箱形暗涵渠道设计Word文件下载.docx

1、但经勘测后发现，三清干渠CH26+674处渠底高程为，而小海子水库丰稔干渠放水洞高程为，相差。经计算，要满足三清干渠从水库引水，水库水位高程必须达到，此时水库最大水深，相应库容为240万m3。同时，由于57月份黑河基本断流，三清干渠通常只能引12m3/s黑河潜流，此时正是灌溉高峰期，灌溉用水量很大，水库水位很难满足三清干渠引水要求。若采用废除三清干渠CH23+06626+674渠段，经小海子水库调节后输出到下游三清干渠的方案，将造成在小海子水库低水位时，三清干渠无法正常引水，而丰稔干渠则可尽情引水的局面。同时易造成各渠系分水不均矛盾，导致诱发社会不稳定因素的发生。若保证小海子水库水位满足三清干

2、渠正常引水，水库库容需维持在240万m3左右，该库容将成为死库容不能发挥应有的效益，小海子水库的灌溉效益将锐减。综上所述，为了保证三清干渠正常引水，同时使小海子水库的灌溉效益得到充分发挥，修建三清干渠CH23+06626+674渠段是解决问题的关键。3.工程设计抗冻胀设计经地质勘察，三清干渠CH23+06626+674渠段大部分座落在沙壤土层上，为冻胀性土层。高台县气象局实测本区多年平均冻土深度为106cm，即标准冻深106cm。经计算，设计冻深值为阳坡，渠底，阴坡，冻胀量为。依据渠系工程抗冻胀设计规范规定，冻胀量远大于衬砌渠道的允许位移值，需从适应冻胀、回避冻胀、消减或消除冻胀等方面采用抗冻

3、胀结构及工程措施。根据工程级别、日照及遮荫程度、地下水位埋深、渠道走向等因素，工程措施采用砂砾石置换冻胀基土，置换厚度为阳坡5070cm，渠底60cm，阴坡6095cm。抗冻胀结构措施采用设计方案比较优选。设计方案比选根据对小海子水库地形地貌和三清干渠渠线的勘查，三清干渠CH23+06626+674渠段在渠线布置上有三种方案可进行比选。方案一：渠线沿新建小海子水库土坝外北侧绕坝布置方案。该方案渠线长约，但因该段地势低洼，地面高程低于渠顶设计高程约35m，属全填方渠道，填方工程量大，且建成后渠基为柔弱地基，渠道沉降隐患大，对渠道长期运行不安全。方案二：渠线沿小海子水库外以南布置方案。该方案设计渠

4、线自三清干渠CH18+925处沿原小海子水库回水线以南进行布置，渠线长约7km。因该段渠线经过之地全部为沙丘，且地势较高，属全挖方渠道，挖方工程量大。同时受地形所限，渠线须两次穿越312国道，渠线长，施工难度大，工程造价高。方案三：沿原渠线布置方案。该方案设计渠线沿三清干渠原渠线布置，渠线平行于原小海子水库土坝，穿越小海子水库，渠线长。该方案渠基挖填适中，渠线短，工程量小，施工方便。但因穿越水库，需充分考虑冻胀、稳定等影响因素。经综合分析比较，方案一安全隐患大，不宜采用；方案二渠线长，施工难度大，工程造价高，不经济；方案三渠线短，工程量小，施工方便、经济合理，较为理想。因此，渠线布置选择方案三

5、。根据选定的渠线，抗冻胀结构措施采用以下三种设计方案进行比较优选。方案A：梯形明渠衬砌方案设计采用已建三清干渠梯形断面结构形式，渠底为C15细粒砼砌石衬砌，厚度40cm；渠坡为C15砼预制块衬砌，厚度8cm；采用砂砾石垫层置换冻土，根据抗冻胀规范计算，置换厚度为：渠底60cm，渠阴坡6095cm，渠阳坡5070cm。方案A特性见表1。方案B：玻璃钢管衬砌方案渠床的冻胀性属于强冻胀的中型渠道，回避冻胀的结构措施应采用暗渠或暗管输水，设计采用玻璃钢管承插连接衬砌，管径，管壁厚23mm。玻璃钢管管身由连续的玻璃纤维不饱和聚酯树脂、环氧树脂为基料，以石英砂及碳酸钙为无机非金属颗粒为填料压制而成。方案B

