1、倒虹吸管設計書1 目 錄 第一章 設計提要 ··············································&#

2、183;··············· 1 第二章 基本情況 ································&#

3、183;····························· 3 § 2-1 工程概況 ·················&

4、#183;··········································· 3 § 2-2 水文地質 ···

5、··················································

6、········ 3 § 2-3 工程地質 ·······································

7、;······················ 4 第三章 工程設計 ··························

8、;···································· 6 § 3-1 基本資料 ··········

9、3;·················································

10、3; 6 § 3-2 總體布置 ··············································

11、83;·············· 7 § 3-3 水力計算 ································&#

12、183;··························· 10 § 3-4 穩定計算 ···················

13、········································· 11 § 3-5 結構計算 ·····

14、3;·················································

15、3;···· 15 第四章 施工組織設計 ···········································&

16、#183;··········· 16 第五章 工程投資 ····································

17、························· 19 § 5-1 編制說明 ·····················

18、3;······································ 19 § 5-2 總投資 ········

19、83;·················································

20、83;···· 23 § 5-3 主要工程量及材料 ·········································

21、83;······ 23 1第一章 倒虹吸管的構造及布置 第一節 布置原則及形式 倒虹吸管由進口 段、 管身段及出口 段三部分組成， 其總體布置應滿足以下原則： 具有較良好的地形、 地質條件時， 倒虹吸管的軸線應盡可能與溝谷、 道路及河道等正交， 管軸線的平面布置常在一直線上， 以獲得最短的管道軸線； 進口 段盡可能布置在挖方（ 或半填挖） 渠段上， 以減少沉陷、滲漏及塌方現象。 還應考慮： 入口 處必須平順， 以減少因紊流或漩渦所引 起的水頭損失。 小流量時仍能淹沒， 以避免管道內發生氣蝕震動。 入口 處應有防止較大礫石或其他漂浮物

22、進入管道的設施。 進口 段應保證管道不受洪水的沖擊。 入口 處應有保證人畜安全的設施。 應保證管道內不被泥砂淤塞。 出口 段的布置應使出口 斷面逐漸擴大， 以降低出口 水流流速，減少水頭損失， 防止對下游渠道的沖刷。 對于高差不大的小型倒虹吸管， 常做成豎井式或緩坡式： 豎井式： 倒虹吸管多用于通過流量不大、 水頭較小（ h 5m）的情況； 其主要優點是施工方便， 但水頭損失大， 水流條件也不如緩坡式或斜管式的水流順暢。 豎井式的管道常做成方形或圓形的漿砌石或素砼結構。 井底部設 0.5 0.8m 深的集砂（ 或污物） 坑， 供清理泥砂及污物用。 緩坡式： 用于高差不大兩岸又較平緩， 與 地平

23、線交角約在 45以內， 切管軸線又甚短的小型倒虹吸管， 由開敞式的進出口 斜坡與壓 2力管連接。 對于高差較大的大、 中型倒虹吸管有以下幾種布置形式： 斜管式： 架空式： 第二節 倒虹吸管的進出口布置 進出 口 段總的布置原則應選擇合適的結構布置及一些有效措施， 以期達到水力條件良好， 運行可靠， 并能滿足穩定、 防滲、防淤及防污、 防洪等要求。 一、 進口 段結構布置 進口 段組成一般包括： 與 渠首連接的漸便段； 泄水閘； 攔污柵； 沉砂池； 閘門及工作橋（ 蓋板）； 管道進口 ； 擋水胸墻；通氣孔等。 二、 出口 段結構布置 流量及流速較大的倒虹吸管應在出口 修建消力池， 并將消力池做成

24、漸變段形式， 用于調整出口 水流的流速分布， 并消除一部分動能，避免沖刷下游渠道。 此外， 雙孔或多孔管道布置的出口 段， 為了 在輸送小流量時利用閘門控制流量及檢修的需要， 仍需設置閘門及工作橋臺。 第三節 管身、 鎮墩、 管座形式 一、 管身 管道的敷設方法 管道埋設深度一般為 0.5 1.0m。 北方嚴寒地區， 應將管線埋設在冰凍深度以下， 一般約為 0.7 0.8m； 當管道通過耕地時， 應埋設在耕作層以下， 一般約為 0.6 1.0m； 當穿過公路時， 3為了 防止管道受車輛動荷載的過大沖擊力， 管頂埋土厚度不小于 0.7m；當管道穿越河溝， 直接埋設于河溝底時， 為了 防止河床被沖

