《设计洪水位计算》PPT课件.ppt

江西省塘坝除险整治技术指南 江西省水利科学研究院二 一二年十月 一 总则二 洪水标准三 塘坝坝体整治技术要求四 溢洪道整治技术要求五 坝下涵管整治技术要求六 工程建设管理及其它 主要内容 一 总则 一 总则 主要内容 一 总则 1 为规范我省塘坝除险整治工作 明确除险整治技术要求 保障塘坝除险整治质量 特制定本指南 2 塘坝定义 指在山丘区 平原区建有挡水 泄水建筑物 正常蓄水位高于下游地面高程 总容积小于10万m3的蓄水工程 3 本指南适用于蓄水量为1万m3 总容积 10万m3的土石坝塘坝除险整治工程 总容积小于1万m3及其他类型的塘坝可参考使用 一 总则 4 塘坝总容积是指校核洪水位相对应的蓄水总量 5 本指南所称的重点塘坝是指坝高超过10m 串联型塘坝的最上级 位于我省高暴雨区 位于人口居住密集地或重要设施 如公路 铁路等设施 上游500m以内 如失事可能直接造成下游人员伤亡或设施损毁的塘坝 塘坝容积的估算方法 塘坝容积的估算方法 参照武汉水利电力学院农水系编的 小型水库工程 利用公式B 1进行估算 V B H L B 1 V 塘坝容积 m3 H 满库时坝前最大蓄水深度 m B 满库时坝前水面宽度 m L 满库时水面长度 m 系数 依库址地形特点决定 见表B 1 塘坝容积的估算方法 算例 塘坝总容积的估算方法 某某塘坝 河谷形状为峡谷形 河流纵坡比较平顺 满库时坝前水面宽度 B 经测量为200m 校核洪水位时坝前最大蓄水深度 H 为5m 满库时水面长度 L 经测量为200m 该塘坝的总容积 V总 0 3 200 5 200 6 104m3 一 总则 6 塘坝除险整治前 应对塘坝进行必要的现场检查 调查 格式与内容可参考附录A 以掌握各建筑物存在的病险情 同时应对大坝 溢洪道及坝下涵管等建筑物进行必要的量测 工程地质参数可参照类似工程进行选取 必要时应补充地勘 7 对于破坝处理的塘坝 施工期不能选在汛期 施工期一般可选在11月份至次年3月份 一 总则 8 塘坝除险整治原则上不应加高大坝 如防洪标准不满足本标准规定要求的 应优先采用加大泄洪能力等工程措施 确需加高大坝的 须经县级水行政主管部门批准 二 洪水标准 二 洪水标准 主要内容 二 洪水标准 当山区 丘陵区塘坝的挡水高度低于15m 上下游水头差小于10m时 其防洪标准可按平原区的洪水标准确定 当平原区塘坝的挡水高度高于15m 上下游水头差大于10m时 其防洪标准可按山区 丘陵区的洪水标准确定 重点塘坝的洪水标准可按上限值取用 二 洪水标准 举例 塘坝 位于山区 坝高 下游 有公路 请确定其洪水标准 分析 山区塘坝坝高 根据指南2 0 2条的规定 可以按平原区的洪水标准进行确定 由于下游 有公路 根据1 0 5条 该塘坝属重点塘坝 洪水标准可取平原区的上限 故设计按 年一遇 校核可按 年一遇进行确定 三 塘坝坝体整治技术要求 三 塘坝坝体整治技术要求 主要内容 三 塘坝坝体整治技术要求 塘坝挡水建筑物安全加高值 塘坝的设计洪水位 塘坝的坝顶高程 0 5 R5 塘坝的校核洪水位 塘坝的坝顶高程 0 3 R5 一般构造要求 坝顶超高 由于塘坝除险整治原则上不加高大坝 故设计洪水位和校核洪水位也可按下列公式进行反算 塘坝设计洪水位 校核洪水位 算例 解 塘坝的坝顶高程 8 0 查附录D 波浪爬高为0 26 由于上游拟采用砼预制块护坡 爬高应乘以1 125的系数 故R5 0 26 1 125 0 2925 m 取R5 0 3 m 设计洪水位 塘坝的坝顶高程 0 5 R5 8 0 5 0 3 7 2m校核洪水位 塘坝的坝顶高程 0 3 R5 8 0 3 0 3 7 4m 已知 塘坝为粘土均质坝 无防浪墙 坝高8m 坝顶高程 8 0m 风区吹程200m 设计风速10m s 上游坝坡的坡比为1 2 0 上游拟采用砼预制块护坡 设计 塘坝的设计洪水位 校核洪水位 三 塘坝坝体整治技术要求 一般构造要求 坝顶构造及坝坡 1 重点塘坝坝顶宽度宜不小于4 0m 其余塘坝坝顶宽度宜不小于3 0m 坝顶可不进行硬化处理 