倒虹吸管设计书1

1、倒虹吸管设计书1 目 录 第一章 设计提要 ··············································&#

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

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

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

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

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

7、;······················ 4 第三章 工程设计 ··························

8、;···································· 6 § 3-1 基本资料 ··········

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

10、3; 6 § 3-2 总体布置 ··············································

11、83;·············· 7 § 3-3 水力计算 ································&#

12、183;··························· 10 § 3-4 稳定计算 ···················

13、········································· 11 § 3-5 结构计算 ·····

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

15、3;···· 15 第四章 施工组织设计 ···········································&

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

17、························· 19 § 5-1 编制说明 ·····················

18、3;······································ 19 § 5-2 总投资 ········

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

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

21、83;······ 23 1第一章 倒虹吸管的构造及布置 第一节 布置原则及形式 倒虹吸管由进口 段、 管身段及出口 段三部分组成， 其总体布置应满足以下原则： 具有较良好的地形、 地质条件时， 倒虹吸管的轴线应尽可能与沟谷、 道路及河道等正交， 管轴线的平面布置常在一直线上， 以获得最短的管道轴线； 进口 段尽可能布置在挖方（ 或半填挖） 渠段上， 以减少沉陷、渗漏及塌方现象。 还应考虑： 入口 处必须平顺， 以减少因紊流或漩涡所引 起的水头损失。 小流量时仍能淹没， 以避免管道内发生气蚀震动。 入口 处应有防止较大砾石或其他漂浮物

22、进入管道的设施。 进口 段应保证管道不受洪水的冲击。 入口 处应有保证人畜安全的设施。 应保证管道内不被泥砂淤塞。 出口 段的布置应使出口 断面逐渐扩大， 以降低出口 水流流速，减少水头损失， 防止对下游渠道的冲刷。 对于高差不大的小型倒虹吸管， 常做成竖井式或缓坡式： 竖井式： 倒虹吸管多用于通过流量不大、 水头较小（ h 5m）的情况； 其主要优点是施工方便， 但水头损失大， 水流条件也不如缓坡式或斜管式的水流顺畅。 竖井式的管道常做成方形或圆形的浆砌石或素砼结构。 井底部设 0.5 0.8m 深的集砂（ 或污物） 坑， 供清理泥砂及污物用。 缓坡式： 用于高差不大两岸又较平缓， 与 地平

23、线交角约在 45以内， 切管轴线又甚短的小型倒虹吸管， 由开敞式的进出口 斜坡与压 2力管连接。 对于高差较大的大、 中型倒虹吸管有以下几种布置形式： 斜管式： 架空式： 第二节 倒虹吸管的进出口布置 进出 口 段总的布置原则应选择合适的结构布置及一些有效措施， 以期达到水力条件良好， 运行可靠， 并能满足稳定、 防渗、防淤及防污、 防洪等要求。 一、 进口 段结构布置 进口 段组成一般包括： 与 渠首连接的渐便段； 泄水闸； 拦污栅； 沉砂池； 闸门及工作桥（ 盖板）； 管道进口 ； 挡水胸墙；通气孔等。 二、 出口 段结构布置 流量及流速较大的倒虹吸管应在出口 修建消力池， 并将消力池做成

24、渐变段形式， 用于调整出口 水流的流速分布， 并消除一部分动能，避免冲刷下游渠道。 此外， 双孔或多孔管道布置的出口 段， 为了 在输送小流量时利用闸门控制流量及检修的需要， 仍需设置闸门及工作桥台。 第三节 管身、 镇墩、 管座形式 一、 管身 管道的敷设方法 管道埋设深度一般为 0.5 1.0m。 北方严寒地区， 应将管线埋设在冰冻深度以下， 一般约为 0.7 0.8m； 当管道通过耕地时， 应埋设在耕作层以下， 一般约为 0.6 1.0m； 当穿过公路时， 3为了 防止管道受车辆动荷载的过大冲击力， 管顶埋土厚度不小于 0.7m；当管道穿越河沟， 直接埋设于河沟底时， 为了 防止河床被冲

25、刷引 起管道的破坏， 要求坝顶埋设在冲刷线以下 0.5 0.7m。 管道分缝长度 为了 适应温度降低和砼凝固引 起的纵向收缩变形及适应地基不均匀沉陷引 起的纵向弯曲变形， 常在管身上设置伸缩缝， 缝间设止水材料。 据工程实践及国内一些已建管道工程的调查资料， 普通管分缝的间距以 15 30m 为宜， 露天管道取小值， 完工后及时填土的地下管可取大值。 管壁与管座接触面上铺设沥青油毛毡（ 对刚性弧形管座仅在管端 1/3 管常范围内涂沥青， 中间 1/3 可不涂）， 以减少磨阻， 有利伸缩。 如果地基存在不均匀沉陷的情况， 经过仔细处理， 管节分缝可以更长些。 接头形式、 伸缩缝的止水措施 接头形

