坝基防渗与灌浆技术：排水孔间距与直径

图4-14是大长昭雄（1963）为研究日本黑四坝的排水布置，做电模拟试验时所用的模型。他把食盐水盛于用绝缘材料制成的容器内，用铜板作为极板，用白金丝代替排水孔。图中的L相当于坝的重要部分的流线的平均长度200m。

图4-15表示直径56mm的排水孔分别以不同间距（a）成单排地布置在与水流成正交的两极中央时的试验结果。图上纵坐标为排水孔的孔数及相应的间距，横坐标为渗流量（无量纲）。结果得出：当渗透层的宽度不变而排水孔的孔数增加（间距缩小）时，从前沿进入渗透层和从排水孔中排出的水量都将增加，逐步趋于最大值2；而流到后沿的水量逐步减小，趋向于零［20］。

这一试验结果清楚地表明，增加排水孔数量，缩短孔距，对于尽量多的拦截住渗水，减小流往下游的水量是有好处的。但是在实用上，排水孔的间距存在着一定的界限，对于黑四坝来说，选定10m左右即可，而且无需采用太大的孔径。

P·隆德得到的经验是：排水孔的最优孔距取决于岩体的渗透性。大体上说来应在5～15m之间选取。为求得经济合理的孔距，他主张，开始宁可取较大的孔距（例如15m），等水库初次蓄水以后，根据观测到的渗流状况（渗流量、测压水头），如有必要再作补加。关于排水孔直径，他认为至少应为75～100mm。

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图4-15　渗流量随排水孔间距的变化

y1—排水孔间距（m）；y2—排水孔数；x—流量（无量纲）
1—0%端极；2—排水孔0%位势；3—100%位势

孔的间距和孔的直径大小，都能影响排水效果。在要求达到相同效果的情况下，通常用缩短孔距比加大孔径经济而且有效。例如，某坝在特定的条件下，为了全部截断渗流（即所有渗流都从排水孔中排出），如果采用孔径75mm，需要将孔距由3m缩短到1.5m；如果孔距仍保持3m，则需要将孔径由75mm增大到300mm才能做到。

一般说来，基岩的透水性愈小，排水孔的孔距应当愈小。坚硬、完整的基岩，可以采用小一些的孔径，如75mm；有坍塌和堵塞可能的，需采取孔内保护措施的基岩，应采用较大一些的孔径，如100mm或更大。