干渠1#倒虹吸计算书

干渠1#倒虹吸计算书

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1、干渠1#倒虹吸计算书一、基本资料设计流量:2.75m3/s加大流量:3.25m3/s进口渠底高程:2739.16m进口渠宽:2.4m进口渠道设计水深:1.55m加大流量水深:1.85m出口渠底高程:2735.66m进出口渠道形式:矩形管径DN:1.3m二、设计采用的主要技术规范及书籍1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99;2、《水电站压力钢管设计规范》SL284—20033、《混凝土结构设计规范》SL/T191—96;4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—1997;5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》;。6、《水力计算手册》7、《

2、倒虹吸管》8、工程建设标准强制性条文(水利工程部分)2004版三、进口段1、渐变段尺寸确定L=C(B1-B2)或L=C1h;C取1.5~2.5;C1取3~5:h上游渠道水深;经计算取L=4m;2、进口沉沙池尺寸确定(1)拟定池内水深H;H=h+TT=(1/3~1/4)h;T为进口渠底至沉沙池底的高差;取0.8m;(2)沉沙池宽BB=Q/(Hv);v池内平均流速0.25~0.5m/s;经计算取B=3.5m;(3)沉沙池长L’L’≥(4~5)h经计算取L=8m;(4)通气孔通气孔最小断面面积按下式计算:;A为通气管最小断面面积m2;Q为通气管进风量,近似取

3、钢管内流量,m3/s;C为通气管流量系数;如采用通气阀,C取0.5;无阀的通气管,C取0.7;为钢管内外允许压力差,其值不大于0.1N/mm2;K为安全系数,采用K=2.8。经计算A=0.0294m2;计算管内径为0.194m,采用D273(δ=6mm)的螺旋钢管。四、出口段倒虹吸管出口消力池,池长L及池深T,按经验公式:L=(3~4)hT≥0.5D0+δ+0.3经计算取L=6m,T=1.2m。五、方案比较(一)管材选择常用的倒虹吸管材通常有预应力砼管、玻璃纤维增强热固树脂夹砂管(玻璃钢管)、钢管等材料,各种材料的优缺点比较如下:②预应力钢筋砼管:按生

4、产工艺分为两种,一种因加工工艺分为三步,通常称为三阶段预应力砼管;另一种方法是一次成型,通常称为一阶段管。预应力砼管因加工工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而被普遍应用。但管材制作过程中存在弊病,如三阶段管喷浆质量不稳定,易脱落和起鼓;一阶段管在施加预应力时不易控制,且因体积重量大造成运输安装不方便,使其应用受到限制。根据预应力砼管现行规范,其在口径大、工作压力高的工程中应慎重采用。本次使用的管道内径1.3m,最大水头为55.02m(管道进口设计底高程2737.41m,最低平管段设计底高程2682.39m),如采用该种管材,其安全性难以保证;而且,

5、本次设计的倒虹吸线路沿坡面铺设,折点多,其接头部分施工质量难以保证,因此,倒虹吸管不适合预应力钢筋砼管型式;③玻璃纤维增强热固树脂夹砂管(玻璃钢管):玻璃钢管的特点是强度较高,重量轻,耐腐蚀,不结垢,内壁光滑阻力小,在相同管径、相同流量条件小比其他材质管道水头损失小、节省能耗。玻璃钢管相对而言壁薄,为柔性管道,对基础与回填要求较高。针对本工程而言,管基为碎石或基岩,边坡高陡,基础与回填很难达到质量要求,因此倒虹吸管亦不适合玻璃钢管型式;④钢管:钢管应用历史较长,范围较广,施工技术成熟,工程中一般选用螺旋焊接与直缝焊接钢管,但成本相对较高。根据当前国内管

6、材市场货源供应情况,各种管材价格、寿命,耐压要求等方面因素综合分析比较,选择钢管较为合理。采用这种管材,其具有脆性好,耐寒冷-40℃不变形,施工方便,抗氧化性能好,市场货源充足,易于采购,运输方便,各项指标均能满足设计要求。故倒虹吸管采用钢管。(二)倒虹吸单、双管的比较选择倒虹吸采用圆形钢管。设计中从水力学计算、工程供水重要性、运行管理等方面进行了比较:倒虹吸的过水能力及总水头损失按《灌溉与排水工程设计规范》附录N所列公式计算:倒虹吸的过水能力按下式计算:Q=μωλ=C=1/6式中:Q-倒虹吸设计流量(m3/s);μ-流量系数;ω-倒虹吸过水断面面积;

7、g-重力加速度(m/s2)Z-上、下游水位差(m);∑-局部水头损失系数的总和,包括进、出口拦污栅、闸门槽、伸缩节、进人孔、旁通管、转弯段、渐变段等损失系数;倒虹吸总水头损失按下式计算:hw=(∑ξ+λL/D)V2/2g经计算,倒虹吸按单管时,内径为1.8m;按双管设计,单管内径为1.3m。选择单管过流较为经济。从综合比较的角度来说,第一,北干一期工程不仅有沿线30万亩土地的任务,还有向沿线17座城镇提供生产生活用水的功能,干渠1#倒虹吸采用双管,可以在检修时仍能保证一半流量的供水,而不至于停止供水,提高供水的可靠性;第二,干渠1#倒虹吸还承接着北干二

8、期工程反调节水库—松多水库的输水功能。随着当地经济的发展,拟建的松多水库不仅对干渠进行反调节,

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