26、式一般有套管式、 平接式、 企口 式及承插式四类。 低水头的预制管节采用企口 接头， 高水头的压力管采用套接式为宜。 其他附属设施 较长的倒虹吸管， 为了 保证管内不淤并能进入检查， 常在靠出口 位置最低的镇墩上设置冲砂孔及进人孔， 进人孔的孔径不应小于 0.7m； 进人孔的孔径有水平向布置与斜向布置及竖向布置多种。 进人孔与 管道衔接的内部装设立式转动平板门， 并在门缝处设橡皮， 利用内水压力止水， 开启 较为方便。 进人孔若设置在管壁上， 尚需在孔口 部位增布钢筋以加强管身。 冲砂孔常采用水平向布置， 一般中、 小管道， 冲砂孔内径常 4采用 0.3 0.4 m 用预制钢管埋设于镇墩中，

27、出口 处用法兰盘和高压闸阀连接， 并在下游建消力池消能。 国内一些小型倒虹吸管不装高压闸阀。 而在冲砂孔出口 端采用钢（ 或铸铁） 制拍门， 拍门上部用活动螺栓安装， 下部用插销扣住， 开启时只 需用简易机械将插销拉出， 即可被高压水冲开拍门放淤； 在拉开插销时要注意安全。 二、 镇墩、 管座形式 镇墩的作用及结构形式 倒虹吸管的镇墩应设置在管道的转弯处和坡度较陡的斜管上。 镇墩的主要作用是连接和固定两侧管道， 以保证管身在外荷载作用下稳定； 如斜坡管段坡度陡， 常设置中间镇墩以支承上一节管身传下来的下滑力， 借以减轻下部镇墩的荷载。 初步拟定镇墩的轮廓尺寸： 镇墩长度约为管内径（ DB） 的

28、 1.5 2.0倍； 底部最小厚度约为管壁（ ） 的 2 3 倍； 镇墩顶部及侧墙最小厚度约为管壁厚度（ ） 的 1.5 2.0 倍； 镇墩中圆弧形管段的外圆弧半径（ R外外） 约为管道内径（ DB） 的 2.5 4 倍； 管道转弯角 与两侧管的中心线夹角相等。 当管道转弯角（ 垂直或水平） 不太大（ 10 15 ， 或仅因须设置进人孔或放水阀而设置镇墩时， 即镇墩自 身即可维持稳定时， 其尺寸可以按造构造要求设置， 一般可按上下左右四方等于该段管壁厚把管包起来， 长度视需要确定， 但不宜小于该段管道的外直径。 砼标号不小于 C10， 一般不用配筋（ 镇墩内弯管的砼标号仍按直管不变） 如镇墩上

29、同时开有进人孔、 放水孔（ 冲砂孔） 等孔洞时，孔洞周围须布置钢筋加强。 管座形式 5在软弱地基上可用夯实的三合土、 碎石或碎砖做管座。 对于管径及竖向力较大的管， 可用浆砌石或素砼钢性管座（ 2 =90 180）。圆管设置弧形管座后， 由于圆管底部与管座间保持了 一定的接触面，可改善圆管管身受力条件并减少对地基的压应力。 钢性管座厚度 t1常用（ 1.5 2.0） （ 为管壁厚）， 且不小于 0.3m， 管座肩 宽 t2可采用（ 1 1.5） 。 第二章 倒虹吸管的水力计算 第一节 过水能力及断面尺寸 一、 倒虹吸管内的水流为压力管流， 过水能力可按压力管道计算 Q= gz2 z=hf+hj

30、=（ f+ j） v2/2g =1/?jf?=1/?jDLB? / 式中： Q过水流量(m3/s)； 过流断面(m2)； z进出口 水位差， 即总水头损失(m)； 流量系数， 无因次量， 与管内沿程磨擦损失及局部阻力损失有关； f沿程阻力系数； j局部阻力系数之和； L管道全长(m)； DB圆管内直径(m)； hf沿程水头损失(m)； 6hj局部水头损失(m)； v管内平均流速（ m/s）； g重力加速度（ m/s2）； 倒虹吸管水力计算的任务， 是选择适宜的流速与经济过水断面，计算管道的实际水头损失及进出口 的水面衔接。 通常遇到以下三种情况： 已知设计流量及管的纵向布置和轴线长， 且由于地