25、刷引 起管道的破壞， 要求壩頂埋設在沖刷線以下 0.5 0.7m。 管道分縫長度 為了 適應溫度降低和砼凝固引 起的縱向收縮變形及適應地基不均勻沉陷引 起的縱向彎曲變形， 常在管身上設置伸縮縫， 縫間設止水材料。 據工程實踐及國內一些已建管道工程的調查資料， 普通管分縫的間距以 15 30m 為宜， 露天管道取小值， 完工后及時填土的地下管可取大值。 管壁與管座接觸面上鋪設瀝青油毛氈（ 對剛性弧形管座僅在管端 1/3 管常范圍內涂瀝青， 中間 1/3 可不涂）， 以減少磨阻， 有利伸縮。 如果地基存在不均勻沉陷的情況， 經過仔細處理， 管節分縫可以更長些。 接頭形式、 伸縮縫的止水措施 接頭形

26、式一般有套管式、 平接式、 企口 式及承插式四類。 低水頭的預制管節采用企口 接頭， 高水頭的壓力管采用套接式為宜。 其他附屬設施 較長的倒虹吸管， 為了 保證管內不淤并能進入檢查， 常在靠出口 位置最低的鎮墩上設置沖砂孔及進人孔， 進人孔的孔徑不應小于 0.7m； 進人孔的孔徑有水平向布置與斜向布置及豎向布置多種。 進人孔與 管道銜接的內部裝設立式轉動平板門， 并在門縫處設橡皮， 利用內水壓力止水， 開啟 較為方便。 進人孔若設置在管壁上， 尚需在孔口 部位增布鋼筋以加強管身。 沖砂孔常采用水平向布置， 一般中、 小管道， 沖砂孔內徑常 4采用 0.3 0.4 m 用預制鋼管埋設于鎮墩中，

27、出口 處用法蘭盤和高壓閘閥連接， 并在下游建消力池消能。 國內一些小型倒虹吸管不裝高壓閘閥。 而在沖砂孔出口 端采用鋼（ 或鑄鐵） 制拍門， 拍門上部用活動螺栓安裝， 下部用插銷扣住， 開啟時只 需用簡易機械將插銷拉出， 即可被高壓水沖開拍門放淤； 在拉開插銷時要注意安全。 二、 鎮墩、 管座形式 鎮墩的作用及結構形式 倒虹吸管的鎮墩應設置在管道的轉彎處和坡度較陡的斜管上。 鎮墩的主要作用是連接和固定兩側管道， 以保證管身在外荷載作用下穩定； 如斜坡管段坡度陡， 常設置中間鎮墩以支承上一節管身傳下來的下滑力， 借以減輕下部鎮墩的荷載。 初步擬定鎮墩的輪廓尺寸： 鎮墩長度約為管內徑（ DB） 的

28、 1.5 2.0倍； 底部最小厚度約為管壁（ ） 的 2 3 倍； 鎮墩頂部及側墻最小厚度約為管壁厚度（ ） 的 1.5 2.0 倍； 鎮墩中圓弧形管段的外圓弧半徑（ R外外） 約為管道內徑（ DB） 的 2.5 4 倍； 管道轉彎角 與兩側管的中心線夾角相等。 當管道轉彎角（ 垂直或水平） 不太大（ 10 15 ， 或僅因須設置進人孔或放水閥而設置鎮墩時， 即鎮墩自 身即可維持穩定時， 其尺寸可以按造構造要求設置， 一般可按上下左右四方等于該段管壁厚把管包起來， 長度視需要確定， 但不宜小于該段管道的外直徑。 砼標號不小于 C10， 一般不用配筋（ 鎮墩內彎管的砼標號仍按直管不變） 如鎮墩上

29、同時開有進人孔、 放水孔（ 沖砂孔） 等孔洞時，孔洞周圍須布置鋼筋加強。 管座形式 5在軟弱地基上可用夯實的三合土、 碎石或碎磚做管座。 對于管徑及豎向力較大的管， 可用漿砌石或素砼鋼性管座（ 2 =90 180）。圓管設置弧形管座后， 由于圓管底部與管座間保持了 一定的接觸面，可改善圓管管身受力條件并減少對地基的壓應力。 鋼性管座厚度 t1常用（ 1.5 2.0） （ 為管壁厚）， 且不小于 0.3m， 管座肩 寬 t2可采用（ 1 1.5） 。 第二章 倒虹吸管的水力計算 第一節 過水能力及斷面尺寸 一、 倒虹吸管內的水流為壓力管流， 過水能力可按壓力管道計算 Q= gz2 z=hf+hj

30、=（ f+ j） v2/2g =1/?jf?=1/?jDLB? / 式中： Q過水流量(m3/s)； 過流斷面(m2)； z進出口 水位差， 即總水頭損失(m)； 流量系數， 無因次量， 與管內沿程磨擦損失及局部阻力損失有關； f沿程阻力系數； j局部阻力系數之和； L管道全長(m)； DB圓管內直徑(m)； hf沿程水頭損失(m)； 6hj局部水頭損失(m)； v管內平均流速（ m/s）； g重力加速度（ m/s2）； 倒虹吸管水力計算的任務， 是選擇適宜的流速與經濟過水斷面，計算管道的實際水頭損失及進出口 的水面銜接。 通常遇到以下三種情況： 已知設計流量及管的縱向布置和軸線長， 且由于地

