CSDD支渠+二级排水渠设计说明(终).doc

委内瑞拉TIZNADOS灌区CSDD支渠工程设计说明书CAMCE2011.071. 工程概况TIZNADOS灌区位于瓜里科州西北部，TIZNADOS河西侧，距首都加拉加斯300km，距卡拉沃索市约150km，具体位置在Ortiz parroquias San Francisco de Tiznados区和San Jos de Tiznados，是瓜里科州重要的玉米、蔬菜、瓜果等生产基地。TIZNADOS灌区地理位置图 TIZNADOS灌区总面积约27000ha，灌溉面积约10000ha，其中喷灌区总面积7873ha，中心支轴式喷灌机灌溉面积5905ha，种植作物主要为玉米、豆类和蔬菜等。灌区灌溉水源为位于灌区北部的Francisco Mancilla水库，Francisco Mancilla水库1983年建成并运行，水库占地面积1.490km2，最大库容量1.172,07Hm3，最小库容49,81Hm3，有效库容832,34Hm3。灌区灌溉渠系分为3级，主渠（一级渠）、支渠（二级渠）、斗渠（三级渠），主渠、支渠均为土工膜防渗渠，斗渠为低压输水管道。田间灌溉系统为滴灌和喷灌。灌区已建支渠3.65km，桩号0+0003+650，特征参数为：底宽1.5m，边坡1:1.5，正常水深2.35m，纵坡i=0.00015。支渠上已建渠系建筑物7座，其中节制闸2座、分水口2座、涵管3座。本期工程为上期工程的延续，主要建设内容为土工膜灌溉支渠、支渠伴行排水渠、渠系建筑物，以及伴行的渠边路（农用路）。2 设计原则和方案2.1设计依据2.1.1技术规范委内瑞拉相关技术规范、中华人民共和国相关技术规范，现场考察资料及项目业主的相关要求。2.1.2技术标准(1)喷灌工程灌溉设计标准:灌溉设计保证率（P=85%）; (2)农田排涝设计标准：5年一遇6h暴雨一日排完，设计暴雨为120mm。 (3)渠边道路（农用路）设计标准：最大载重20t、最大时速20km/h，道路宽6m。2.2设计方案支渠的防渗沿袭前期防渗方式，即采用土工膜防渗。平面布置遵循原规划思路，并充分考虑灌区总平面布置、规划调整现状、已有排水通道及地形地貌。新建支渠桩号范围K3+659.18K13+562.60，长约9904m。二级排水渠伴行土工膜灌溉支渠，排水渠中心线与支渠中心线相距20m。为方便交通，土工膜灌溉支渠渠边道路（农用路）均设6m宽，最大载重20t、最大时速20km/h。3 设计说明 3.1 土工膜灌溉渠道设计说明 3.1.1设计依据该区测量资料、现场踏勘资料等。3.1.2渠道设计流量本期工程为上期工程的延续，在上期工程设计的前提下，根据各分水口的流量需求，结合渠道自然地面坡度，将渠道分为4段，各段渠道设计流量见表3-1。表3-1 各段渠道设计流量一览表渠道分段纵坡设计流量（m/s）备注3+6605+1001.5:100009.5795+1006+2801:5009.1056+28012+2001:15008.14512+20013+5501:15005.1233.1.3渠道纵断面设计纵坡确定根据田面自然坡度，以不冲不淤流速为控制条件，并且尽量满足各分水口的水位需求，局部水位不足的情况下，可通过雍水抬高水位解决。渠道分成4段，各段纵坡及水深等参数见表3-2。表3-2 各段渠道纵坡及正常水深一览表渠道分段纵坡i正常水深（m）设计流速（m/s）3+6605+1001.5:100001.8791.075+1006+2801:5001.0852.846+28012+2001:15001.4281.3211.831.7512+20013+5501:15001.1451.623.1.4渠道横断面设计3.1.4.1过流能力设计渠道防渗面层为土工膜。横断面设计按明渠均匀流计算：Q=AC（RI）1/2Q渠道设计流量m3/sA过水断面面积m2B谢才系数 用满宁公式计算C=R1/6/nn渠床糙率系数 n=0.0012R水力半径(m)I比降同时考虑现场机械化施工，最终确定渠道横断面参数见表3-3。表3-3 渠道横断面参数表渠道分段底宽（m）渠深（m）边坡正常水深（m）备注3+6605+1002.52.51:1.51.8795+1006+2802.02.01:1.51.0856+28012+2001.52.01:1.51.4281.32112+20013+5501.52.01:1.51.1453.1.4.2横断面结构设计为保证渠道断面稳定，开挖时应清除0.3m厚表土，回填区用原状土回填，多余土方用ripio料和指定料场运土回填，压实系数为0.95。