夹岩水利枢纽及黔西北供水工程金遵干渠偏岩河倒虹管设计优化

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1、夹岩水利枢纽及黔西北供水工程金遵干渠偏岩河倒虹管设计优化　　摘要：在水利水电工程设计时，常会遇到河道、铁路等障碍物，需要对管道施工方案进行优化，一般采取从障碍物下面绕过的方式进行处理。根据金遵干渠管线走向，对干渠倒虹管布置方案进行了优化。根据工程特点，设计对偏岩河倒虹管跨河方案进行了优化比选，并对管径进行了分析确定。设计推荐终采用埋管穿越偏岩河段，管径确定为DN1200，为工程施工建设提供了重要技术指导。　　关键词：倒虹管；埋管；跨河　　1工程概况　　贵州省夹岩水利枢纽及黔西北供水工程位于贵州省毕

2、节市及遵义市境内。灌区骨干输水工程由总干渠、北干渠、南干渠、金遵干渠、黔西分干渠、金沙分干渠、供水管线、支渠，以及灌区骨干泵站等组成。金遵干渠途经沟（河）谷、低凹地带，受地形地质条件限制及布置渠道存在绕线不经济时，布置倒虹管9座（张家屋基、雷打坝、龙窝寨、偏岩河、华家沟、银门、马沙河、核桃湾和马场坝），总长17.265km。倒虹管设计流量2.41-8.0m3/s，长度0.204-4.882km，赖关至大土间采用双管布置，大土到彭古台间采用单管布置，管径1.2-1.6m，管材分别采用夹砂玻璃钢管和球

3、墨铸铁管。　　2金遵干渠倒虹管管道布置　　金遵干渠在赖关至大土间倒虹管布置为双管，大土至彭古台间布置为单管布置，其建筑物级别均为4级。　　倒虹管双管布置中，考虑进口中间闸墩最小厚度取1.2m，加上管道进口喇叭口曲线的尺寸控制，管道间净距取1.5m。　　管道敷设分别采取地埋和明敷，夹砂玻璃钢管一律采取地埋，平缓地带采用开挖料（土料为主）回填，陡坡段采用外包混凝土回填；球墨铸铁管尽量采取明敷，当管道沿线经过工矿区、人口稠密地带时为减小人为损坏机率，管道经过水田、河道及将管道置于松软耕作层以下时采取地埋

4、[1]。　　管道都在最低处结合镇墩布置进人孔（DN800）和放水冲砂管（DN400）以便于运行检修，在管道凸起处设置自动排气阀，排出空气避免其阻水。　　地埋玻璃钢夹砂管和球墨铸铁管采用细砂垫层弧形管座，管底厚度0.15m，包角120°；明敷球墨铸铁管采用C15混凝土弧形管座，管底厚度0.3m，包角120°，管座与管道的接触面上铺设沥青油毡。　　3偏岩河倒虹管跨河方案优化比选与管径选择　　3.1倒虹管跨河方案优化必选　　倒虹管在桩号PYH1+705-1+890段横穿偏岩河，河床宽70.8m，高程86

5、1m；河床第四系砂卵石层厚0-2m，中部出露J2s2灰色中厚层长石石英砂岩，强风化层厚8.0m。为穿越河流，现拟定采取埋管与管桥两方案进行比较如下：　　埋管方案（推荐方案）：倒虹管地埋敷设于河床底部，管周采用C20混凝土包裹，底部及两侧厚0.6m，顶部厚0.6m，河床段埋管段长92m；在桩号PYH1+887处设DN400排水管，后接排水阀井和排水井。　　管桥方案（比较方案）：跨河段架设管桥，校核洪水位870.45m（P=5%），相应桥底高程置于高程871.70m，水面净空高度1.25m；桥长176

6、m，桥宽4.2m，型式为简支梁式，分为15跨，单跨12m；下部支撑结构设14排单排架，排架高9-12m，单侧立柱截面尺寸0.8×1.0m，横梁间距2.5m，断面尺寸0.3×0.5m；排架基础置于强风化层上部，为板式基础，与排架整体结合，基底宽3m，长4.8m，厚1.0m。　　管桥方案高于河床利于排水，但结构复杂，施工困难，经概算，直接投资225.3万元；埋管方案管道低于河床不利排水[2]，其结构布置简单，直接投资较小为152.7?f元。埋管方案优于管桥方案，节省投资72.6万元，为此，倒虹管穿越偏

7、岩河段推荐埋管方案。　　3.2倒虹管管径选择　　偏岩河倒虹管上游设有大土陡渠，陡渠首端底板高程1155.536m，偏岩河倒虹管末端底板高程1065.798m，两断面间余有水头89.737m，一部分水头由倒虹管工作中损耗，剩余水头由陡渠消耗。管径选择时，考虑倒虹管尽量多利用水头缩小管径，以节省投资。现结合区域地形条件，将倒虹管和陡渠组合布置，选取管径DN1000、DN1100、DN1200、DN1400等4种，选择管径比较如下：　　当选取DN1000时：管内流速4.09m/s，倒虹管水损101.35

8、m，陡渠末端（倒虹管进口）需控制在高程1167.15m左右，高于大土陡渠首端高程，水力条件不满足布置要求，不可选取。　　当选取DN1100时：管内流速3.38m/s，倒虹管水损64.28m，陡渠末端（倒虹管进口）需控制在高程1130.08m左右，具备水力条件，但在1130m高程难以选择平坡段布置陡渠消力池及整流段，不予选取。　　当选取DN1200时：管内流速2.918m/s，倒虹管水损46.666m，陡渠末端（倒虹管进口）需控制在高程1112.464m左右；具备水力条件，地形上有条