31、形條件限制或灌區高程的要求， 上下游水位已定， 要計算經濟的過水斷面或管道直徑； 已知設計流量、 管的縱向布置和軸線長度及允許的最大水頭損失， 要計算所需斷面尺寸及實際水頭損失， 確定下游渠道水面和渠底高程； 已知管的縱向布置和軸線長、 斷面尺寸和水頭損失， 驗算過水能力。 二、 過水斷面計算 在進口 布置上， 采用扭曲面， 在沿軸線縱向布置上， 盡量減少彎道， 以減少局部水頭損失。 管內適宜流速為 1.2 2.5m/s。 選擇流速后， 即可按設計流量計算過水斷面積 （ m2）。 =Q/v 三、 水頭損失計算 管道的水頭損失， 根據引 起的原因不同， 可分為兩類： 一類是沿程水頭損失， 以 h

32、f表示； 另 一類是水流經過管道進出口 斷面變換處、閘槽、 攔污柵、 沖砂孔、 彎道和管徑變換處等的局部水頭損失， 以 hj 7表示。 兩者之和， 即為總水頭損失（ z）。 沿程水頭損失與管道長度、 直徑大小和管內徑的糙率有關， hf=gvRL224? hf=gvDLB22? 28Cg? C=611Rn R斷面水力半徑； 對于圓管， R=4BD， DB為水管內徑， L管道長度(m)； ? 沿程損失系數； C謝才系數。 詳見 P36 54。 第二節 進出口水力計算 進出口 水力計算內容包括： 進口 漸變段長度； 進口 沉砂池；出口 消力池； 通過小流量時， 進口 水躍處理； 加大流量時壅水位確定

33、。 一、 進出口 漸變段長度計算 為了 使進入或流出倒虹吸管的水流平順， 減少水頭損失， 在倒虹吸管與渠道連接處常設置漸變的進出口 段。 其長度按經驗公式確定，其中第二式適用于一般中小型倒虹吸管。 L=C（ B1 B2） 8L=（ 4 6） h 渠 C系數， 進口 取 1.5 2.5， 出口 取 2.5 3.5； B1渠道水面寬度(m)； B2漸變段縮窄端 h 渠渠道水深， 進口 一般采用小值， （ 4 h 渠）， 出口 采用大值（ 6 h渠）。 二、 進口 沉砂池斷面尺寸計算 渠道若引 用多砂水流， 倒虹吸管進口 應設置沉砂池， 以擴大斷面，減緩流速， 使泥砂沉淀。 矩形沉砂池尺寸， 可先根

34、據地形、 地質條件，擬定池內水深。 H=h+T 式中 h進口 渠道水深(m)； T進口 渠底至沉砂池底的高差(m)； 一般取 T=（ 1/3 1/4） h， 含砂量大的渠道按下式計算 T=0.5DB+ +0.2 式中 DB管道內直徑(m)； 管壁厚度(m)； 沉砂池寬 B=Q/Hv 式中 Q渠道設計流量(m3/s)； v沉砂池內平均流速(m/s)； 當 沉砂粒徑在 0.25 0.4mm 時， 可取池 內 平均流速 v=0.250.5m/s； 當粒徑大于 0.7mm 時， 取 v=0.25 0.5m/s。 此 v 值由擬定沉 9砂池的過水斷面來滿足。 三、 出口 消力池尺寸確定 一般中小型倒虹吸

35、管出口 消力池， 池長 L 消及池身 T 消身可按經驗公式估算： L 消 （ 3 4） h T 消 0.5DB 0.3m 消力池以后的護底長度一般采用 3 5m。 四、 過小流量時， 進口 水躍的處理 為消除水躍， 一些倒虹吸管在進出口 采取以下工程措施： 當管中水面與渠道水面相差不大時， 克略降低管道進口 底高程，在管口 設一斜坡， 使渠道水位在斜坡段與管口 水位銜接。 在管道進出口 處插入疊梁式閘板， 壅高管道進口 水位， 減少進口 水面跌落， 避免減少水躍及震動。 當管道進口 段的水面與渠水面相差不大時， 將壓力管口 高程降至最低水位以下， 并設置消力井， 井底高程應使井中水深足以保證在