2 不同土质的上 下游坝坡坡比 若有多级坝坡 指平均坡比 宜不小于表3 1要求 坝高超过20m时 上 下游坝坡坡比应按相关规范要求通过计算确定 三 塘坝坝体整治技术要求 一般构造要求 坝顶构造及坝坡 表3 1不同土质类型的塘坝坝坡坡比的要求 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体防渗处理技术要求 1 现状坝体单薄 需进行培厚的 对于可放空的塘坝 原则上要求在大坝上游坡进行培厚 并尽可能与坝体防渗处理相结合 对不能放空的塘坝 可采取从大坝下游坡进行培厚 培厚土体应采用透水性较好材料 2 应结合运行情况 对塘坝坝体或原有防渗体进行必要的简单地质勘察 以确定是否满足防渗要求 新设置的土质心墙 斜墙等防渗体及坝基截水槽 其渗透系数应不大于1 10 5cm s 均质土坝坝体渗透系数宜不大于1 10 4cm s 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体防渗处理技术要求 3 塘坝防渗处理型式塘坝坝体或心墙等防渗体不能满足防渗要求的 可以采用增设粘土斜墙结合坝基截水槽的防渗处理或采用冲抓套井回填粘土心墙进行防渗处理 宜优先采用增设粘土斜墙结合坝基截水槽的防渗处理方案 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体防渗处理技术要求 4 斜墙防渗体技术要求斜墙上薄下厚 顶部厚度一般不应小于1m 底部厚度不小于坝前水头的1 4 1 6 并且不小于2m 斜墙顶不应低于校核洪水位 斜墙与两岸山坡接触部位一般应放宽一倍 斜墙粘土的渗透系数 1 10 5cm s 水溶盐含量不大于3 有机质含量不大于2 截水槽底宽一般不小于2m 且应深入至基岩或相对不透水层以下不小于0 5m 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体防渗处理技术要求 斜墙设计举例 斜墙设计参考图 尺寸单位 mm 斜墙顶部厚度为2m 顶部高程高于校核洪水位 底部厚度大于2m 大于坝前水头的1 4 1 6 截水槽底宽为3m 深入至基岩以下0 5m 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体防渗处理技术要求 5 冲抓套井回填粘土心墙技术要求冲抓套井回填粘土防渗心墙一般设置为单排 有效防渗厚度0 8m 土料应采用粘土 渗透系数K 1 0 10 5cm s 粘粒含量以15 40 为宜 塑性指数为7 20 水溶盐含量不大于3 有机质含量不大于2 且应有较好的塑性和渗透稳定性 墙底部至基岩或覆盖层以下不小于0 5m 三 塘坝坝体整治技术要求 冲抓套井回填粘土心墙防渗处理 图3 2冲抓套井回填粘土心墙设计参考图 图3 3冲抓套井平面布置图 尺寸单位 mm 墙底部至基岩1m 大于0 5m 单排 有效防渗厚度0 8m 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体防渗处理技术要求 6 坝体土料填筑要求对坝体培厚回填等加固填筑料应进行压实 压实后的填筑料应密实均匀 含水率宜在最优含水率附近 对于重点塘坝 粘性土料压实度应不小于95 砂砾土料的填筑干密度不小于1 7g cm3 砂砾土料含砾量在40 70 时 填筑干密度不小于2 0g cm3 对于一般塘坝 粘性土料压实度应不小于92 砂砾土料的填筑干密度一般不小于1 6g cm3 砂砾土料含砾量在40 70 时 填筑干密度不小于2 0g cm3 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体反滤排水技术要求 反滤层及过渡层 1 新填筑的坝体土料与相邻土层间如不满足层间关系时 应设置合理的反滤层和过渡层 2 土质防渗体与坝壳排水体或坝基透水层之间应满足反滤原则 否则应设置反滤层或同时设置反滤层和过渡层 3 当采用几种不同性质的土石料填筑坝体时 各土层之间应遵循反滤原则 