31、形条件限制或灌区高程的要求， 上下游水位已定， 要计算经济的过水断面或管道直径； 已知设计流量、 管的纵向布置和轴线长度及允许的最大水头损失， 要计算所需断面尺寸及实际水头损失， 确定下游渠道水面和渠底高程； 已知管的纵向布置和轴线长、 断面尺寸和水头损失， 验算过水能力。 二、 过水断面计算 在进口 布置上， 采用扭曲面， 在沿轴线纵向布置上， 尽量减少弯道， 以减少局部水头损失。 管内适宜流速为 1.2 2.5m/s。 选择流速后， 即可按设计流量计算过水断面积 （ m2）。 =Q/v 三、 水头损失计算 管道的水头损失， 根据引 起的原因不同， 可分为两类： 一类是沿程水头损失， 以 h

32、f表示； 另 一类是水流经过管道进出口 断面变换处、闸槽、 拦污栅、 冲砂孔、 弯道和管径变换处等的局部水头损失， 以 hj 7表示。 两者之和， 即为总水头损失（ z）。 沿程水头损失与管道长度、 直径大小和管内径的糙率有关， hf=gvRL224? hf=gvDLB22? 28Cg? C=611Rn R断面水力半径； 对于圆管， R=4BD， DB为水管内径， L管道长度(m)； ? 沿程损失系数； C谢才系数。 详见 P36 54。 第二节 进出口水力计算 进出口 水力计算内容包括： 进口 渐变段长度； 进口 沉砂池；出口 消力池； 通过小流量时， 进口 水跃处理； 加大流量时壅水位确定

33、。 一、 进出口 渐变段长度计算 为了 使进入或流出倒虹吸管的水流平顺， 减少水头损失， 在倒虹吸管与渠道连接处常设置渐变的进出口 段。 其长度按经验公式确定，其中第二式适用于一般中小型倒虹吸管。 L=C（ B1 B2） 8L=（ 4 6） h 渠 C系数， 进口 取 1.5 2.5， 出口 取 2.5 3.5； B1渠道水面宽度(m)； B2渐变段缩窄端 h 渠渠道水深， 进口 一般采用小值， （ 4 h 渠）， 出口 采用大值（ 6 h渠）。 二、 进口 沉砂池断面尺寸计算 渠道若引 用多砂水流， 倒虹吸管进口 应设置沉砂池， 以扩大断面，减缓流速， 使泥砂沉淀。 矩形沉砂池尺寸， 可先根

34、据地形、 地质条件，拟定池内水深。 H=h+T 式中 h进口 渠道水深(m)； T进口 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计算 T=0.5DB+ +0.2 式中 DB管道内直径(m)； 管壁厚度(m)； 沉砂池宽 B=Q/Hv 式中 Q渠道设计流量(m3/s)； v沉砂池内平均流速(m/s)； 当 沉砂粒径在 0.25 0.4mm 时， 可取池 内 平均流速 v=0.250.5m/s； 当粒径大于 0.7mm 时， 取 v=0.25 0.5m/s。 此 v 值由拟定沉 9砂池的过水断面来满足。 三、 出口 消力池尺寸确定 一般中小型倒虹吸

35、管出口 消力池， 池长 L 消及池身 T 消身可按经验公式估算： L 消 （ 3 4） h T 消 0.5DB 0.3m 消力池以后的护底长度一般采用 3 5m。 四、 过小流量时， 进口 水跃的处理 为消除水跃， 一些倒虹吸管在进出口 采取以下工程措施： 当管中水面与渠道水面相差不大时， 克略降低管道进口 底高程，在管口 设一斜坡， 使渠道水位在斜坡段与管口 水位衔接。 在管道进出口 处插入叠梁式闸板， 壅高管道进口 水位， 减少进口 水面跌落， 避免减少水跃及震动。 当管道进口 段的水面与渠水面相差不大时， 将压力管口 高程降至最低水位以下， 并设置消力井， 井底高程应使井中水深足以保证在

36、井内发生淹没式水跃， 将管口 全部淹没为止。 如倒虹吸管较短， 流量变化不大， 或流量身小， 上下游水位差变幅不大， 亦可不加处理。 五、 通过加大流量时， 计算挡水墙顶对进口 壅水位的超高 计算时， 先按加大流量计算出管道沿程水头损失和局部水头损失及相应的进出口 水位差 z 加大， 进口 壅水位即等于出口 加大流量的水位与 z 加大之和。 应使进口 渠堤顶对加大流量时的壅水位有一足够的安全超高。 10第三章 倒虹吸管镇墩的设计 倒虹吸管镇墩属重力式结构， 利用自 重维持本身稳定， 计算内容包括： 校核镇墩的抗滑和抗倾稳定性； 验算镇墩的结构强度 验算镇墩地基的强度及稳定性。 第一节 作用于镇