为防垫层糙面对土工膜的磨损，在土工膜和垫层之间铺设一层复合排水网。不仅能保护土工膜，还有利膜下水的收集。3.1.4.3土工膜的合理使用根据资料，土工膜每卷长度为45.0m，幅宽5.75m。铺设时按渠道断面宽裁成合适的长度，一段段拼接，本次设计范围内，渠道展开长度K3+659.18K5+086.42段为12.014m，K5+113.25K6+263.67段为9.712m，K6+304.87K12+188.36和 K12+226.7613+541.40段为9.212m，每边渠顶至锚固沟长度为1.60m，总长分别按15.214m、12.912m、12.412m计。按要求土工膜的搭接长度为0.12m，故每幅土工膜有效铺设渠道长为5.63m。为减少材料浪费，综合考虑土工膜的利用，渠道需裁剪长15.214m的共253块，长12.912m的共204块，长12.412m的共1276块，见表3-4。表3-4 渠道铺膜裁剪统计表渠道分段长宽（m）数量（块）K3+659.18K5+086.4215.2145.75253K5+113.25K6+263.6712.9125.75204K6+304.8713+541.4012.4125.751276根据上表，裁剪下料按以下规则进行：将15.214m长的土工膜，通过减小渠道两边锚固长度各0.107m，减小后，锚固长度仍满足最小锚固长度，使土工膜长度改为15.0m，每卷裁3幅，消耗土工膜85卷，剩余30m土工膜；将12.912m长的土工膜，通过减小渠道两边锚固长度各0.031m，减小后，锚固长度仍满足最小锚固长度，使土工膜长度改为12.85m，2卷可裁7幅，消耗土工膜58卷（共203幅），还有1幅利用中剩余的土工膜裁剪；将12.412m长的土工膜，通过减小渠道两边锚固长度各0.07m，减小后，锚固长度仍满足最小锚固长度，使土工膜长度改为12.272m，3卷可裁11幅，消耗土工膜348卷。施工时应根据需要在仓库统一裁剪以后运送至施工现场，避免浪费材料。3.1.5土工膜锚固设计3.1.5.1混凝土锚固梁为避免土工膜运行中产生显著移动，设计在渠道中设置混凝土锚固梁。锚固梁型号分为型锚固梁、型锚固梁、型锚固梁、型锚固梁等。当有节制闸、桥、涵拦断土工膜铺设时，建筑物上、下游设置型锚固梁。、型锚固梁间距须按整幅土工膜计，按(n5.63+0.95)m控制铺设。每段按500m左右长度设置，同时考虑各段之间、型锚固梁间距基本相当。渠道型锚固梁桩号见表3-5。为方便检修，沿、型锚固梁中部设置3/4”钢爬梯进入渠道，0.15m一级，爬梯外露0.20m。型锚固梁为、型锚固梁之间的辅助性锚固梁，位于单幅土工膜的中部，间距控制在100m左右。型锚固梁为分水口处设置的锚固梁，三边密封锚固以防止渠水从分水口进入土工膜下。渠道锚固梁桩号见表3-5表3-5 型锚固梁桩号表I型锚固梁Viga de anclaje tipo III型锚固梁Viga de anclaje tipo II型锚固梁Viga de anclaje tipo 型锚固梁Viga de anclaje tipo 4+138.684+618.185+682.836+829.417+353.957+850.348+391.778+876.909+362.039+847.1610+332.2910+817.4211+302.5511+787.6812+711.8913+197.023+758.18、3+853.89、3+943.97、4+039.68、4+226.424+316.50、4+406.58、4+513.55、4+717.18、4+818.524+919.86、5+009.94、5+200.99、5+296.70、5+386.785+476.86、5+583.83、5+781.83、5+877.54、5+973.256+068.96、6+164.67、6+347.57、6+443.28、6+538.996+634.70、6+730.41、6+872.11、6+967.82、7+063.537+159.24、7+254.95、7+452.95、7+548.66、7+644.377+751.34、7+949.34、8+073.20、8+197