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体反滤排水技术要求 反滤层及过渡层 4 对反滤层的要求如下 1 能防止被保护土的渗透变形反滤层材料应为非管涌土 2 应大于被保护土的透水性能通畅地排除渗透水 3 不被细颗粒 粒径小于0 1mm 淤堵失效 4 耐久 稳定 在使用期间不会随着时间的推移和环境的影响而改变性质 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体反滤排水技术要求 反滤层及过渡层 5 反滤层和过渡层应压实 反滤的厚度应根据材料的用途及施工方法等情况确定 水平反滤层 竖向或倾斜反滤层每层的最小厚度可采用20cm 采用机械填筑时的最小水平宽度可视施工机械和施工方法确定 6 软土地基上填筑的反滤层应适当加厚 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体反滤排水技术要求 坝体排水 1 下游坝面宜设置坝体排水设施 排水设施应具有充分的排水能力 同时应满足反滤要求 保证渗透稳定 坝体排水一般有棱体排水和贴坡排水两种 2 贴坡排水 推荐修建贴坡排水 排水体厚度 含反滤厚度 不小于0 6m 排水体高度取1 3 1 4H坝高 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体反滤排水技术要求 坝体排水 图3 3 1贴坡排水设计参考图 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体反滤排水技术要求 坝体排水 图3 3 2棱体排水设计参考图 3 棱体排水 在塘坝整治中一般不推荐新建 翻修的棱体排水体顶部宽度不小于0 8m 排水体顶高程应超过坝脚最高水位和地面1 0m 排水棱体的高度一般为坝高的1 4 1 5 棱体内坡可采用1 1 外坡可采用1 1 5 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体反滤排水技术要求 坝体排水 2 下游坝面与两边岸坡连接部位宜设置排水沟 排水沟应采用水泥预制砖或混凝土砌筑 断面尺寸应不小于0 25m 0 25m 其它部位的坝面排水设置宜结合护坡形式进行设置 纵向排水沟和岸坡排水沟设计可参考图3 3 3 图中尺寸以mm计 三 塘坝坝体整治技术要求 坝体反滤排水技术要求 坝体排水 纵向排水沟设计参考图岸坡排水沟设计参考图图3 3 3纵向排水沟和岸坡排水沟设计参考图 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 1 土石坝原有砌石 混凝土护坡的 应充分利用现有护坡材料 优先采用局部翻修 加固处理为主的方式进行护坡 无护坡的 上游护坡在设计洪水位以下宜选用砼预制块或干砌石护坡 上游坡设计洪水位以上及下游坝坡一般采用草皮护坡 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 2 塘坝上游砼预制块护坡设计可参考图3 4 1 图中尺寸单位以mm计 砼预制块采用正六边形 厚80mm 边长300mm 拼接缝上部宽20mm 采用M10水泥砂浆勾平缝 护面横向分缝间距10 0m 缝中用沥青砂填实 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 塘坝上游砼预制块护坡设计参考图 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 塘坝上游砼预制块护坡设计参考图 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 塘坝上游砼预制块护坡设计参考图 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 塘坝上 下游台阶设计参考图 3 塘坝可根据需要设置上 下游台阶 塘坝上 下游台阶设计可参考图3 4 2 