37、墩上的荷载 作用于镇墩上的荷载可分为两大类， 一类是直接作用于镇墩上的力， 有内水压力沿管轴方向的轴向力； 弯管段水流离心力； 弯管段内水重； 镇墩自 重机体压力等。 另 一类是通过管身穿给镇墩的力， 有管道自 重； 管内水重； 水面以下管道的上浮力（ 当镇墩设于河沟边时）；管道上填土压力及管道磨擦力等。 计算时这两类力都要化引 为轴向力，而后变换成垂直分力及水平分力， 再对镇墩进行抗滑及强度计算。 钢筋砼管每隔一定的距离均设置伸缩缝， 因而水流对管壁的摩擦力， 和温度变化产生的摩擦力等， 均不计算。 钢管由于从镇墩中心至伸缩缝节距离较长， 且嵌固在镇墩内故需计算。 11 12 13 第一章

38、设计提要 一、 工程位置 济南市小清河支流入口 涵闸 2002 年第一批工程包括水坡、 沙河二 14村、 沙河五村、 滩头、 大码头 5 座涵闸， 涵闸位于小清河干流历城区段右岸， 小清河设计桩号 30+135 38+935。 二、 建设性质 续建 三、 设计标准 1 洪水标准： 干流五年一遇排涝， 二十年一遇防洪， 支流十年一遇排涝。 2 工程等别及建筑物级别 工程等别为 等， 建筑物级别为二级。 四、 设计依据 (一)依据文件： 山东省水利勘测设计院 2001 年编制的山东省小清河干流治理支流入口 涵闸工程初步设计。 (二)依据规范 1 水闸设计规范 SL265-2001 2 水工建筑物荷

39、载设计规范 DL5077-1997 3 水工混凝土结构设计规范 SL/T191-96 4 公路桥涵设计规范 JTJ021-85 5 砌体结构设计规范 GBJ3-88 6 其他有关规范、 规程。 五、 主要工程内容 本次工程共建支流入口 涵闸 5 座， 分别为水坡涵闸、 沙河二村涵闸、 沙河五村涵闸、 滩头涵闸、 大码头涵闸。 六、 主要工程量、 材料及设备 151 主要工程量 (1)土方工程： 38372m3 (2)浆砌块石： 1486m3 (3)砼及钢筋砼： 239m3 2 主要材料 (1)钢筋： 11t (2)水泥： 285t (3)木材： 6 m3 3 设备 封闭式铸铁闸门 HZJ- 型

40、 2.0 × 1.5 m(高× 宽) 2 扇 HZY-1400 型 2 扇 HZY-1200 型 1 扇 启 闭 机 LQD-6t 2 台 LQC-3t 2 台 LQC-2t 1 台 七、 工程投资 工程总投资 174.8 万元， 其中建筑工程 109.9 万元， 金属结构及安装工程 16.6 万元， 临时工程 12.2 万元， 其他费用 34.4 万元。 16 第二章 基本情况 § 2-1 工程概况 小清河干流济南市历城区段河道为 复式梯形断面， 主河槽底宽30m， 边坡 1： 2.5， 两岸大堤中心距 210m， 左岸堤顶宽 12.0， 右岸堤顶宽 8.0m。

41、 河底高程 16.354m 15.18m， 堤顶高程 25.23m 24.31m。 水坡排水沟现状河底宽 2m， 深 3m， 河底高程 19.00m,地面高程 25.40m；沙河二村排水沟现状河底宽 5m， 深 4m， 河底高程 19.83m， 堤顶外 2m有跨沟生产桥， 桥面宽 5m， 桥面高程 22.70m， 排水沟两侧为民房； 沙河五村排水沟现状河底宽 2m， 深 3m， 河底高程 19.00 m； 滩头村排水沟现状河底宽 3m， 深 5m， 河底高程 18.50m； 上述排水沟入小清河均无控制建筑物， 大堤不连续,形成缺口 。 大码头排水沟现状河底宽 5m，深 4m， 河底高程 18.

