渠道倒虹吸施工组织设计23p
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(1)沂水河渠道倒虹吸工程
沂水河渠道倒虹吸属于沙河南~黄河南渠段上的新郑南段工程的河渠交叉建筑物,工程位于河南省新郑市西南约9km的观音寺乡前张村附近,东距107国道约4km,西距新郑~禹州市公路约2km。
沂水河渠道倒虹吸起点总干渠桩号为SH(3)119+955.1,终点桩号为SH(3)120+356.1,建筑物总长401m,其中管身水平投影长272m。倒虹吸管身横向为4孔,箱形钢筋混凝土结构,2联4孔,单孔尺寸7.0m×6.9m(宽×高)。
沂水河渠道倒虹吸主要建筑物由进口至出口依次为:进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段组成。工程总体布置详述如下:
a) 倒虹吸进口渐变段及检修闸室段
进口渐变段,桩号为总干渠设计桩号SH(3)119+955.1~SH(3)119+995.1长40m,该段采用底板与侧墙分离的钢筋混凝土结构。两侧采用直线扭曲面,边坡系数由2变为0,即渐变段始端为护坡,末端采用半重力式挡土墙,墙总高12.980m。底板宽由21.5m变为31.4m;底部通过坡降与进口闸底板相连,底部始端高程117.351m,末端高程114.72m,底板厚0.6m,后接进口检修闸,一级马道高程126.50m。翼墙采用C20钢筋混凝土,分4段浇筑,每段10m。为防止渐变段不均匀沉降,挡土墙后回填部分10%水泥土,渐变段底板厚0.6m,C20钢筋混凝土。底板与两岸翼墙、进口检修闸、渠道以及底板分缝之间设一道止水。为防止人畜掉入,在进口渐变段一级马道临水侧设防护栏杆。
倒虹吸进口检修闸室为一开敞式钢筋混凝土结构。闸室段顺水流方向长15m,闸室桩号为总干渠设计桩号SH(3)119+995.1~SH(3)120+010.1。闸室共4孔,分为两联,一联2孔,两联中间设2cm宽沉陷缝,左右岸对称布置。闸室单孔净宽7.0m,闸底板厚度为2.2m,垂直水流方向宽度为39.4m。由于地下水位较高,经闸室稳定计算,闸底板自边墩外沿向外延伸5m。闸室边墩,顶部宽度1.5m,底部宽度2.5m,闸中墩厚度1.8m,缝墩为1.4m,闸墩高度13.98m。闸室底板与墩墙为整体式浇筑,混凝土强度等级为C25。闸室距离闸底板前沿9.5m处设检修闸门,检修门槽上部墩顶设工作桥及检修便桥,检修桥面平闸墩顶,工作桥顶高程126.50m。闸室上设交通桥、检修桥及排架,均采用C30砼浇筑。进口检修闸设平板钢闸门,起吊设备为台车。闸室左右两侧设窄深式检修门库。
b) 管身段
接进口检修闸为倒虹吸管身段,设计桩号为总干渠设计桩号SH(3)120+010.1~SH(3)120+282.1。管身水平投影总长272m。管身段由进口斜坡段、管身水平段和出口斜坡段组成,共18节,每节之间设2cm沉陷缝,以适应地基不均匀沉陷及温度变化等引起的管身伸缩。管身进、出口段斜坡坡率为1:5.2。因倒虹吸管的中隔墙、缝墙与进、出口闸的中墩、缝墩厚度不一致,为保证进、出口水流顺畅,倒虹吸管身进、出口段均作连接段。倒虹吸管身进口斜坡段、出口斜坡段底部设有厚10cm的C10素砼垫层;倒虹吸管身水平段设有厚10cm的C10素砼垫层和厚20cm的碎石垫层,以改善地基应力分布,沟通倒虹上下游地下水,方便施工等。
