洞涵水毁修复工程初步设计说明书Word格式.docx
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涵洞内淤积近80%。
“96.8”洪水使得穿漳涵洞严重毁坏，造成的影响是极其严重的。
首先由于涵洞处的漳河主槽改道势必改变原河道的水流流态，原已经固定的漳河低水位河床将重新冲刷和摆动，已经稳定的上、下游右堤刘深屯~马神庙险工将摆动不稳定，从而威胁漳河右堤的安全，后果不堪设想。
其次是中断了东风渠从漳河南岸向北岸输水，使得卫河水不能输往漳河以北地区，大大减弱漳河以北地区的抗旱能力，严重影响了漳北地区已形成的灌溉条件和群众的思想情绪。
因此，尽快修复穿漳涵洞，对确保漳河行洪安全和恢复东风渠的灌溉输水是极为重要的，也是势在必行的。
1.3设计依据及任务
1.3.1设计依据
水利部海河水利委员会2000年1月6日，根据水利部水利水电规划设计总院1999年12月24~26日漳河整治工程部分项目初步设计补充报告审查会议精神，委托我院结合穿漳涵洞水毁工程的实际情况，按照有关规程规范编制穿漳涵洞水毁修复专项工程初步设计。
我院根据海委“关于编制漳河穿漳涵洞水毁修复工程初步设计的委托书”的要求，正式开展该工程的初步设计工作。
1.3.2设计任务
穿漳涵洞水毁修复工程初步设计的编制，根据水利部海委“关于编制漳河穿漳涵洞水毁修复工程初步设计的委托书”的要求，以其原运用条件和设计规模为依据，并充分考虑漳河目前行洪条件，主要设计任务有：
（1）将“96.8”洪水冲毁部分的钢筋混凝土涵管及基础全部拆除，基础处理后重新修复钢筋混凝土涵洞，涵洞顶部采用钢筋混凝土护砌作为过流堰面。
（2）修复涵洞上游粘土和浆砌石铺盖；
（3）修复涵洞下游消力池、海漫及防冲槽；
（4）修复主槽左岸水毁坍岸滩地工程和左、右岸边坡护砌工程；
（5）涵洞内清淤；
（6）由于工程建于60年代，已运用40年，涵洞内表面剥蚀严重，很多地方钢筋外露、锈蚀。
为保证涵洞正常输水，对涵管进行喷水泥砂浆补强处理。
本设计未包括穿漳涵洞进口闸（即穿漳南闸）和滩地闸。
1.4勘测设计工作简述
我院根据水利部海河水利委员会“关于编制漳河穿漳涵洞水毁修复工程初步设计的委托书”的精神，于1999年12月28日~30日组织水工、施工、地质等专业对漳河穿漳涵洞进行了现场查勘，并听取了海河水利委员会、河北省邯郸市水利局对穿漳涵洞原设计、施工及运用情况的介绍。
我院按照委托任务书的要求开展该工程初步设计工作，完成工程地址处1／1000地形图测量；
根据修复工程的要求，实施了适当的地勘工作，共完成钻孔9个，进尺195m，探坑探槽45个。
在勘测工作的基础上，对“96.8”洪水冲毁的穿漳涵洞工程进行了认真的研究分析和修复方案的论证比较，完成了初步设计工作。
穿漳涵洞处河道弯曲，溢流面形式特别，水流条件复杂，理论计算的消力池深度、长度及海漫的长度应经水工模型试验验证。
由于本阶段设计周期太短，未能安排模型试验工作，故在工程实施前，应做水工模型，对穿漳涵洞上、下游的水流条件进行验证，确保修复工程满足运用要求。
本次水毁修复工程中，仅对原涵洞内壁进行喷水泥砂浆补强加固处理，未对涵洞的现状质量进行检测。
喷水泥砂浆处理后，涵洞的过水断面略有减小，使用该涵洞输水时，应对涵洞输水能力重新复核。
第二章水文、气象
2.1水文
2.1.1洪水
东风渠穿漳涵洞位于岳城水库坝下约82km的漳河干流，大坝至工程位置区间内无支流汇入漳河。
岳城水库是大型水库，调蓄能力强，下游漳河干流洪水受水库调蓄影响很大。
穿漳涵洞处无实测洪水资料，以岳城水库下泄流量资料为依据，推求穿漳涵洞处的设计洪水。
（1）基本资料
岳城水库1958年始建，1961年蓄水。
水库下泄流量施测至今。
根据资料条件，本次分析采用1961~1991年实测下泄流量（总出库）资料。
（2）设计洪水
岳城水库洪水调度分三级控泄。
3年一遇以下洪水，控泄500m3/s；
3~30年一遇洪水，控泄1500m3/s；
30~50年一遇洪水，控泄3000m3/s；
大于50年一遇洪水不控泄。
据此，穿漳涵洞处的设计洪峰流量，采用岳城水库对应频率下的控泄流量。
（3）分期洪水
根据施工设计要求，推求10~5月分期33.3%、20％、10％频率的设计洪峰。
按水文年统计岳城水库出库1961~1991年10~5月分期的最大洪峰系列，进行频率分析。
各频率设计洪峰见表2.1。
表2.1分期设计洪峰单位：
m3/s
频率
10％
20％
33.3%
洪峰
338
243
171
2.1.2下游水位~流量关系计算