42、00m。 1999 年当地村民因出入不便， 自 行建造小型涵闸， 工程结构比较简陋， 浆砌石闸室， 无闸门， 闸孔宽 1m， 大堤下埋钢筋砼圆管， 泄水流量较小， 拟改建。 § 2-2 水文地质 本区地下水类型主要为第四系孔隙潜水及微承压水， 主要含水层岩性为砂壤土、 粉砂和裂隙粘土， 渗透系数 K=1.89 10.82 m/d， 属中等透水层,地下水埋深 1.00 4.80m， 水化学类型为 HCO3和 SO4HCO3水， 矿化度 0.92 2.39g/l， 属淡水 微咸水。 17 § 2-3 工程地质 工程地质参照山东省水利勘测设计院编制的山东省小清河干流治理支流入口

43、涵闸工程初步设计。 5 座泄水涵闸均位于黄泛冲积平原区， 地层岩性在勘探深度内共有四层： 层淤泥： 灰黑 灰色， 软 流塑状， 味臭， 分布于小清河干流河道中。 上游层面起伏较大， 厚度变化幅度大， 而厚度较小， 层面较为平缓。 河底高程 15.90 26.55m， 淤泥底面高程 15.00 26.20m。 淤泥层一般厚度 0.51 1.92m， 平均厚度 0.92m。 层砂壤土： 浅黄褐色、 灰褐色， 松散 稍密不均， 多呈湿 饱和状， 粉粒含量较高， 基本出露地表， 为壤土、 粘土所覆盖。 分布较均匀稳定， 厚度一般为 1.00 9.00m， 平均厚度 4.69m， 层底高程 12.002

44、5.00m。 层淤泥质粘土： 灰黑色、 灰褐色， 呈软可塑 可塑状， 含碳质物， 偶见有贝壳、 小螺、 草根等杂物。 分布广， 起伏变化大， 厚度不一， 分布不稳定。 层壤土夹姜石： 黄褐色、 灰褐色、 棕褐色、 褐色， 软可塑 硬可塑状， 粉粒含量普遍较高,局部粘土,姜石直径一般在 2.0cm 左右， 呈棱角 次棱角状， 含量一般小于 10%， 局部高达 20% 30%， 在勘探深度内未被揭穿， 可见厚度 0.40 6.20m， 平均 2.60m。 各建筑物持力层的物理力学指标见表 1。 18各建筑物持力层的物理力学指标表 表 1 序号 干流桩号 涵闸名称 持力层物理力学指标 标惯击数干密度

45、 压缩系数 粘聚力 内摩擦角 N63.5 (g/cm2) a0.10.3 (Kpa) (度) 1 30+135 水坡涵闸 4.6 1.53 0.26 16.7 14.9 2 32+425 沙河二村涵闸 3 33+940 沙河五村涵闸 4 35+285 滩头村涵闸 5 38+935 大码头涵闸 19 第三章 工程设计 § 3-1 基本资料 一、 工程任务 通过兴建水坡、 沙河二村、 沙河五村、 滩头村、 大码头支流入口涵闸， 完善小清河干流防洪工程体系， 使其发挥防洪、 排涝、 灌溉等综合效益。 二、 工程标准 1 干流治理标准 防洪按二十年一遇， 排涝按五年一遇。 2 支流治理标准

46、排水标准采用十年一遇。 三、 工程等别及建筑物级别 小清河干流治理支流入口 泄水涵闸工程的工程等别为 等， 建筑物级别 2 级。 四、 设计基本资料 各涵闸的特征水位及流量见表 2。 20涵闸主要设计指标表 表 2 序号 干流桩号 涵闸名称 岸别排涝流量 (m3/s) 排涝水位(m) 支流河底高程(m)闸上支流 闸下干流 十年一遇 十年一遇 十年一遇 1 30+135 水坡涵闸 右 0.6 22.50 22.35 2 32+425 沙河二村涵闸 右 3.7 22.26 22.12 19.5 3 33+940 沙河五村涵闸 右 0.9 22.11 21.99 20.3 4 35+285 滩头村涵

47、闸 右 1.1 22.01 21.89 19.0 5 38+935 大码头涵闸 右 3.2 21.74 21.69 17.0 § 3-2 水力计算 一、 建筑物结构尺寸的确定 1 过流能力计算 (1)按经验公式计算短洞的极限长度 当 I 0 时， Lk=(64-163m)H 式中： m涵洞进口 流量系数， 一般取 m=0.32 0.36； H上游水头。 涵洞洞身长 L Lk 为短洞。 (2)有压涵洞淹没出流计算公式 Q=H)(290htiLH? RCgL2ZH21? 式中： Q涵洞过流量(m3/s)； H淹没出流的流量系数； L涵洞长度(m)； 21 过流断面积(m2)； C谢才系数

