關于沉沙池結構型式的選取方法分析

【摘要】選取何種類型的沉沙池結構，決定著沉沙池的實際應用效果。沉沙池結構型式的設計有多種，包含了直線型、曲線形、斜板式、續沖洗式、定期沖洗式沉沙池等多種形式。在本文中以實際工程案例為研究對象，對沉沙池結構型式的選取方法進行深入研究。希望相關的研究能夠促進沉沙池結構研究。

【關鍵詞】沉沙池；結構型式；選取方法；分析

1.沉沙池結構型式與特點、設計分析

沉沙池結構型式主要分為幾下幾種：直線形沉沙池、曲線形沉沙池、沉沙條渠、旋流式、斜板式沉沙池等。這些沉沙池的實際分類主要是按照其實際的平面形態來劃分。沉沙池在實際應用中根據其沖沙方式的差別化，可以直接將以上類型的沉沙池分為連續沖洗性沉沙池和定期沖洗式沉沙池。

1.1 直線沉沙池

直線沉沙池在實際應用中可以分為四種類型，分別為單室、單室帶側渠、雙室、多室四種。單室沉沙池的特點是在進行沖洗環節中，可以通過側渠來進行引水，在沉沙池出現臨時故障時并且不會導致其中間出現斷水的情況下，可以臨時引水，但其中的實際含沙量卻比較大，此情況下只作為臨時運用。冬季引水可從側渠引水。如果水量超過了15-20m3/s時，就需要采用多室沉沙池。多室沉沙池的每室過流量，可以按照每室平分總量來考慮，其余各室通過全部流量。多室沉沙室不僅還可以進行連續性的供水，并且沖沙時所需要的流量比較小。

1.2 曲線形沉沙池

當河流水流比較急的情況下，其實際的推移質比較多，那么在進行人工取水的環節中，會受到水流的影響。因此，面對這樣的情況可以采用曲線沉沙池對引水進口的推移質沙泥進行二級排沙處理。對曲線形的沉沙池結構形式進行研究，在渠線平面為具有90°轉彎的彎曲狀的渠段。在實際應中可以借助彎道水流的橫向環流原理，借用沖沙設施將泥沙逐漸的排出來。該種曲線的沉沙池與傳統直線形的沉沙池相比，具有較為明顯的優越性，雖然其實際結構比較簡單，但是在施工中比較便利，避免推移質進入到引水渠中。在該種類型的沉沙池結構中，其數值比較大，在山區、谷口河段中應用較多。

1.3 沉沙條渠

沉沙條渠主要是借助天然洼地沉沙構成的特殊形狀的渠道。一般情況下該種條形渠道在黃河中下游地區河道上應用比較廣泛。該種條渠的實際結構比較特殊，其實際的池箱長度與其他類型的池箱相比，前者的長度更加的大。由于該種條渠為狹長形，使得沉沙功能比較突出。如不僅能夠沉降粗砂，還能夠沉降中粒徑的泥沙。基于該種沉沙條渠的特性，其在平原多泥沙河流的灌溉中應用十分常見。例如，在黃河下游引黃灌溉取水工程中，由于實際工程的需要，充分的應用天然洼地作為沉沙區，將條渠淤積滿之后作為耕地來用。借助該種方式，能夠實現沙荒地區的土地資源改良，保障土地與水源資源的充分利用。

1.4 旋流式沉沙池

旋流式沉沙池主要是應用引水道中的水流，在圓筒中自動產生旋流的方式，來產生環流力和水面差，該種形式能夠使得泥沙能夠向著中心運動。當應用旋流式的沉沙池進行引水環節中，在最后需要通過其底部的圓筒中心所設置的排沙孔來排出泥沙。如在某地區的電站沉沙池設置，因場地的限制，而采用了旋流式的沉沙池。該種沉沙池結構能夠有效的將進入電站取水口中的危害粒徑，進行分離。借助旋流式的結構特性，使得不同質量的泥沙產生向心力。

1.5 沖洗式沉沙池

沖洗式的沉沙池主要可以分為定期沖洗式和連續沖洗式。不同類型的沖洗沉沙池在實際應用中，其結構方式不同。

定期沖洗式沉沙池：在定期沖洗式的沉沙池工作一段時間之后，其池內的泥沙堆積比較大，當沉砂池的水斷面減小的情況下，其結構中的流速會逐漸增加。在出池的實際含沙量比較大的情況下，將會導致沉沙池結構設計不合理，需要停止供水。定期沖洗式沉沙池的實際沖洗過程分為泄空沖洗、沿城沖洗、溯源沖洗等。

連續性沖洗特點就是沉沙、沖沙、供水能夠同時進行。在連續沖洗模式下使得沉沙池內不會產生較多的泥沙沉積。

2.基于沉沙池結構型式的選取方法研究——以奎屯河三級水電站沉沙池結構型式研究為例

2.1 奎屯河三級水電站沉沙池簡介

在本文中以奎屯河三級水電站沉沙池的結構形式選擇進行研究，根據水電站實際情況分析，該水電站沉沙池結構型式為直線型側渠式。該種結構型式的沉沙池具有一定的優勢，由于該種沉沙池分為兩廂沉沙方式，各個廂室分別布置于引水暗渠0+680～0+900段范圍兩側。同時在沉沙池的進口設節制分水閘，閘室均為開敞式，由兩孔整體鋼筋混凝土水閘組成，兩閘夾角35°。將水電站的沉沙池閘底高程設置為980.59m，兩閘均為雙孔總寬6.0m，閘室段長7m，閘墩高5.5m，節制分水閘閘門為平面鋼閘門。同時對閘前與閘后的水位進行限定，如閘前正常水位為984.26m，閘后正常水位為983.79m。沉沙池正常運行水位為983.79m，溢流堰堰頂高程為983.09m，沉沙池末端渠道正常水位為983.03m。

2.2 奎屯河三級水電站沉沙池結構型式

在三級水電站工程中，沉沙池自身的結構為直線型，為了實現更好的沉沙，并且符合工程實際需求，考慮到電站冬季要運行，冬季河道來水較清澈，沉沙池不運行，電站引水直接從兩廂沉沙池中間的箱涵暗渠引水，在直線型沉沙池中將其結構進行優化，優化為條形渠。該種條形渠結構型式在奎屯河水電站中的適應性較高。該沉沙池的實際工作長度為174.9m，工作寬度為18.9m，沉沙池橫斷面為梯形復式斷面，池深8.3m～11.3m，邊坡為1：1～1：1.5，邊坡為15cm現澆混凝土板，其下鋪設兩布一膜（300g/m2+0.3mm+300g/m2）。沉沙池尾部設52.5m長的溢流側堰，清水由此流入引水暗渠，沖沙流量為5m3/s，設計流量50m3/s。

為了保障該水電站中的沉沙能夠被排出池外，經過對沉沙池進行結構型式設計之后，還需要對其進行沖沙閘設計。沖沙閘的設計中，沖沙道總長為102.42m，要求在每側沉沙池末端設置1孔寬×高=2.0m×2.0m的沖沙閘。閘后接廊道，為鋼筋混凝土矩形斷面，內襯C60硅粉混凝土，其內斷面尺寸寬×高=2.0m×2.0m，側墻內襯硅粉混凝土厚25cm，底部內襯硅粉混凝土厚30cm。

結論

綜上所述，在本文中對沉沙池結構類型分類進行分析，針對不同類型的沉沙池結構型式，分析具體的應用環境。以奎屯河三級水電站沉沙池的結構形式選擇進行研究，根據水電站實際運行情況及地形分析，并且制定相應的結構參數。

參考文獻：

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