36、井內發生淹沒式水躍， 將管口 全部淹沒為止。 如倒虹吸管較短， 流量變化不大， 或流量身小， 上下游水位差變幅不大， 亦可不加處理。 五、 通過加大流量時， 計算擋水墻頂對進口 壅水位的超高 計算時， 先按加大流量計算出管道沿程水頭損失和局部水頭損失及相應的進出口 水位差 z 加大， 進口 壅水位即等于出口 加大流量的水位與 z 加大之和。 應使進口 渠堤頂對加大流量時的壅水位有一足夠的安全超高。 10第三章 倒虹吸管鎮墩的設計 倒虹吸管鎮墩屬重力式結構， 利用自 重維持本身穩定， 計算內容包括： 校核鎮墩的抗滑和抗傾穩定性； 驗算鎮墩的結構強度 驗算鎮墩地基的強度及穩定性。 第一節 作用于鎮

37、墩上的荷載 作用于鎮墩上的荷載可分為兩大類， 一類是直接作用于鎮墩上的力， 有內水壓力沿管軸方向的軸向力； 彎管段水流離心力； 彎管段內水重； 鎮墩自 重機體壓力等。 另 一類是通過管身穿給鎮墩的力， 有管道自 重； 管內水重； 水面以下管道的上浮力（ 當鎮墩設于河溝邊時）；管道上填土壓力及管道磨擦力等。 計算時這兩類力都要化引 為軸向力，而后變換成垂直分力及水平分力， 再對鎮墩進行抗滑及強度計算。 鋼筋砼管每隔一定的距離均設置伸縮縫， 因而水流對管壁的摩擦力， 和溫度變化產生的摩擦力等， 均不計算。 鋼管由于從鎮墩中心至伸縮縫節距離較長， 且嵌固在鎮墩內故需計算。 11 12 13 第一章

38、設計提要 一、 工程位置 濟南市小清河支流入口 涵閘 2002 年第一批工程包括水坡、 沙河二 14村、 沙河五村、 灘頭、 大碼頭 5 座涵閘， 涵閘位于小清河干流歷城區段右岸， 小清河設計樁號 30+135 38+935。 二、 建設性質 續建 三、 設計標準 1 洪水標準： 干流五年一遇排澇， 二十年一遇防洪， 支流十年一遇排澇。 2 工程等別及建筑物級別 工程等別為 等， 建筑物級別為二級。 四、 設計依據 (一)依據文件： 山東省水利勘測設計院 2001 年編制的山東省小清河干流治理支流入口 涵閘工程初步設計。 (二)依據規范 1 水閘設計規范 SL265-2001 2 水工建筑物荷

39、載設計規范 DL5077-1997 3 水工混凝土結構設計規范 SL/T191-96 4 公路橋涵設計規范 JTJ021-85 5 砌體結構設計規范 GBJ3-88 6 其他有關規范、 規程。 五、 主要工程內容 本次工程共建支流入口 涵閘 5 座， 分別為水坡涵閘、 沙河二村涵閘、 沙河五村涵閘、 灘頭涵閘、 大碼頭涵閘。 六、 主要工程量、 材料及設備 151 主要工程量 (1)土方工程： 38372m3 (2)漿砌塊石： 1486m3 (3)砼及鋼筋砼： 239m3 2 主要材料 (1)鋼筋： 11t (2)水泥： 285t (3)木材： 6 m3 3 設備 封閉式鑄鐵閘門 HZJ- 型

40、 2.0 × 1.5 m(高× 寬) 2 扇 HZY-1400 型 2 扇 HZY-1200 型 1 扇 啟 閉 機 LQD-6t 2 臺 LQC-3t 2 臺 LQC-2t 1 臺 七、 工程投資 工程總投資 174.8 萬元， 其中建筑工程 109.9 萬元， 金屬結構及安裝工程 16.6 萬元， 臨時工程 12.2 萬元， 其他費用 34.4 萬元。 16 第二章 基本情況 § 2-1 工程概況 小清河干流濟南市歷城區段河道為 復式梯形斷面， 主河槽底寬30m， 邊坡 1： 2.5， 兩岸大堤中心距 210m， 左岸堤頂寬 12.0， 右岸堤頂寬 8.0m。

41、 河底高程 16.354m 15.18m， 堤頂高程 25.23m 24.31m。 水坡排水溝現狀河底寬 2m， 深 3m， 河底高程 19.00m,地面高程 25.40m；沙河二村排水溝現狀河底寬 5m， 深 4m， 河底高程 19.83m， 堤頂外 2m有跨溝生產橋， 橋面寬 5m， 橋面高程 22.70m， 排水溝兩側為民房； 沙河五村排水溝現狀河底寬 2m， 深 3m， 河底高程 19.00 m； 灘頭村排水溝現狀河底寬 3m， 深 5m， 河底高程 18.50m； 上述排水溝入小清河均無控制建筑物， 大堤不連續,形成缺口 。 大碼頭排水溝現狀河底寬 5m，深 4m， 河底高程 18.