图中尺寸单位以mm计 每段台阶最后一级按剩余距离及高程进行调整 台阶每10m设置一伸缩缝 缝宽2cm 缝内用闭孔泡沫板填充 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 塘坝上 下游台阶设计参考图 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 塘坝上 下游台阶设计参考图 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 塘坝上 下游台阶设计参考图 三 塘坝坝体整治技术要求 护坡技术要求 塘坝上 下游台阶设计参考图 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 主要内容 四 溢洪道整治技术要求 1 应优先选用超泄能力大 运行管理方便的开敞式无闸控制溢洪道 2 溢洪道布置一般包括进水渠 控制段 泄槽段 消能段及出水渠段 四 溢洪道整治技术要求 进口段 3 进水渠进口型式可根据进水口地形选择布置 因地制宜采用对称或基本对称的八字形或弧形 八字形进口施工更简单 弧形进口水流条件更好 八字形和弧形进口设计可分别参考图4 1和图4 2 四 溢洪道整治技术要求 进口段 四 溢洪道整治技术要求 进口段 进水渠底宽顺水流方向收缩时 进水渠首 末端底宽之比宜在1 5 3之间 在与控制段连接处应与溢流前缘等宽 底板宜为平底或不大的反坡 进水渠的导墙应使水流平顺 且应高于泄洪时的最高水位 四 溢洪道整治技术要求 控制段 4 控制段堰型可采用宽顶堰 折线堰 薄壁堰等型式 溢流堰宽度的计算见附录C 4 溢流堰宽度的计算 确定塘坝所在分区及集雨面积后 查表可得洪峰流量Qm和洪水总量Wi 确定滞洪库容V滞后 便可求得溢洪道最大泄流量qm 溢洪道的溢流净宽可按下式计算 b 每孔净宽度 m m 流量系数 直角形翼墙无坎宽顶堰 偏安全考虑认为B b H0 包括行进流速水头的堰前水头 认为H0 H 溢流堰宽度的计算 算例 已知 兴国县 乡 村 塘坝 集雨面积为0 4km2 校核洪水标准为50年一遇 河谷形状为峡谷形 河流纵坡比较平顺 满库时坝前水面宽度 B 经测量为200m 溢洪道堰顶至坝顶水深 H 为1 5m 满库时水面长度 L 经测量为200m 设计 溢洪道的溢流净宽 溢流堰宽度的计算 算例 计算步骤 1 确定塘坝所在分区在I区 2 查集雨面积为0 4km2 洪水频率2 0 可得洪峰流量Qm 16 87m3 s和洪水总量Wi 3 6 104m3 3 V滞 0 3 200 200 1 5 1 8 104m3 4 qm Qm 1 V滞 Wi 16 87 1 1 8 3 6 8 435m3 s 5 溢洪道的溢流净宽 设计溢洪道的宽取为3 5m 四 溢洪道整治技术要求 控制段 1 宽顶堰 优点 结构简单 施工方便 堰矮 自重小 对承载力较差的土基适应性强 缺点 流量系数m较低 0 32 0 385 适用 泄流量不大或附近地形较平缓且地面高程与正常蓄水位接近时选用 四 溢洪道整治技术要求 1 宽顶堰 设计 可采用钢筋砼宽顶堰 砼强度等级为C25 设计可参考图4 3 四 溢洪道整治技术要求 2 折线型实用堰 适用 往年曾降低正常蓄水位限制蓄水 本次加固恢复原正常蓄水位时可选用 设计 可采用混凝土折线堰 砼强度等级为C25 设计可参考图4 4 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 3 薄壁堰 适用 历年加固曾降低正常蓄水位 并新建闸门槽 本次加固保留原结构时选用 设计 可采用混凝土薄壁堰 堰厚15 25cm 设计可参考图4 5 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 5 对位于高暴雨区或有特殊要求的塘坝 也可挖深溢洪道 使溢洪道的底板高程低于正常水位50 100cm 在底板上设一厚10 15cm的挡水板 挡水板顶部高程与正常水位平齐 当遇超标准洪水时 开启挡水板加大泄洪能力 