.06、8+292.778+490.77、8+586.48、8+682.19、8+777.90、8+975.909+071.61、9+167.32、9+263.03、9+461.03、9+556.749+652.45、9+748.16、9+946.16、10+041.8710+137.58、10+233.29、10+431.29、10+527.0010+622.71、10+718.42、10+916.42、11+012.1311+107.84、11+203.55、11+401.55、11+497.2611+592.97、11+688.68、11+897.94、12+010.5412+123.14、12+325.76、12+421.47、12+517.1812+612.89、12+810.89、12+906.60、13+002.3113+098.02、13+296.02、13+391.73、13+487.444+962.106+126.006+255.008+220.0010+484.0010+541.0012+160.0013+505.003+659.185+086.425+113.256+263.676+304.8712+188.3612+226.7613+541.4013+562.603.1.5.2渠顶锚固沟为避免土工膜在渠道上移动和渠顶水进入土工膜下，土工膜在渠道顶上设置锚固沟。设计在距渠顶0.3m的两渠肩各挖一宽0.5m，深0.5m的锚固沟，渠道内土工膜下铺设复合排水网，渠道两侧土工膜各留1.6m锚固，超出渠道的土工膜下不设复合排水网，改设无纺土工布，土工布与复合排水网在渠道内搭接0.5m。3.1.6地下排水系统混凝土锚固梁和土锚固沟将土工膜一段段密封在渠道上，使之成为一个整体，减少了渗漏损失。但地下水的侧渗和土工膜水下某处被划伤或者锚固处出现破坏漏水，故需要设置膜下排水设施。 设计在土工膜下设置复合排水网、150mm排水花管收集渗漏水。横向渠道在末端由150mm的排水管穿过渠边路，在渠道右侧的排水渠内排泄，纵向渠道由150mm的排水管在涵管出口底板处排出。为防止排水管堵塞，排水花管用无纺土工布包裹，为加大透水率，排水花管须打孔，打孔率1.5%，外包土工布。出口排水管底设置砂砾料管垫。3.1.7土工膜铺设3.1.7.1土工膜的焊接土工膜的焊接土工膜的连接采用板契式双轨焊接，焊接时顺水流方向上游在上，下游在下，焊接宽度0.12m。型锚固梁焊接型锚固梁焊接采用热熔性单轨焊。锚固件宽0.145m，焊接宽度0.075m。型锚固梁焊接型锚固梁焊接亦采用热熔性单轨焊，不同于型锚固梁焊接，它位于土工膜中间，同一锚固梁上焊接平行焊接两条，宽0.145m，间距0.35m。型锚固梁焊接型锚固梁是左、右及下侧三边焊接，内侧同型锚固梁与锚固件的接触面全部焊接，焊接宽度0.145m，外侧的焊接同型锚固梁焊接，焊接宽度0.075m。型锚固梁焊接型锚固梁的焊接与型锚固梁的焊接基本相同，其不同之处在于型锚固梁位于每段土工膜的始（末）端，在型锚固梁上（下）游不设置锚固件。3.1.7.2土工膜铺设要求土工膜下部需先铺设一层复合排水网。土工膜搭接需要注意接口处顺水流方向上游在上，下游在下，铺设时施工人员需穿着平底鞋，以免划伤膜体，同时要认真检查下部老砼是否足够平顺干净，及时发现并清除异物。弯道施工时，土工膜之间的焊接还要注意根据弯道走向对接口边进行修裁。施工过程中，如膜体划伤需及时焊接修补。3.1.8渠系建筑物设计本期支渠设计范围为K3+659.18K13+562.60，长约9904m。在该段渠道中，跟据各分水口的水位需求，结合渠道自然地面坡度，把渠道分为4段，各段渠道流量和水深见表3-6。各段渠道纵坡不同、底宽亦发生变化，有些渠段之间还设置人工跌水，故在各渠段的尾端需建设节制闸，共需新建节制闸4座、新建分水口8处。因支渠上游已经建设了2座分水口和2座节制闸，故新建分水口和节制闸的编号顺次从3号开始往下编，命名遵循已有命名原则。表3-6 各段渠道流量和水深统计表渠道分段设计流量（m/s）底宽（m）正常水深（m）渠深（m）3+6605+1009.5792.51.8792.55+1006+2809.1052.01.0852.06+28012+2008.1451.51.4281.3212.012+20013+5505.1231.51.1452.03.1.8.1节制闸（1）节制闸闸孔尺寸确定和过流能力计算根据渠道流量、水位资料拟定各闸孔宽度，按当地的一般处理手法，水闸底板比渠道降低0.3m，以增加节制闸的过流能力、提高消能效果。