该去除率最低为64.59%.复合材料对TCE去除率的变化是多影响因子多方位综合作用的结果.渗透系数较低时,水流速度较慢,并且系统内不断有(OH)-产生,各种离子沉淀反应稳定发生且反应完全,导致PRB系统淤堵程度不断提高;高渗透性能的条件下,水流速度快,系统内虽有较高浓度(OH)-,该条件沉淀反应不完全,冲刷占主导,导致淤堵程度会降低.

考虑排水板淤堵时空变化的多元复合地基固结性状研究

以塑料排水板联合水泥搅拌桩复合地基为研究对象,假定排水板的渗透系数随时间的指数函数与深度的线性函数同时衰减,考虑了排水板淤堵的时空变化效应;同时,考虑排水板涂抹作用、水泥搅拌桩的扰动效应以及土体径、竖向渗流,建立了该问题的多元复合地基固结解析模型,推导了该模型的固结控制方程及其解析解,并将解答退化到排水板淤堵效应仅随时间变化和仅随深度变化的工况。通过将本文解答与实际工程案例进行对比分析,验证了本文解答的正确性。最后,采用参数敏感性分析法对多元复合地基固结性状进行研究。研究结果表明:相对于恒井阻的情况,考虑排水板的淤堵效应时空变化的地基平均孔压的消散和固结将减慢,且减慢的趋势可看作单一因素减慢趋势的叠加;θ_(1)越小,θ_(2)和θ_(3)越大,多元复合地基固结越慢,当θ_(3)较大时,径向固结停止,地基最终只靠竖向渗流完成固结。

土工织物化学淤堵研究进展

作为良好的排水材料,土工织物在工程领域中大量应用,而随时间的增加,土工织物的化学淤堵越来越明显。探究土工织物化学淤堵的机理,揭示土工织物化学淤堵过程,这对于提高土工织物的工程效率有着积极作用。通过分析土工织物化学淤堵的影响因素,着重探究土壤和水体的离子组成、pH值、土壤中微生物等因素的作用,结合国内外常用的实验装置及化学物质检测装置,阐述并分析了碳酸盐和硫酸盐的沉淀物淤堵和铁离子化合物沉淀及絮凝淤堵这2种化学淤堵机制。在此基础上,对一些工程的淤堵进行了预测,给出了化学淤堵的防治措施,提出了未来研究的方向。

复合型暗管外包滤料防淤堵试验研究

灌溉回归水再利用问题是西北干旱、半干旱地区农业灌溉亟待解决的问题,已有研究表明,由管壁裹土工布+砂砾石复合的农田排水暗管外包料的滤土、排水效果显著。为探究该类外包滤料的防淤堵情况,结合宁夏银北灌区暗管排水循环利用问题,采用砂砾石、沸石、炉渣材料和当地常用管壁外裹土工布构造了排水暗管的复合型外包滤料结构,通过室内土柱渗透试验,分析研究了复合型外包滤料的防淤堵性状与评价方法。试验结果表明,复合型外包滤料的防淤堵效果优于仅铺设土工布的情况,而传统砂砾石与吸附性材料之间的防淤堵效果存在细微差别;复合型外包滤料可以使用沸石、炉渣等吸附材料代替砂砾石,但应满足滤料的级配条件,在C_(u)>4的同时不宜缺少小粒径滤料;滤料部分的水力梯度值占复合型外包滤料的总体水力梯度值的百分比更大;考虑外包滤料内部各结构权重的改进梯度比方法用于分析判断暗管外包滤料的防淤堵情况是可行的。

减压井淤堵机理及井效恢复新技术试验

以长江大堤丁马段减压井更新工程为背景,分析了减压井的机械、化学淤堵机理,并提出一种井效恢复的新技术,即活塞式大降深洗井技术,最后通过室内外试验及在丁马段的应用成果论证了这种洗井新工艺的效果。

真空预压处理废弃泥浆淤堵区渗透试验研究

针对真空预压处理废弃泥浆过程中排水板附近容易淤堵,形成淤堵层,导致渗透系数下降的工程问题,进行了真空预压处理泥浆室内试验及变水头渗透试验。通过对不同真空度下真空处理后的排水量及淤堵区渗透系数进行对比分析,发现排水主要集中在处理前期,真空度是影响真空预压处理废弃泥浆排水速率的重要因素,过大的真空度会加速淤堵层的形成,降低排水速率,真空预压处理后期随着废弃泥浆中土颗粒的快速移动,不断积聚在排水板孔口,导致排水速率进一步减小。在真空预压处理废弃泥浆的过程中,建议采用逐级增加真空度和间歇施工的方法。

煤矿黏土注浆管路淤堵软化实验与应用

为了解决煤矿黏土注浆管路淤堵问题,开展黏土注浆管路淤堵软化实验和应用研究。在黏土注浆管路淤堵特征剖析的基础上,通过软化剂作用下黏土崩解实验开展相关研究。结果表明:强氧化类的软化剂与黏土试样反应最为激烈,碱性软化剂与黏土试样反应最慢,酸性软化剂与黏土试样反应速度适中。以0.1 mol/L氨基磺酸溶液或0.25 mol/L醋酸溶液作为黏土淤堵软化剂最优。实践证明,采用管路涂抹环氧树脂,重点部位压力监测,淤堵管路浸泡软化剂等手段可以有效防治黏土灌浆管路淤堵问题。