48、； R水力半径； z涵洞出口 局部水头损失系数； 从进口 到出 口 前(不包括出 口 )的各种局 部水头损失系数之和； ht以出口 洞底为标高的出口 水位(m)； H0上游总水头(m)； i涵洞底坡降； g重力加速度； (3)无压涵洞淹没出流计算公式(短洞) 302gHmbQ? 式中： Q涵洞过流量(m3/s)； 淹没系数； m流量系数； b过流断面计算宽度(m)； C谢才系数； H0上游总水头(m)。 (4)计算成果 根据上述公式及涵闸的排涝要求， 计算出各建筑物的结构尺寸见表 3。 22建筑物结构尺寸计算成果表 表 3 序号 干流桩号 涵闸名称 岸别 排涝流量 (m3/s) 河底高程 (m

49、) 结构尺寸 (m) 十年一遇 支流 干流 (孔数×高×宽) 1 30+135 水坡涵闸 右 0.6 19.0 16.4 一孔=0.7m圆管 2 32+425 沙河二村涵闸 右 3.7 19.5 16.0 一 孔2.0×1.5m箱 涵 3 33+940 沙河五村涵闸 右 0.9 20.3 15.8 一孔=1.2m圆管 4 35+285 滩头村涵闸 右 1.1 19.0 15.7 一孔=1.4m圆管 5 38+935 大码头涵闸 右 3.2 17.0 15.2 一 孔2.0×1.5m箱 涵 2 消能计算 (1)能计算工况 为减少干流滩地以及河道的冲刷， 保

50、护支流入口 涵闸， 确定消能工况为： 支流十年一遇排涝水位， 干流通航水位。 (2)各涵闸的消能计算成果见表 4。 消能计算成果表 表 4 序号 干流桩号 涵闸名称 支流排涝水位(m) 干流通航水位(m) 消力池长 (m) 消力池深 (m) 1 30+135 水坡涵闸 21.81 18.7 6.0 0.50 2 32+425 沙河二村涵闸 22.26 18.7 9.50 0.50 3 33+940 沙河五村涵闸 22.11 18.7 6.0 0.50 4 35+285 滩头村涵闸 22.01 18.7 3.5 0.50 5 38+935 大码头涵闸 21.74 18.7 9.50 0.50 为

51、减小消力池过大挖深， 减少工程投资， 在干、 支流达到表中所列水位时， 需控制闸门开启， 一次开启高度控制在 0.2 0.3m 之间， 闸下游水位抬高后， 再控制闸门开启， 直到闸门全开。 23 § 3-3 稳定计算 一、 计算工况 1 施工完建期： 上、 下游无水； 2 正常运行期 ： 支流蓄水位， 干流水位平闸底板； 3 正常运行期 ： 干流防洪水位， 支流水位闸底板以上 1m。 因本次设计中， 涵闸工程的主要任务是防洪、 排涝， 正常运行期 也可作为校核工况， 故不再对另 外的校核工况的稳定计算。 二、 荷载组合 荷载组合见表 5。 涵闸荷载组合表 表 5 计算工况 结构自重

52、土重 土压力 水重 水压力 扬压力 完建期 运行期 运行期 三、 计算成果 计算成果见表 6。 24稳定计算成果表 表 6 抗滑稳定 安全系数 涵闸名称 计算工况 最大地基应力(kn/m2) 最小地基应力(kn/m2) 地基应力 不均匀系数 水坡涵闸 完建期 77.5 75.2 1.03 4.84 运行期 70.5 68.4 1.03 3.90 运行期 50.5 49.0 1.03 2.90 沙河二村涵闸 完建期 89.4 82.8 1.08 3.03 运行期 85.6 77.8 1.10 2.12 运行期 82.3 75.5 1.09 1.86 沙河五村涵闸 完建期 79.6 60.4 1.

53、03 2.74 运行期 70.5 59.5 1.03 2.85 运行期 46.2 58.4 1.03 8.67 滩头涵闸 完建期 79.6 60.4 1.03 2.74 运行期 70.5 59.5 1.03 2.85 运行期 46.2 58.4 1.03 8.67 大码头涵闸 完建期 89.4 86.8 1.03 3.03 运行期 85.6 79.3 1.08 2.12 运行期 82.3 76.9 1.07 1.86 四、 基础处理 根据小清河干流治理工程中的涵闸工程地质资料， 地基允许承载力一般在 80 100kn/m2， 由以上稳定计算成果可知， 涵洞及闸室部分地基需进行处理。 本次设计中

