浅谈新陂水库除险加固工程输水涵管改建设计.pdf

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1、案例分析浅谈新陂水库除险加固工程输水涵管改建设计张磊（广州市宏涛水利水电勘测设计有限公司，广东广州510405）摘要：通过对新陂水库输水涵管现场调查，发现现状输水涵管存在严重安全隐患，为保证水库安全运行，亟需对现有输水涵管进行改建。关键词：新陂水库；输水涵管；改建；设计中图分类号：TV697.3文献标识码：A文章编号：1674―3024（2016）09―89―021工程概况8gλ=2C新陂水库位于广州市白云区钟落潭镇新陂村，水库集雨面2积2.28km，按50年一遇洪水标准设计，500年一遇洪水标准11C=R6校核。水库死水位40.00m（珠基高程，下同），死库容

2、2.85万n33m，正常蓄水位47.61m，相应库容131.94万m，设计洪水位348.56m，相应库容171.89万m，校核洪水位48.90m，相应库μ3式中：c——管道系统流量系数，本工程为0.407；容187.13万m。是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖、生态等综合利用的小（1）型水库。新陂水库输水涵管位于大坝左侧，建于1956年，为矩形拱λ——沿程水头损失系数，本工程为0.024；涵，孔口尺寸为0.6m（高）×0.4m（宽），进水口高程40m，3总长为57m，最大输水流量0.5m/s。由资料查得，输水涵管两侧墙为底宽0.8m的浆砌块石，涵顶为宽1.1m，厚

3、0.3m钢筋混l——管道计算段长度，本工程为62.6m；凝土盖板。d——管道内径，本工程为1.0m；2存在问题2A——管道断面面积，本工程为0.785m；∑ζ——局部水头损失系数之和，本工程为3.5；现输水涵管进水口闸门采用拉杆控制，启闭拉杆锈蚀严重，启闭困难，出水口段挡墙状况较差，涵顶盖板混凝土保护层脱H——进出口水位差；落，下游无消能防冲设施。n——管壁粗糙系数，本工程为0.014；据现场检查，在库水位并不高、闸门关闭情况下涵洞内仍有15cm积水，通过现场检测发现涵管内有漏水部位，闸门存R——圆管水利半径，本工程为0.25；3在止水老化问题。由于当时设计及施

4、工标准较低，运行多年而根据以上公式，算得正常蓄水位时Q=3.72m/s，设计洪水33未曾加固过，隐患很大，若突遇大洪水可能引发安全事故，水位下Q=3.97m/s，校核洪水位下Q=4.05m/s。库下游为人口密集区，因此，需对输水涵管进行改建，以消除3.2消能工设计安全隐患。放水涵采用底流消能形式，消力池按30年一遇洪水标准设计，参照《水闸设计规范》(SL_265-2001)，计算公式如下：3输水涵管设计"d=σh−h−ΔZ0cs0.25新建竖井式放水塔，进口段由闸室控制段、上部竖井启闭机h⎛8αq2⎞⎛b⎞h"=c⎜1+−1⎟⎜1⎟室、工作桥等部分组成。采用平板

5、混凝土闸门和手电两用启闭机，c2⎜gh3⎟⎜b⎟⎝c⎠⎝2⎠施工时需对放水塔基础彻底清基，由于基础位于粉质粘土层，采aq2用200mm厚C15素混凝土作为垫层，再浇筑C25砼塔基。h3−Th2+=0c0c22ghφ22αqαqΔZ=−2'2"22gφh2ghscL=L+βLsjsj3.1过流能力计算Lj=6.9(hc"−hc)改建后输水涵管全长约60m，为方便检修，本工程涵管内式中，d为消力池深度，m；σ为水跃淹没系数，可采用0径选为1.0m，进口底板高程40.00m，出口高程39.70m。涵管1.05~1.10；h"为跃后水深，m；h为收缩水深，m；α为水流c

6、c过流采用简单管道自由出流的流量公式进行计算：动能校正系数，可采用1.0~1.05；q为过闸单宽流量，[m³/（s·m）]；Q=μA2gHcbb1为消力池首端宽度，m；2为消力池末端宽度，m；T01μc=为由消力池底板顶面算起的总势能，m；ΔZ为出池落差，m；l1+λ+Σξ'dh为出池河床水深，m；φ为流速系数，取0.95；L为消力ssj建筑建材装饰89案例分析池长度，m；Ls为消力池斜坡段水平投影长度，m；L为水跃根据以上公式，计算成果见下表1-1：j长度，m；β为水跃长度校正系数,可采用0.7~0.8。表1-1放水涵消能工计算成果表qT"'Lj（m）(m3/

7、s*m)0(m)hc(m)hc(m)hs(m)ΔZ（m）d（m）Ls（m）Lsj（m）3.0543.6640.4021.9840.80.4240.8594.510.91712.688根据上表计算成果，确定本工程消力池长为13m，池深为高程为38.90m，根据地质报告，闸室基础处为粉质粘土层，该0.9m。层承载力特征值为160kpa，故无需基础处理可满足设计要求。3.3闸室基础处理3.4施工方案选择根据设计图纸，计算闸室基础以上建筑物的自重、设备荷本次涵管加改建可选用大开挖和顶管两种施工方案，具体载及活载所产生的基础最大承载力为80.87kPa，闸室基础设计优缺点

8、见下表：表1-2施工方案