通过计算各节制闸的闸孔尺寸和过流能力见表3-7。表3-7 各节制闸闸孔尺寸和过流能力计算表水闸编号桩号底板高程（m）闸孔宽（m）闸前水深（m）闸后水深（m）渠道设计流量（m/s）水闸设计流量（m/s）CNADD-35+100145.703.02.1791.3859.10516CNADD-46+280143.373.01.385-0.4798.1459CNADD-512+200137.442.51.5210.2216.9018CNADD-613+500135.272.51.4451.3914.6367（2）节制闸消能防冲设计渠道上下游具有一定水位差，使得上下游水流具有一定的能量差，故应对水流进行消能防冲计算，通过计算确定是否需要消力池来消能防冲和确定消力池的尺寸。各水闸消能防冲计算见表3-8。表中上下游水位均是消力池底高程的相对高差。表3-8 各节制闸消能防冲计算表水闸编号上游水位（m）下游水位（m）跃后水深（m）消力池计算长度（m）消力池实际长度（m）消力池深（m/s）升坎（m）CNADD-32.1791.3851.64311.5111.60.30.5CNADD-43.8852.2281.80013.9016.00.80.5CNADD-53.3211.9451.71812.8216.00.80.5CNADD-61.4451.3910.9864.606.00.30.5通过计算，各节制闸均应设置消力池，为节省工程量，消力池为综合式消力池，消力池除底板降低0.30.8m外，还在尾端设置0.5m的升坎。对于有跌水的消力池还在中间设置辅助消能工消力墩，以束缚水流促使水跃发生在消力池范围内。（3）节制闸防渗设计为防止渗透破坏，对节制闸进行了防渗处理，主要是把上游渐变段、闸室、消力池、下游渐变段的缝设置止水并在消力池后段设置排水系统，各节制闸的防渗长度见表3-9。计算以最不利水闸挡水工况计算。表3-9 各节制闸防渗计算表水闸编号水头（m）闸底土质渗透坡降计算防渗长度（m）实际防渗长度（m）CNADD-31.879粉质粘土0.1512.618.0CNADD-43.085粉质粘土0.1520.622.5CNADD-52.621粉质粘土0.1517.522.5CNADD-61.145粉质粘土0.157.315.0通过计算，防渗长度满足要求。（4）节制闸结构设计节制闸结构设计吸收瓜里科灌区的节制闸设计特点，闸室采用挡水和溢流相结合的梯形结构型式，即中间为过流闸孔，两侧为三角形溢流堰。该结构型式开挖回填量较少，适用于管理人员较少的水闸。为与渠道平顺连接设置了上下游渐变段，同时，下游渐变段亦是消力池的一部分。节制闸垫层为100kg/cm2强度等级的混凝土，受力结构均为250kg/cm2强度等级的混凝土。闸门采用弧形钢闸门，启闭机为双吊点卷扬式启闭机。3.1.8.2分水口（1）分水口特征参数该渠段分水口共有8处，经结合三级管道计算，孔径均选dn630的PE管，其中1孔的有7个，4孔的有1个。分水口底板高程比渠顶统一低1.75m、比渠底最少高0.25m。这种设置，保证水面均高于涵管顶，涵管流态为有压流，过流能力达到最大；同时也考虑了渠底有一定淤积容量。分水口的特征参数见表3-10：表3-10 分水口特征参数统计表类型DN630x1DN630x4名称TPD-3TPD-4TPD-5TPD-7TPD-8TPD-9TPD-10TPD-6桩号4+962.16+1266+25510+48010+55012+17013+5058+220.0渠底高程146.02143.95143.69138.88138.83137.76135.78140.39分水口底板高程146.77144.20143.94139.13139.08138.01136.03140.64堤顶高程148.52145.95145.69140.88140.83139.76137.78142.393级管中心高程147.161144.591144.331139.521139.471138.401136.421141.055设计水位147.84144.98144.72140.10140.05138.98136.85141.72（2）分水口结构设计分水口按当地习惯设计为有进水室的型式。