6、特性见表1。方案C：正反拱箱形暗涵渠道方案渠床的冻胀性属于强冻胀的中型渠道，回避冻胀的结构措施应采用暗渠或暗管输水，暗渠的埋置深度应等于或大于工程设计冻深。设计渠底采用反拱弧底、渠顶为正拱盖板的正反拱箱形暗涵，底部设置非冻胀性土置换层。设计暗涵净宽，净高，内直墙高度；设计全部断面采用C20钢筋砼现浇结构，拱顶厚20cm，反拱弧底厚40cm，侧墙厚30cm。采用砂砾石垫层置换冻土，置换厚度为：渠底80cm。方案C特性见表1。根据对拟选的三个设计方案进行分析比较，结论为：正反拱箱形暗涵渠道方案较方案一具有抗强冻胀、抗滑坡性能强，适宜软土地基层和使用年限长等优点；较方案二具有自重大，稳定性好，施工简

7、便，工程造价低等优点。综上所述，三清干渠CH23+06626+674渠段采用正反拱箱形暗涵渠道方案衬砌最为适宜。抗冻胀结构及强度设计根据优选的正反拱箱形暗涵渠道，按照上下游渠道设计渠深确定的渠深为230cm，经计算，暗涵净宽300cm。由于拱的矢跨比越大，拱脚水平推力越小，对于减小拱脚水平位移引起的应力越有利；本次设计取1/6，即拱矢高度为50cm。反拱底板内弯矩较小，主要承受轴向压力，因反拱底板跨度较小，反拱底板采用等截面圆弧拱，拱底厚度为40cm，拱顶厚度为20cm。为保证三清干渠CH23+06626+674渠段断面结构设计的合理性，对三清干渠正反拱箱形暗涵断面进行结构分析计算。按照实际情

8、况，共分为以下四种工况：a、第一种工况：箱形暗涵有水，库中有水b、第二种工况：箱形暗涵有水，库中无水c、第三种工况：箱形暗涵无水，库中有水d、第四种工况：箱形暗涵无水，库中无水在此只计算最不利的第三种工况：箱形暗涵无水，库内有水。1）内力计算由于渠外坡土压力比库中水压力下的多，只计算库中水压力产生的内力。Mw=P水h=M=0.Mw=12）配筋计算由钢筋砼计算手册查附录表，取砼保护层C=25mm，估计钢筋直径d=10mm，则a=C+d/2=30mm，h0=h-a=300-30=270mm，板计算宽度b=1000mm。s=b=AS=fc./fy=101000270/210=242mm2=AS/=2

9、42/=%min=%根据以上计算得，截面尺寸和砼强度满足要求，只需按要求配构造筋，受力纵筋选用30300；箍筋选用8300。三清干渠属严寒地区过水渠道，根据规定混凝土强度设计为C20,抗冻标号为D100，抗渗标号为S4。抗滑稳定性分析为保证三清干渠的稳定性，对三清干渠CH23+06626+674渠段断面进行了稳定分析计算。1）外力计算箱形暗涵共受到四项外力，其中箱形暗涵自重和渠外坡土压力为永久外力，而箱形暗涵中水自重和库中水压力为可变外力，下面分别计算。箱形暗涵自重：标准值：gk渠=v=24=/m设计值：g渠=Ggk=箱形暗涵中水自重：标准值gk水=v=设计值g水=Qgk=箱形暗涵外坡主动土压

10、力标准值Pk土=Ka=16设计值P土=GPka土=库中水压力标准值Pk水=设计值P水=QPk水=2）稳定计算根据实际情况，箱形暗涵渠底与砂砾石垫层摩擦系数f取，抗滑稳定安全系数ks为，共分为以下四种工况：ks=综合上述计算分析，在四种工况下，箱形暗涵都稳定。设计成果三清干渠CH23+06626+674渠段长，控制灌溉面积万亩，设计流量为/s，设计正常水深，加大流量为/s，设计纵坡1/3300。设计为正反拱箱形暗涵渠道，暗涵净宽，净高，内直墙高度，设计超高取；伸缩缝每9米设置一道，伸缩缝材料采用预埋环型橡胶带止水，以适应沉陷变形和防止漏水。为考虑今后检修方便，在桩号26+666、27+266、28+266、28+466顶部设检修孔，检修孔采用钢筋砼预制盖板加橡皮止水，以防水库水进入渠内。三清干渠暗涵左岸可用壤土填至与渠顶齐平，宽度23m；右岸岸顶宽度，用干砌块石护岸坡，以防止水库水淘空渠低。4结语正反拱箱形暗涵渠道具有防渗、抗冻胀、抗冲刷性能较好，整体性稳定性较强，适宜于强、极强冻胀区和软土地基层；具有施工工序少，工程造价适中等优点。实践应用表明，正反拱箱形暗涵对解决软土地基不均匀沉陷、强冻胀基土对渠道冻胀破坏等具有十分显著的效果，推广价值极为广泛。新晨范文网：