穿漳涵洞下游80m断面的水位~流量关系，小频率洪水用单断面法计算,河道纵坡1/3050；
超过500m3/s的洪水采用水面线法推求,主槽糙率0.02，滩地糙率0.05。
漳河河道断面资料系1999年实测，徐万仓控制断面各流量相应水位采用《漳河整治工程初步设计》（已审）成果，下游水位~流量关系见表2.2。
表2.2穿漳涵洞下游80m断面水位~流量关系表
水位
（m）
流量
（m3/s）
水位（m）
流量（m3/s）
44.647
5
45.015
40
45.245
75
48.26
500
44.723
10
45.05
45
45.275
80
49.55
800
44.784
15
45.085
50
45.305
85
50.22
1000
44.84
20
45.12
55
45.33
90
51.4
1500
44.89
25
45.15
60
45.36
95
52.68
3000
44.93
30
45.185
65
45.385
100
44.975
35
45.215
70
46.10
200
2.1.3上游水位~流量关系估算
穿漳涵洞上游40m断面的水位~流量关系，由下游断面的水位~流量关系及穿漳涵洞轴线断面的过流量试算而得。
穿漳涵洞断面过流包括左滩、主槽涵洞建筑物两部分，左滩按均匀流计算，建筑物按宽顶堰堰流计算，计算公式为：
式中：
Q－过堰流量（m3/s）
H0－上游断面水头（m）
B－堰宽，堰所在断面的河道边坡为1：
3，宽顶堰顶宽b=90m，B＝b+mH,H为堰上水深。
m－流量系数，当＞3时，m=0.36，当0≤≤3时，
m=0.36+0.01。
P1为上游堰高。
σs－淹没系数；
堰顶以上的下游水深hs≥0.8H0时为淹没出流，当hs<
0.8H0时为自由出流，σs＝1。
穿漳涵洞上游40m断面的水位~流量关系见表2.3。
表2.3穿漳涵洞上游40m断面水位~流量关系表
51.54
48.7
50.36
47.81
49.72
818
47.41
49.5
760
47.14
2.2气象
本工程处于东亚温带季风气候区，降雨量多集中于6~9月，其中7~8月降雨量约占全年降雨量的50％，多年平均降雨量570mm。
多年平均气温15℃，极端最高气温42.6℃，极端最低气温-20℃，多年各月最高、最低平均气温见表2.4。
年日照时数为2591小时，无霜期多年平均为215天。
表2.4各月最高、最低平均气温
月份
1
2
3
4
6
7
8
9
11
12
年平均
最高平均气温
（℃）
3.9
6.7
13.9
21.2
27.7
32.8
31.8
30.8
26.7
21.0
12.8
5.9
19.6
最低平均气温
-7.4
-4.7
1.5
8.2
14.0
19.4
22.3
21.1
15.2
8.9
1.4
-4.8
7.9
第三章工程地质
3.1区域地质
穿漳涵洞位于漳河中游，地处华北平原沉降带的南缘，基底断裂发育，著名磁县～大名断裂从附近通过，属磁县大名地震构造小区的东部，该断裂亦属新生代活动断裂。
穿漳涵洞水毁段场地区的基本地震烈度为Ⅶ度。
场地土的类型属软弱土，场地类别为Ⅲ类。
Ⅶ度地震时无液化土。
3.2主要建筑物工程地质条件
3.2.1地形地貌
穿漳涵洞位于漳河中游冲积扇平原河漫滩相，均为近代沉积。
该段河水自西向东流，河床干涸，河底地面高程：
穿漳涵洞上游44.9～46.36m，穿漳涵洞下游44.4～45.6m；
穿漳涵洞顶地面高程46.2～47.0m；
左堤地面高程54.18～54.42m；
右岸滩地地面高程51.6～52.8m。
3.2.2地层岩性
在勘探深度30.0m范围内，据地层岩性特征，沉积环境，时代自上而下可划分为第四系全新统①～⑤层，现分述如下。
①层主要由细砂、粘土、壤土组成，厚度3.9～4.7m，平均厚度4.4m，层底高程41.09～39.46m。
。
细砂，土黄色，稍湿，松散，偶见小砾石，见有交错层理，厚度0.5～3.5m，主要分布在表层，标准贯入击数5～8击，平均6.4击。
粘土、壤土，偶夹砂壤土，土黄色，稍湿～湿，硬塑～可塑，厚度1.0～4.7m，主要分布在底层，标准贯入击数6～7击，平均6.5击。
②层以轻壤土为主，灰绿色，湿～饱和，可塑～软塑，夹有粉砂、砂壤土，厚度2.3～6.8m，ZK3孔处较厚，平均厚度4.06m，层底高程37.4～32.66m。
标准贯入击数6～18击，平均10.1
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