1孔分水口进水室净宽1.8m，4孔分水口每孔进水室净宽1.5m，进水室净深1.6m。分水口垫层为100kg/cm2强度等级的混凝土，受力结构均为250 kg/cm2强度等级的混凝土。设置两道850x900mm的平面钢闸门，配手动式螺杆启闭机。3.1.8.3涵管（1）排水通道现状该渠段内，在桩号K5+000、K8+928、K9+509等3处实际存在自然的排水沟，渠道与这些排水沟相交，考虑设置涵管保持已有排水通道的畅通，同时渠道伴行的排水沟截流的地表水和膜下地下水均通过涵管排泄。桩号K5+000处前期施工已埋设涵管，故本次设计不再考虑；桩号K8+928处排水沟地势较高，最大口宽3.8m，深度约0.2m；桩号K9+509处排水沟铰大，是该区域铰重要排水沟，该处地势较低，最大口宽14.8m，最大深度约1.6m。（2）涵管管径选择及过流能力计算表3-11 涵管管径选择及过流能力计算表桩号管径（mm）根数管底进口高程（m）纵坡i有压过流量（m/s）无压过流量（m/s）K8+928DN10501137.0961/1002.432.752.7K9+509DN18004138.3561/10028.2443.8450%、级配良好、构成稳定、内摩擦角30、不含植物根系的土料可以作为灌溉渠道的回填土。为保证土料质量，应注意以下几点：（1）地表0.30.5m以内的土不能利用；（2）砂性土中粉细砂含量30%的土不能利用；（3）砂性土中内摩擦角 30的砂性土不能利用；（4）地势低洼区的冲积类土如粘土、粉质粘土不能利用；（5）含有植物根系、垃圾的土料不能利用；（6）含水量大于10%的土料不能直接利用。3.4.3土方施工的质量要求土方开挖应尽量减少对非开挖区的扰动，在开挖至设计渠道轮廓线或渠系建筑物底轮廓线0.30.5m处，应重新放样，用小型机具或人工开挖。开挖土方最好直接运至回填区回填，以减少中间环节，若不能直接回填的，应在指定堆场堆好，并做好防雨、防水浸措施。灌溉渠道的地下排水管沟道、锚固梁基槽应人工开挖。土方回填应有0.5m的超回填量，在碾压完成后再次人工或小型机具开挖，以保证回填土的密实度。回填土应分层碾压，分层厚度0.3m，压实度为0.95。渠系建筑物的土方回填要对称回填，尽量利用小心机具夯实，并注意不能损伤建筑物。回填土方应保证其含水量10%，雨淋过的土方要翻晒，满足含水量要求后方能回填。弃土应堆在指定地点堆放，并应摊坡碾压，且应保持外形美观。4.主要工程量4.1 灌溉支渠主要工程量该区新建灌溉支渠主要工程量见表4-1。因测量数据只能反映测量点的情况，不能完全反映实际情况，故最后的工程量需根据现场情况确定。表4-1 新建土工膜渠道主要工程量表 项 目Item内 容Contenido单位unidad总计Cantidad备注Nota土方工程Obra de los materiales de prstamos施工放样Nivelacin y replanteokm9.9场地平整、清除杂草Remocin de la capa vegetal de 30cm ( limpieza)m2279776.3土方开挖Excavacinm343275.1原状土回填Rellenom338947.6土方回填（排水渠土方）Relleno (material de prstamo proveniente del colector)m3127431.1Ripio料回填Sub-base de ripiom325263.6Ripio料（渠边路）Cementom328523.5锚固梁Viga de anclaje土方开挖Excavacinm3651.3土方回填Rellenom3265.812钢筋kg18988.520爬梯钢筋kg3842.5碎石垫层m3114.2锚固件预埋Polilockm1974.0热熔性单轨焊缝，II型Solitario Soldadura Fusin Trmica ,Tipo IIm1974.0210kg/cm2混凝土锚固梁Concreto para viga de anclaje 210kg/ cm2m3271.3排水系统Sistema de Drenaje土方开挖excavacinm316797.1土方回填rellenom39922.3级配砂石料Base de ripio para la colocacin de los tubosm36874.8200 pvc管200 tubo de pvcm11