倒虹吸管身横向共2孔,分为两联,一联由2孔箱形钢筋混凝土结构,左右对称布置,两联中间设2cm宽沉陷缝。根据水力计算结果,倒虹吸孔径取为7.0m×6.9m(宽×高)。倒虹吸边墙厚度采用1.3m,中墙厚1.2m,缝墙1.3m,底板厚1.3m,顶板厚1.3m,为解决应力集中问题,在倒虹吸顶、底板与边墙及中墙交接部位设置0.6m×0.6m贴角。为尽量减少水头损失,在倒虹吸进出口及倒虹斜管与平管交接部位采用圆弧连接。为防止人及牲畜掉入倒虹吸,设计倒虹进出口胸墙顶同进出口闸墩顶平齐,胸墙顶设置栏杆。倒虹吸管身段及进出口胸墙混凝土强度等级均采用C30。
沂水河退水闸工程位于河南省新郑市西南约9km的观音寺乡前张村附近,东距107国道约4km,西距新郑~禹州市公路约2km,交通便利。
退水闸主要是担负事故、检修时退水,退水闸采用潜孔式平底板结构。闸底板高程117.351m,同总干渠渠底高程。退水闸设计流量为所处渠段设计流量的50%,即152.5m3/s。闸前设计水位124.351m,水深7.0m。
退水闸位于倒虹吸进口右岸,轴线与总干渠中心线的夹角为45°,交点距倒虹吸进口渐变段始端70m,相应总干渠桩号为SH(3)119+885.1。主要由进口段、闸室段、陡坡段、消力池段、海漫段及尾水渠段等几部分组成。退水闸轴线与总干渠中心线交点桩号为退0+000,闸室底板前沿桩号退0+060。
进口连接段(退0+000~退0+060)为使总干渠水流平顺进入闸室,在总干渠右堤侧开一不对称喇叭型进水口,两侧平面布置为圆弧型半重力式斜降墙,左侧圆弧半径10.514m,圆心角135°;右侧圆弧半径70.2m,圆心角45°,该段底部采用40cm厚C20砼护底。喇叭口后接一段矩型槽引渠,槽宽6.0m,高9.149m,两边岸墙采用悬臂式挡墙结构与底板现浇成一个整体,边墙顶部宽0.8m,底宽1.8m,底板厚度为1.8m。槽顶设交通桥,设计标准为公路-II级(折减)。
闸室段(退0+060~退0+073):退水闸闸室为潜孔式平底板钢筋混凝土结构,闸底板顺水流方向长13m,一孔,单孔净宽6m,孔高4.0m。闸墩高9.149m,墩顶高程为126.50m。闸室上部布置工作桥及操纵室,左边墩外布置检修门库。其中闸墩、闸底板及检修门库采用C25混凝土,其它部位采用C30混凝土。退水闸工作门及检修门均采用平板钢闸门,卷扬启闭机控制。
闸室后为2.0m长的水平段,矩形过水断面,采用矩型槽结构,宽6.0m,侧墙高9.149m,底板厚1.8m。
水平段之后为斜坡段(退0+073~退0+125),为扩散型流槽,水平投影长度52m,跌差7.351m,底宽由6.0m渐变至12.0m。自桩号退0+083~退0+135采用整体式矩型槽结构,底板厚1.8~1.5m,侧墙高9.149~6.5m。陡槽陡槽自退0+073桩号后边墙设置排水孔,底板底部设反滤层。
消力池段(退0+125~退0+150):采用深挖式消力池消能,消力池宽12m,消力池长25m,池深2.0m,池底高程110.0m。消力池为整体式矩型槽结构,高10.3m,墙顶高程为118.5m。消力池底板厚1.8m,底部设垂直排水孔,下设三层反滤,总厚0.3m。
消力池后接渐变段(退0+150~退0+185),长度35m,平面布置为直线型扭曲面,底宽12m,底部用40cm厚C20砼护底,两侧为浆砌石扭曲面挡土墙,墙顶高程118m。扭曲面底板高程112m。扭曲面末端渐变为1:2.0护坡,护坡厚度为30cm,护坡材料采用M7.5浆砌石。扭曲面后接10m长堆石防冲槽(退0+175~退0+185),防冲槽深2m。
尾水渠段(退0+185~退0+220),长35m,梯形断面,两侧边坡为1:2.0,全断面30cm厚浆砌石衬砌,左岸为圆弧连接段与河道整治部分护坡相连,右岸同沂水河岸坡自然连接。
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