42、00m。 1999 年當地村民因出入不便， 自 行建造小型涵閘， 工程結構比較簡陋， 漿砌石閘室， 無閘門， 閘孔寬 1m， 大堤下埋鋼筋砼圓管， 泄水流量較小， 擬改建。 § 2-2 水文地質 本區地下水類型主要為第四系孔隙潛水及微承壓水， 主要含水層巖性為砂壤土、 粉砂和裂隙粘土， 滲透系數 K=1.89 10.82 m/d， 屬中等透水層,地下水埋深 1.00 4.80m， 水化學類型為 HCO3和 SO4HCO3水， 礦化度 0.92 2.39g/l， 屬淡水 微咸水。 17 § 2-3 工程地質 工程地質參照山東省水利勘測設計院編制的山東省小清河干流治理支流入口

43、涵閘工程初步設計。 5 座泄水涵閘均位于黃泛沖積平原區， 地層巖性在勘探深度內共有四層： 層淤泥： 灰黑 灰色， 軟 流塑狀， 味臭， 分布于小清河干流河道中。 上游層面起伏較大， 厚度變化幅度大， 而厚度較小， 層面較為平緩。 河底高程 15.90 26.55m， 淤泥底面高程 15.00 26.20m。 淤泥層一般厚度 0.51 1.92m， 平均厚度 0.92m。 層砂壤土： 淺黃褐色、 灰褐色， 松散 稍密不均， 多呈濕 飽和狀， 粉粒含量較高， 基本出露地表， 為壤土、 粘土所覆蓋。 分布較均勻穩定， 厚度一般為 1.00 9.00m， 平均厚度 4.69m， 層底高程 12.002

44、5.00m。 層淤泥質粘土： 灰黑色、 灰褐色， 呈軟可塑 可塑狀， 含碳質物， 偶見有貝殼、 小螺、 草根等雜物。 分布廣， 起伏變化大， 厚度不一， 分布不穩定。 層壤土夾姜石： 黃褐色、 灰褐色、 棕褐色、 褐色， 軟可塑 硬可塑狀， 粉粒含量普遍較高,局部粘土,姜石直徑一般在 2.0cm 左右， 呈棱角 次棱角狀， 含量一般小于 10%， 局部高達 20% 30%， 在勘探深度內未被揭穿， 可見厚度 0.40 6.20m， 平均 2.60m。 各建筑物持力層的物理力學指標見表 1。 18各建筑物持力層的物理力學指標表 表 1 序號 干流樁號 涵閘名稱 持力層物理力學指標 標慣擊數干密度

45、 壓縮系數 粘聚力 內摩擦角 N63.5 (g/cm2) a0.10.3 (Kpa) (度) 1 30+135 水坡涵閘 4.6 1.53 0.26 16.7 14.9 2 32+425 沙河二村涵閘 3 33+940 沙河五村涵閘 4 35+285 灘頭村涵閘 5 38+935 大碼頭涵閘 19 第三章 工程設計 § 3-1 基本資料 一、 工程任務 通過興建水坡、 沙河二村、 沙河五村、 灘頭村、 大碼頭支流入口涵閘， 完善小清河干流防洪工程體系， 使其發揮防洪、 排澇、 灌溉等綜合效益。 二、 工程標準 1 干流治理標準 防洪按二十年一遇， 排澇按五年一遇。 2 支流治理標準

46、排水標準采用十年一遇。 三、 工程等別及建筑物級別 小清河干流治理支流入口 泄水涵閘工程的工程等別為 等， 建筑物級別 2 級。 四、 設計基本資料 各涵閘的特征水位及流量見表 2。 20涵閘主要設計指標表 表 2 序號 干流樁號 涵閘名稱 岸別排澇流量 (m3/s) 排澇水位(m) 支流河底高程(m)閘上支流 閘下干流 十年一遇 十年一遇 十年一遇 1 30+135 水坡涵閘 右 0.6 22.50 22.35 2 32+425 沙河二村涵閘 右 3.7 22.26 22.12 19.5 3 33+940 沙河五村涵閘 右 0.9 22.11 21.99 20.3 4 35+285 灘頭村涵

47、閘 右 1.1 22.01 21.89 19.0 5 38+935 大碼頭涵閘 右 3.2 21.74 21.69 17.0 § 3-2 水力計算 一、 建筑物結構尺寸的確定 1 過流能力計算 (1)按經驗公式計算短洞的極限長度 當 I 0 時， Lk=(64-163m)H 式中： m涵洞進口 流量系數， 一般取 m=0.32 0.36； H上游水頭。 涵洞洞身長 L Lk 為短洞。 (2)有壓涵洞淹沒出流計算公式 Q=H)(290htiLH? RCgL2ZH21? 式中： Q涵洞過流量(m3/s)； H淹沒出流的流量系數； L涵洞長度(m)； 21 過流斷面積(m2)； C謝才系數