四 溢洪道整治技术要求 6 溢洪道边墙可采用重力式砼边墙 贴坡式砼边墙或根据地形地质条件混合选用 但必须安全可靠 四 溢洪道整治技术要求 1 重力式砼边墙 适用 两侧为土基 原地面高程低于泄洪最高水面线 岸坡开挖 施工方便且边墙高度小于8m 四 溢洪道整治技术要求 1 重力式砼边墙 设计 边墙顶宽不宜小于200mm 每间隔10m 20m可设置一道伸缩缝 墙高超过2m时应设排水孔 排水孔可采用 50mm的PVC管 排水孔间距为1 5m 排水孔坡度为3 管端处包裹土工布一层 除控制段外 一般可不配筋 设计可参考图4 6 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 2 贴坡式砼边墙 适用 两侧边坡高陡 或两岸岩体完整 开挖困难时选用 设计 贴坡式边墙砼厚度一般可取200 300mm 一般需设温度筋 设计可参考图4 7 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 4 0 6跨溢洪道桥梁根据交通需要可采用人行便桥或交通桥 1 人行便桥 适用 无车辆交通要求时可选用 设计 桥板采用砼预制板 人行便桥设计可参考图4 8 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 泄槽段 4 0 7泄槽底板根据基础情况 可采用混凝土或浆砌石衬砌 混凝土衬砌厚度不小于20cm 强度等级据水流速度大小一般为C20 C25 浆砌块石衬砌厚度不小于30cm 若基础为坚硬岩体 也可不做衬砌保护 底板钢筋砼衬砌设计可参考图4 10 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 出口段 4 0 8出口消能的方式主要有挑流消能和底流消能两种方式 1 挑流消能 适用 出口为高陡山谷 且基础抗冲性能满足要求时选用 四 溢洪道整治技术要求 出口段 1 挑流消能 设计 底板设排水孔 呈梅花形布置 孔距1 5m 挑流消能设计可参考图4 11 四 溢洪道整治技术要求 出口段 四 溢洪道整治技术要求 出口段 2 底流消能 适用 出口底板基础条件差 抗冲性能不满足要求时选用 设计 底板设排水孔 呈梅花形布置 孔距1 5m 底部设反滤层 底流消能设计可参考图4 12 四 溢洪道整治技术要求 出口段 四 溢洪道整治技术要求 4 0 9溢洪道的进水口段与泄流段两侧山体边坡应满足稳定要求 4 1 0对于靠坝溢洪道 靠坝一侧边墙应采用混凝土或浆砌石衬砌 其中与防渗体连接部位的边墙应采用混凝土浇筑 防渗处理可靠 边墙结构稳定 边墙高度应高于最高泄流水面线30cm以上 且不低于相应部位的坝体高程 对非靠坝一侧 则视山体岩土情况确定是否采用护砌措施 四 溢洪道整治技术要求 4 1 2溢洪道整体的结构与布置可参考图4 13 图中 尺寸以mm计 钢筋砼强度等级可采用C25 边墙及进口段底板砼强度等级可采用C20 纵向排水沟尺寸0 3 0 3m 内填2 4cm卵石外包土工布 边墙及底板分缝止水结构形式相同 缝宽为20mm 采用橡胶带止水 在消力池底板设置 50mm PVC管 排水孔 排水孔以间距1 5 1 5m 梅花型布置 在溢洪道两侧边墙设置 50mm PVC管 排水孔 排水孔间距为1 5m 排水孔坡度为3 管端处包裹土工布一层 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 四 溢洪道整治技术要求 五 坝下涵管整治技术要求 五 坝下涵管整治技术要求 原址重建钢筋砼结构涵管异址重建钢筋砼结构涵管小管径顶管法 采用保留原管身段 对涵管进行接长 并重建进出口段 或采用内衬PE管法进行处理 注意其适用条件 经多方案比较后确定 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 1 对于原结构型式为瓦 素混凝土 钢丝网薄壳等的坝下涵管 或结构已遭破坏的坝下涵管 原则上应拆除重建 方案一 