浑水管道输水灌溉系统防淤堵技术研究

【目的】对浑水管道输水灌溉系统的水沙运动规律进行研究,并探讨其防淤堵技术措施,为管道输水灌溉技术在渠灌区的推广应用提供技术支撑。【方法】以泥沙运动力学和管道水力学为理论基础,通过管道输水试验系统,采用室内试验观测分析浑水管道的临界不淤流速,并结合已建管灌工程实践,探讨浑水渠灌区管道淤堵的成因及其防淤堵技术。【结果】测得了不同含沙量下的临界不淤流速,并依此建立了浑水管道临界不淤流速的经验计算公式。浑水管道较管道输送的临界不淤积流速小。渠灌区管道输水系统的淤堵成因包括水源、规划设计和运行管理等3方面的因素。浑水管道输水灌溉系统的防淤堵技术应从工程规划设计和运行管理2方面着手解决。【结论】提出了浑水管道输水灌溉系统的防淤堵技术措施;建立了浑水管道临界不淤流速的经验计算公式,该公式计算结果可靠,可作为含沙量小于100g/kg渠灌区管道输水灌溉工程设计的依据。

药剂真空预压法在工程废浆处理中的防淤堵作用

为探讨药剂真空预压法的防淤堵作用,对上海某场地的原始废浆和添加药剂的废浆均分别进行了沉降柱试验和真空预压试验。在沉降柱试验中研究了原始废浆和添加不同药剂后废浆的沉降和浊度特性,结果显示添加CPAM的废浆固液分离最快,上清液浊度最低;添加PAFC的废浆固液分离最慢,上清液浊度最高。在真空预压试验中研究了出水量、含水率、颗粒分布及孔隙变化,颗分结果表明加药沉淀后废浆中的细颗粒会"生长"成粗颗粒;压汞试验反映了原始泥浆、加药絮凝、真空预压各个阶段孔隙的变化过程;出水量测试显示普通真空预压开始不久出水速率便迅速衰减,而药剂真空预压的出水速率一直很大,说明药剂真空预压法具有非常好的防淤堵作用。最后,从废浆中的土颗粒生长、游离细颗粒流失和降低水流阻力三方面对药剂真空预压的防淤堵作用进行了解释。

黄河上游干支流交汇区沙坝淤堵形成条件

针对黄河上游干、支流交汇区形成的沙坝淤堵事件,利用野外观测资料,分析了支流高含沙洪水特性及交汇区沙坝淤堵特点,探讨了汇流比(支流流量与干流流量之比)、支流洪水水量、支流洪水沙量等因素对沙坝淤堵形成的影响;根据动量原理建立了交汇区形成沙坝淤堵的判别关系,结合黄河上游干、支流洪水输移特性,得出了基于汇流比与支流洪水水量关系及支流洪水沙量与支流洪水水量关系的沙坝淤堵判别条件。由此,可根据汇流比、支流洪水水量及沙量判断交汇区能否形成沙坝淤堵,可为暴雨洪水期黄河上游交汇区形成沙坝淤堵灾害的预报及防治提供参考。

改进暗管排水技术淤堵防护措施试验研究

基于室内土柱试验,依据太沙基准则,考虑2种反滤体铺设方式、2种土工布类型以及3种土工布铺设位置,模拟改进暗管排水条件下反滤体或土工布的单一防护措施以及反滤体与土工布结合的组合防护措施下排水流量的衰减过程,得到不同方案的土工布淤堵量及土壤流失量,提出改进暗管排水条件下反滤体及土工布的合理布局。研究结果表明,依据太沙基准则选择改进暗管排水的砂砾石规格是合理可行的;仅在暗管周围铺设土工布的分层和混合反滤体方案对防护土工布淤堵和土壤流失均有较好效果;综合考虑流量衰减过程、土工布淤堵量和土壤流失量,确保改进暗管排水的长期稳定运行,应优先考虑分层反滤体结合暗管周围铺设合理土工布的方案。

减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究

探讨了长江堤防减压井由于设计、施工及运行环境等因素对其产生机械淤堵的影响,研究了不同渗流介质的渗透特性以及多种介质不同组合的综合特性。除传统试验外,自行研制了径向渗透试验模型装置,采用几种物理试验方式配合,对包括地层、反滤层、滤网和井管组成的整个减压井系统,以及径向的水流与几何条件进行模拟试验。通过对室内试验与现场测试成果的综合分析,对减压井机械淤堵机制和淤堵判定进行了归纳,针对实际水动力条件和运行模式,提出了减压井反滤系统防止机械淤堵的优化设计理念。

垃圾填埋场排水层淤堵实验特征

垃圾填埋场运行过程中,渗滤液的渗流和生物化学作用,不断影响和改变着排水层的渗透性能。以不同粒度成分的砂砾排水层为研究对象,模拟填埋场渗滤液的渗流,探索性地将化学实验方法应用于渗滤液排水层渗透能力评价中。实验发现,渗滤液中挥发性脂肪酸的发酵产物(碳酸)与金属离子发生化学反应是淤堵物生成的主要原因,而生物膜的生长和固体悬浮物的沉聚是次要原因。淤堵物的主要化合物成分是碳酸钙和二氧化硅,主要元素组成为Ca、Si、Fe、Mn、Zn、Mg等。淤堵物的成分及其相对含量与排水介质粒度成分无关,但排水介质的有效粒径越大,生成淤堵物的总量越多。建立了排水层渗透性(k)与渗滤液水质(COD)、排水层结构(avρgl.d10和排水孔隙度)间关系的淤堵模型。