48、； R水力半徑； z涵洞出口 局部水頭損失系數； 從進口 到出 口 前(不包括出 口 )的各種局 部水頭損失系數之和； ht以出口 洞底為標高的出口 水位(m)； H0上游總水頭(m)； i涵洞底坡降； g重力加速度； (3)無壓涵洞淹沒出流計算公式(短洞) 302gHmbQ? 式中： Q涵洞過流量(m3/s)； 淹沒系數； m流量系數； b過流斷面計算寬度(m)； C謝才系數； H0上游總水頭(m)。 (4)計算成果 根據上述公式及涵閘的排澇要求， 計算出各建筑物的結構尺寸見表 3。 22建筑物結構尺寸計算成果表 表 3 序號 干流樁號 涵閘名稱 岸別 排澇流量 (m3/s) 河底高程 (m

49、) 結構尺寸 (m) 十年一遇 支流 干流 (孔數×高×寬) 1 30+135 水坡涵閘 右 0.6 19.0 16.4 一孔=0.7m圓管 2 32+425 沙河二村涵閘 右 3.7 19.5 16.0 一 孔2.0×1.5m箱 涵 3 33+940 沙河五村涵閘 右 0.9 20.3 15.8 一孔=1.2m圓管 4 35+285 灘頭村涵閘 右 1.1 19.0 15.7 一孔=1.4m圓管 5 38+935 大碼頭涵閘 右 3.2 17.0 15.2 一 孔2.0×1.5m箱 涵 2 消能計算 (1)能計算工況 為減少干流灘地以及河道的沖刷， 保

50、護支流入口 涵閘， 確定消能工況為： 支流十年一遇排澇水位， 干流通航水位。 (2)各涵閘的消能計算成果見表 4。 消能計算成果表 表 4 序號 干流樁號 涵閘名稱 支流排澇水位(m) 干流通航水位(m) 消力池長 (m) 消力池深 (m) 1 30+135 水坡涵閘 21.81 18.7 6.0 0.50 2 32+425 沙河二村涵閘 22.26 18.7 9.50 0.50 3 33+940 沙河五村涵閘 22.11 18.7 6.0 0.50 4 35+285 灘頭村涵閘 22.01 18.7 3.5 0.50 5 38+935 大碼頭涵閘 21.74 18.7 9.50 0.50 為

51、減小消力池過大挖深， 減少工程投資， 在干、 支流達到表中所列水位時， 需控制閘門開啟， 一次開啟高度控制在 0.2 0.3m 之間， 閘下游水位抬高后， 再控制閘門開啟， 直到閘門全開。 23 § 3-3 穩定計算 一、 計算工況 1 施工完建期： 上、 下游無水； 2 正常運行期 ： 支流蓄水位， 干流水位平閘底板； 3 正常運行期 ： 干流防洪水位， 支流水位閘底板以上 1m。 因本次設計中， 涵閘工程的主要任務是防洪、 排澇， 正常運行期 也可作為校核工況， 故不再對另 外的校核工況的穩定計算。 二、 荷載組合 荷載組合見表 5。 涵閘荷載組合表 表 5 計算工況 結構自重

52、土重 土壓力 水重 水壓力 揚壓力 完建期 運行期 運行期 三、 計算成果 計算成果見表 6。 24穩定計算成果表 表 6 抗滑穩定 安全系數 涵閘名稱 計算工況 最大地基應力(kn/m2) 最小地基應力(kn/m2) 地基應力 不均勻系數 水坡涵閘 完建期 77.5 75.2 1.03 4.84 運行期 70.5 68.4 1.03 3.90 運行期 50.5 49.0 1.03 2.90 沙河二村涵閘 完建期 89.4 82.8 1.08 3.03 運行期 85.6 77.8 1.10 2.12 運行期 82.3 75.5 1.09 1.86 沙河五村涵閘 完建期 79.6 60.4 1.

53、03 2.74 運行期 70.5 59.5 1.03 2.85 運行期 46.2 58.4 1.03 8.67 灘頭涵閘 完建期 79.6 60.4 1.03 2.74 運行期 70.5 59.5 1.03 2.85 運行期 46.2 58.4 1.03 8.67 大碼頭涵閘 完建期 89.4 86.8 1.03 3.03 運行期 85.6 79.3 1.08 2.12 運行期 82.3 76.9 1.07 1.86 四、 基礎處理 根據小清河干流治理工程中的涵閘工程地質資料， 地基允許承載力一般在 80 100kn/m2， 由以上穩定計算成果可知， 涵洞及閘室部分地基需進行處理。 本次設計中