54、沙河二村涵闸、 大码头涵闸洞身段基础采用 0.5m 厚 3： 7 灰土垫层置换处理， 闸室段基础采用喷粉搅拌桩处理。 § 3-4 工程布置 一、 沙河二村涵闸 1 进口 段 沙河二村涵闸前为砌石拱桥， 直径 1.0m。 进口 段采用 M7.5 浆砌块 25石直墙， 长 0.5m， 底宽 1.5m， 底高程 19.50m。 2 洞身段 洞身段全长 17m， 1 孔 2.0× 1.5mC20 现浇钢筋砼箱涵， 洞身坡降100mm。 箱涵壁厚 0.3m， 0.3×0.3m 抹角， 每节长 9.5m， 采用沥青杉板伸缩缝， 中间设 651 塑料止水带。 洞身底高程 19.

55、50 19.40 m， 采用C10 砼垫层、 M7.5 浆砌块石基础。 3 闸室段 闸室为 M7.5 浆砌块石结构,闸室长 3.9m， 闸墩为重力式挡土墙,顶厚 0.9m， 墙后坡比 1:0.4。 机架桥板采用现浇 C20 钢筋砼。 闸 门 选用 HZJ- 型 2.0× 1.5m 封闭 式铸铁闸 门 ， 启 闭 机选用LQD-6t 螺杆启闭机。 4 出口 段 出口 段长 20.0m， 为 M7.5 浆砌石结构， 分扭坡段、 连接段。 扭坡段底宽由 1.5m 变至 3.5m， 底高程由 19.20m 变至 18.70m， 长 10.0m， 边坡由直墙变至 1： 2.0 边坡； 连接段底

56、宽 3.5m， 长 10.0m， 底高程 19.20m，边坡 1： 2.0。 5 闸室及洞身基础处理 洞身段基础均采用 3:7 灰土夯实处理， 以增强地基承载力。 闸室段采用喷粉搅拌桩处理地基。 二、 沙河五村、 水坡涵闸 1 进口 段 进口 段采用 M7.5 浆砌石结构， 护坡段长 6.0m， 底宽 2.0m， 边坡比 1:2.0， 底高程 20.30(20.73)m。 262 管身段 管身段全长 20m， 管身坡降 1/100， 1 孔 1.4m 预制钢筋砼管， 内径 1.4m， 壁厚 0.13m， 每节长 2.0 m， 对接。 节间缝用橡胶垫圈填塞，外面用水泥砂浆裹缝， 管底高程 20.

57、30(20.73)m， 下做 M7.5 浆砌块石管座。 3 闸室段 闸室为浆砌石结构， 闸墩为重力式挡土墙， 顶厚 0.65m， 墙后坡比1： 0.4。 机架桥板采用现浇 C20 钢筋砼。 闸门选用 HZY 1400m 铸铁封闭闸门， 启闭机选用 LQC 3t 螺杆启闭机。 4 出口 段 连接段长 13.5m， 为 M7.5 浆砌石结构， 分扭坡段、 连接段。 扭坡段底宽由 1.4m 变至 2.0m， 长 7.5m， 底高程 19.62(20.05)m， 边坡由直立变至 1:2.0； 连接段底宽 2.0m， 长 6.0m， 底高程 20.12(20.55) m， 边坡1:2.0。 5 闸室及管

58、身基础处理 闸室段、 管身段基础均采用 3:7 灰土夯实处理， 进行加固。 三、 滩头村涵闸 1 进口 段 进口 段采用 M7.5 浆砌石结构， 护坡段长 12.5m， 底宽 3.0m， 边坡比 1:2.0， 底高程 19.00m。 2 管身段 管身段全长 18m， 管身坡降 1/100， 1 孔 1.2 m 预制钢筋砼管， 内 27径 1.2m， 壁厚 0.12m， 节长 2.0 m， 对接。 节间缝用橡胶垫圈填塞， 外面用水泥砂浆裹缝， 管底高程 19.00m， 下做 M7.5 浆砌块石管座。 3 闸室段 闸室为 浆砌石结构， 闸室长 4.3m， 闸墩为 重力式挡土墙， 顶厚0.65m，

59、墙后坡比 1:0.4。 机架桥板采用现浇 C20 钢筋砼。 闸门选用 HZY-1200 型铸铁封闭闸门， 启闭机选用 LQC-2t 螺杆启闭机。 4 出口 段 出口 段长 18.0m， 为 M7.5 浆砌石结构， 分扭坡段、 连接段。 扭坡段底宽由 1.2m 变至 3.0 m， 长 12.0m， 底高程 18.34m， 边坡由直立变至1:2.0； 连接段底宽 3.0 m， 长 6.0m， 底高程 18.84 m， 边坡 1:2.0。 5 闸室及管身基础处理 闸室段、 管身段基础均采用 3:7 灰土夯实， 进行加固处理。 四、 大码头涵闸 1 进口 段 进口 段采用 M7.5 浆砌石结构， 护坡

