某大型输水明渠工程优化设计分析.pdf

《某大型输水明渠工程优化设计分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第1期黑龙江水利科技No．1．2011(第39卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TodalNo．39)文章编号：1007—7596(2011)01—0107—02某大型输水明渠工程优化设计分析葛文慧(黑龙江省宝泉岭垦区水利勘测设计有限责任公司，黑龙江宝泉岭154211)摘要：如何合理的设计输水明渠各渠段，是大型水利工程设计的一个重要问题。文章通过实例分析，提出了合理的设计方法，使●水流速度平稳，同时全线输水总水功率损耗最小。关键词：输水明渠；工程地质；施工工艺；

2、边坡稳定中图分类号：TV512文献标识码：B表1渠道工程地质分段表1工程概况某输水明渠全长275km，渠段沿线多属倾斜平原和丘陵地貌，覆盖层由山麓坡积物和冲击物构成，表层土壤以壤土、沙壤土、砂土以及碎石为主。山丘土层瘠薄，多有岩石裸露，散落分布有叶林、灌木丛及草本植物，植被较差；冲积扇及河道两岸滩地赋存深厚的砂砾石层；平原地区肥厚，种植业发达。沿线属温带半湿润地带，东亚季风气候区，四季分明。冬季受西伯利亚大陆气候气团控制，寒冷多雪，属寒冷气候区。2工程地质土岩体结构类型依据地表至渠道底板以下511的土岩体的岩性组合特征等因素，划分为土体、岩体

3、、土岩体和填土4大结构类型，共计64个工程地质段，见表1。3．1水面线设计根据总干渠控制点水位及水头分配成果，其种渠道分配水头8．343m，建筑物7，746m，从上游向下游分段扣除渠道沿程损失，逐一扣除每座建筑物所分配水头，计算出总干渠各段设计水面线。水面线设计时考虑了以下各类损失：①各类需分配水头的河渠交叉建筑物；②为穿越山体而设置的隧洞；③铁路、公路交叉建筑物中的渠道倒虹吸、暗渠；④单独设置的节制闸；⑤明渠的沿程损失，渠道纵坡在1／2500—1／20O0。3．2横断面型式在明渠的各种断面形状中，半圆形断面是水力最佳的，但半圆形断面不易施工

4、，工程中采用最多的是梯形断面。梯形水力最佳断面通常都是窄深式的断面，这种断面虽然工程量很小，但不便于施工及维护，常因土方单价偏高而影响经济性。经过比较，对于大流量输配水的某干渠选用梯形实用经济断面，并为增强渠道抗冻稳定性，过水断面采用弧型坡脚。在不同的地形条件下，分别采用全挖、全填、半挖半填3种不同的构筑方式和断面结构，其中全挖方渠段长85km，全塌方渠段长15km，半挖半填渠段长102km。全挖方渠道为地面高程高于渠道一级马道高程的[收稿日期]2010—10—10[作者简介]葛文慧(1972一)，女，山东东平人，工程师。·-——107-—-

5、——2011年第1期黑龙江水利科技No．1．2011(第39卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TodalNo．39)渠段，视开挖深度采用单一边坡梯形断面或带马道的梯形断渠道正常运用期，由于全断面衬砌并铺设土工膜，按透面。全填方渠道为地面高程低于渠底的渠段，横断面型式与水地基上有铺盖斜墙土坝渗流计算公式计算浸润线：全挖方渠道第一级马道以下部分相同。半挖半填渠道为地Y=1㈣t)面高程介于渠底高程和堤顶高程之间的渠段，其内坡断面型式为单一边坡的梯形断面，填方外坡布置型式同全填方

6、断在地震基本烈度VII度区，考虑地震力作用对边坡稳定面。的影响，进行抗震计算。一级马道或堤顶公路荷载按汽一1O级荷载考虑，将汽车荷载按土的容重简化为均布荷载作用在3施工工艺路面上。3．1水面线设计经计算分析，渠道土质边坡系数为2．0—3．0，其中大部根据总干渠控制点水位及水头分配成果，其种渠道分配分渠段为2．5或2．0；岩心段边坡，根据其风化程度，结构面水头8．343m，建筑物7．746m，从上游向下游分段扣除渠道产状等因素分析确定，边坡系数一般为0．7～1．0。沿程损失，逐一扣除每座建筑物所分配水头，计算出总干渠3．4水力设计及断面要素各段

7、设计水面线。土渠段过水断面全部以混凝土衬砌，现场拉模浇注，真水面线设计时考虑了以下各类损失：①各类需分配水头空吸水处理，表面压实抹光，石渠段采用喷射混凝土补砌和的河渠交叉建筑物；②为穿越山体而设置的隧洞；③铁路、公砂浆抹面，表面光滑程度能够保证渠道综合糙率0．015。为路交叉建筑物中的渠道倒虹吸、暗渠；④单独设置的节制闸；满足渠道安全输水要求，渠道超高按下式计算：⑤明渠的沿程损失，渠道纵坡在1／25000—1／20000。zih=h+0．2(6)3．2横断面型式在明渠的各种断面形状中，半圆形断面是水力最佳的，堤方和半挖半填渠道堤顶高程或挖方渠

8、道一级马道高但半圆形断面不易施工，工程中采用最多的是梯形断面。梯程，按下式计算：形水力最佳断面通常都是窄深式的断面，这种断面虽然工程Z堤=Z+Ah(7)量很小，但不