54、沙河二村涵閘、 大碼頭涵閘洞身段基礎采用 0.5m 厚 3： 7 灰土墊層置換處理， 閘室段基礎采用噴粉攪拌樁處理。 § 3-4 工程布置 一、 沙河二村涵閘 1 進口 段 沙河二村涵閘前為砌石拱橋， 直徑 1.0m。 進口 段采用 M7.5 漿砌塊 25石直墻， 長 0.5m， 底寬 1.5m， 底高程 19.50m。 2 洞身段 洞身段全長 17m， 1 孔 2.0× 1.5mC20 現澆鋼筋砼箱涵， 洞身坡降100mm。 箱涵壁厚 0.3m， 0.3×0.3m 抹角， 每節長 9.5m， 采用瀝青杉板伸縮縫， 中間設 651 塑料止水帶。 洞身底高程 19.

55、50 19.40 m， 采用C10 砼墊層、 M7.5 漿砌塊石基礎。 3 閘室段 閘室為 M7.5 漿砌塊石結構,閘室長 3.9m， 閘墩為重力式擋土墻,頂厚 0.9m， 墻后坡比 1:0.4。 機架橋板采用現澆 C20 鋼筋砼。 閘 門 選用 HZJ- 型 2.0× 1.5m 封閉 式鑄鐵閘 門 ， 啟 閉 機選用LQD-6t 螺桿啟閉機。 4 出口 段 出口 段長 20.0m， 為 M7.5 漿砌石結構， 分扭坡段、 連接段。 扭坡段底寬由 1.5m 變至 3.5m， 底高程由 19.20m 變至 18.70m， 長 10.0m， 邊坡由直墻變至 1： 2.0 邊坡； 連接段底

56、寬 3.5m， 長 10.0m， 底高程 19.20m，邊坡 1： 2.0。 5 閘室及洞身基礎處理 洞身段基礎均采用 3:7 灰土夯實處理， 以增強地基承載力。 閘室段采用噴粉攪拌樁處理地基。 二、 沙河五村、 水坡涵閘 1 進口 段 進口 段采用 M7.5 漿砌石結構， 護坡段長 6.0m， 底寬 2.0m， 邊坡比 1:2.0， 底高程 20.30(20.73)m。 262 管身段 管身段全長 20m， 管身坡降 1/100， 1 孔 1.4m 預制鋼筋砼管， 內徑 1.4m， 壁厚 0.13m， 每節長 2.0 m， 對接。 節間縫用橡膠墊圈填塞，外面用水泥砂漿裹縫， 管底高程 20.

57、30(20.73)m， 下做 M7.5 漿砌塊石管座。 3 閘室段 閘室為漿砌石結構， 閘墩為重力式擋土墻， 頂厚 0.65m， 墻后坡比1： 0.4。 機架橋板采用現澆 C20 鋼筋砼。 閘門選用 HZY 1400m 鑄鐵封閉閘門， 啟閉機選用 LQC 3t 螺桿啟閉機。 4 出口 段 連接段長 13.5m， 為 M7.5 漿砌石結構， 分扭坡段、 連接段。 扭坡段底寬由 1.4m 變至 2.0m， 長 7.5m， 底高程 19.62(20.05)m， 邊坡由直立變至 1:2.0； 連接段底寬 2.0m， 長 6.0m， 底高程 20.12(20.55) m， 邊坡1:2.0。 5 閘室及管

58、身基礎處理 閘室段、 管身段基礎均采用 3:7 灰土夯實處理， 進行加固。 三、 灘頭村涵閘 1 進口 段 進口 段采用 M7.5 漿砌石結構， 護坡段長 12.5m， 底寬 3.0m， 邊坡比 1:2.0， 底高程 19.00m。 2 管身段 管身段全長 18m， 管身坡降 1/100， 1 孔 1.2 m 預制鋼筋砼管， 內 27徑 1.2m， 壁厚 0.12m， 節長 2.0 m， 對接。 節間縫用橡膠墊圈填塞， 外面用水泥砂漿裹縫， 管底高程 19.00m， 下做 M7.5 漿砌塊石管座。 3 閘室段 閘室為 漿砌石結構， 閘室長 4.3m， 閘墩為 重力式擋土墻， 頂厚0.65m，

59、墻后坡比 1:0.4。 機架橋板采用現澆 C20 鋼筋砼。 閘門選用 HZY-1200 型鑄鐵封閉閘門， 啟閉機選用 LQC-2t 螺桿啟閉機。 4 出口 段 出口 段長 18.0m， 為 M7.5 漿砌石結構， 分扭坡段、 連接段。 扭坡段底寬由 1.2m 變至 3.0 m， 長 12.0m， 底高程 18.34m， 邊坡由直立變至1:2.0； 連接段底寬 3.0 m， 長 6.0m， 底高程 18.84 m， 邊坡 1:2.0。 5 閘室及管身基礎處理 閘室段、 管身段基礎均采用 3:7 灰土夯實， 進行加固處理。 四、 大碼頭涵閘 1 進口 段 進口 段采用 M7.5 漿砌石結構， 護坡