60、段长 6.0m， 底宽 2.0m， 边坡比 1:2.0， 底高程 17.00m。 2 洞身段 洞身段全长 18m， 1 孔 2.0× 1.5mC20 现浇钢筋砼箱涵， 洞身坡降100mm。 箱涵壁厚 0.3m， 0.3×0.3m 抹角。 洞身每节长 9m， 采用沥青杉板伸缩缝， 中间设 651 塑料止水带。 洞身底高程 17.00 16.90m， 采用C10 砼垫层、 M7.5 浆砌块石基础。 283 闸室段 闸室为 M7.5 浆砌块石结构,闸室长 3.9m,闸墩为重力式挡土墙， 顶厚 0.9m， 墙后坡比 1： 0.4。 机架桥板采用现浇 C20 钢筋砼。 闸 门 选用

61、HZJ- 型 2.0× 1.5m 封闭 式铸铁闸 门 ， 启 闭 机选用LQD-6t 螺杆启闭机。 4 出口 段 出口 段长 20.0m， 为 M7.5 浆砌块石结构， 分扭坡段、 连接段。 扭坡段底宽由 1.5m 变至 3.5m,底高程由 16.70m 变至 16.20m， 长 10.0m,边坡由直墙变至 1:2.0 边坡； 连接段底宽 3.0m， 长 10.0m， 底高程 16.70m，边坡 1:2.0。 连接段以下顺原河道。 5 闸室及洞身基础处理 洞身段基础均采用 3:7 灰土夯实处理， 以增强地基承载力； 闸室段采用喷粉搅拌桩处理地基。 § 3-5 结构计算 结构

62、内力计算： 机架桥板按简支梁计算， 管身按涵管计算。 配筋根据最大控制内力值按钢筋砼结构有关公式计算， 结果详见各部位钢筋图。 结构内力计算： 机架桥梁按简支梁计算， 洞身按弹性地基梁计算。 配筋根据最大控制内力值按钢筋砼结构有关公式计算， 结果详见各部位钢筋图。 29 第四章 施工组织设计 一、 施工组织及管理 本工程建设单位为济南市小清河管理处， 为保证工程质量和进度，工程建设按“三制” 执行。 以建设单位为业主， 由业主聘用监理单位进行监理， 施工采用招投标方式， 选择具有相应资质的施工队伍承担。 二、 工程进度 由于本工程建筑物分散， 单项建筑物工程量小， 工期较短， 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， 总工期 3 个月 。 三、 施工条件 5 座涵闸均位于小清河右堤， 堤外 200m 范围内均有沥青路面或碎石路面， 交通方便， 施工建筑材料可就近采购。 施工用电可由附近引 入或自 备柴油发电机组。 施工用水可采用当地浅层地下水。 大码头排水沟有水， 需进行施工导流。 其他排水沟一般情况下无水。 四、 主体工程施工 1 土方工程施工 土方工程主要有闸基清基、 开挖、 上、 下游围堰土方回填等， 以机械化施工为主， 人工开挖为辅。 土方开挖和回填， 采取“集中弃土，就近回填” 的原则。 30基坑土方开挖采用 1m3挖

64、掘机开挖， 挖土机推运 50m； 土方回填采用推土机推运， 拖拉机压实， 或打夯机分层夯实。 2 护砌工程 护砌工程施工前应先平整工作面， 低洼处回填土料夯实。 砌筑石料应选择材质均匀、 无风化裂痕， 块重及厚度应满足设计要求。 砌筑时必须平整、 密实、 错缝合理， 勾缝严密饱满， 水平缝顺直。 3 混凝土及钢筋混凝土工程 混凝土拌和采用 0.4m3搅拌机搅拌。 搅拌机的进料及出料均采用手推胶轮车运输， 混凝土采用人工平仓， 插入式振捣器振捣， 人工撒水养护。 4 金属结构及砼预制构件的安装工程 安装工程主要包括闸门及启 闭机、 预制梁板等安装。 应遵循以下技术条件： (1)金属结构制造厂家必须持有生产许可证； (2)闸门及启闭机设备安装调试完毕， 应做全行程起闭试验， 试运行三次。 (3)砼预制梁板必须待强度达到 70%以上， 才能吊装。 5 止水、