60、段長 6.0m， 底寬 2.0m， 邊坡比 1:2.0， 底高程 17.00m。 2 洞身段 洞身段全長 18m， 1 孔 2.0× 1.5mC20 現澆鋼筋砼箱涵， 洞身坡降100mm。 箱涵壁厚 0.3m， 0.3×0.3m 抹角。 洞身每節長 9m， 采用瀝青杉板伸縮縫， 中間設 651 塑料止水帶。 洞身底高程 17.00 16.90m， 采用C10 砼墊層、 M7.5 漿砌塊石基礎。 283 閘室段 閘室為 M7.5 漿砌塊石結構,閘室長 3.9m,閘墩為重力式擋土墻， 頂厚 0.9m， 墻后坡比 1： 0.4。 機架橋板采用現澆 C20 鋼筋砼。 閘 門 選用

61、HZJ- 型 2.0× 1.5m 封閉 式鑄鐵閘 門 ， 啟 閉 機選用LQD-6t 螺桿啟閉機。 4 出口 段 出口 段長 20.0m， 為 M7.5 漿砌塊石結構， 分扭坡段、 連接段。 扭坡段底寬由 1.5m 變至 3.5m,底高程由 16.70m 變至 16.20m， 長 10.0m,邊坡由直墻變至 1:2.0 邊坡； 連接段底寬 3.0m， 長 10.0m， 底高程 16.70m，邊坡 1:2.0。 連接段以下順原河道。 5 閘室及洞身基礎處理 洞身段基礎均采用 3:7 灰土夯實處理， 以增強地基承載力； 閘室段采用噴粉攪拌樁處理地基。 § 3-5 結構計算 結構

62、內力計算： 機架橋板按簡支梁計算， 管身按涵管計算。 配筋根據最大控制內力值按鋼筋砼結構有關公式計算， 結果詳見各部位鋼筋圖。 結構內力計算： 機架橋梁按簡支梁計算， 洞身按彈性地基梁計算。 配筋根據最大控制內力值按鋼筋砼結構有關公式計算， 結果詳見各部位鋼筋圖。 29 第四章 施工組織設計 一、 施工組織及管理 本工程建設單位為濟南市小清河管理處， 為保證工程質量和進度，工程建設按“三制” 執行。 以建設單位為業主， 由業主聘用監理單位進行監理， 施工采用招投標方式， 選擇具有相應資質的施工隊伍承擔。 二、 工程進度 由于本工程建筑物分散， 單項建筑物工程量小， 工期較短， 工程可在 200

63、2 年汛后安排,年底完成施工,即 2002 年 10 月 至 12 月 完成， 總工期 3 個月 。 三、 施工條件 5 座涵閘均位于小清河右堤， 堤外 200m 范圍內均有瀝青路面或碎石路面， 交通方便， 施工建筑材料可就近采購。 施工用電可由附近引 入或自 備柴油發電機組。 施工用水可采用當地淺層地下水。 大碼頭排水溝有水， 需進行施工導流。 其他排水溝一般情況下無水。 四、 主體工程施工 1 土方工程施工 土方工程主要有閘基清基、 開挖、 上、 下游圍堰土方回填等， 以機械化施工為主， 人工開挖為輔。 土方開挖和回填， 采取“集中棄土，就近回填” 的原則。 30基坑土方開挖采用 1m3挖

64、掘機開挖， 挖土機推運 50m； 土方回填采用推土機推運， 拖拉機壓實， 或打夯機分層夯實。 2 護砌工程 護砌工程施工前應先平整工作面， 低洼處回填土料夯實。 砌筑石料應選擇材質均勻、 無風化裂痕， 塊重及厚度應滿足設計要求。 砌筑時必須平整、 密實、 錯縫合理， 勾縫嚴密飽滿， 水平縫順直。 3 混凝土及鋼筋混凝土工程 混凝土拌和采用 0.4m3攪拌機攪拌。 攪拌機的進料及出料均采用手推膠輪車運輸， 混凝土采用人工平倉， 插入式振搗器振搗， 人工撒水養護。 4 金屬結構及砼預制構件的安裝工程 安裝工程主要包括閘門及啟 閉機、 預制梁板等安裝。 應遵循以下技術條件： (1)金屬結構制造廠家必須持有生產許可證； (2)閘門及啟閉機設備安裝調試完畢， 應做全行程起閉試驗， 試運行三次。 (3)砼預制梁板必須待強度達到 70%以上， 才能吊裝。 5 止水、