原址或异址重建钢筋砼结构涵管重建的坝下涵管一般由进口段 管身段及出口段三部分组成 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 1 进口段塘坝的涵管进水口型式主要有分级卧管式进水口 斜涵 斜拉闸门式进水口两类 1 分级卧管式进水口 适用 引水流量小 水头在30m以下的情况 此结构简单 施工方便 且便于引取表层水 对农作物生长有利 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 1 分级卧管式进水口 设计 分级卧管式进水口设计可参考图5 1 图中 尺寸单位以mm计 平涵与斜卧管平行方式布置坝坡上 斜卧管共n节 每节1250mm 8 10节为一段 每段间分缝宽20mm 缝内设止水铜片 紫铜 沥青杉板或闭孔泡沫板填缝 斜涵一般断面较小 为便于施工 推荐采用PVC管做内部模板 孔口可采用砼塞或铸铁拍门控制 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 图5 1分级卧管式进水口设计参考图 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 2 斜拉闸门式进水口 适用 基础稳定 施工方便 造价低 斜拉闸门式进水口设计可参考图5 2 图中 尺寸单位以mm计 闸门倾斜安装在进水口上 启闭机安装在坝顶或山坡的平台上 沿闸门拉杆方向设置若干支柱以固定拉杆位置 为便于管理 可在侧向设台阶至放空底孔 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 图5 2斜拉闸门式进水口设计参考图 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 2 管身段1 坝体开挖回填技术要求坝体开挖边坡一般取1 1 5 1 2 0 每5m高度设1 5m 2 0m宽的平台 管基开挖要求挖到老土或基岩上 基底整平夯实 地基承载力应满足要求 地基超挖部分采用砂砾石或混凝土回填至基底标高 如遇软土层和淤泥时必须对基础另行处理 回填土采用粘性土 建议粘粒含量30 左右 必要时可掺入5 15 的水泥 回填土料压实度按不小于95 控制 渗透系数小于1 10 5cm s 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 2 管身结构设计要点管身断面型式主要有圆形 矩形和城门洞形 管身四周设C25砼结构的截水环 用以防止管身外围产生集中渗流 砼结构分缝宽20mm 缝内设止水铜片 紫铜 沥青杉板填缝 对于坝高 10m的塘坝 为满足检修要求 管身推荐采用尺寸为80cm宽 B 120cm高 H 的钢筋砼平涵 钢筋砼结构涵管的设计可参考图5 3 图中 尺寸单位以mm计 方涵壁厚30cm 采用C25钢筋砼浇筑 下设10cm厚C10砼垫层 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 图5 3坝下涵管管身结构设计参考图 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 对于坝高 10m的塘坝 管身结构仍采用钢筋砼 结构以满足灌溉要求而确定 管身内径40cm 50cm的结构断面设计可参考图5 4 技术要求与图5 3相同 图5 4管身直径40cm 50cm结构断面设计参考图 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 3 出口段出口段一般距坝脚较近 若出口水流的流速较大 可设消力池以减小流速 使水流平顺而均匀地进入渠道 消力池设计可参考图5 5 图5 5消力池设计参考图 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 对于异址重建钢筋砼结构涵管 原涵管应进行可靠的封堵 封堵长度可取涵管长的1 3 涵管封堵设计可参考图5 6 图5 6典型涵管封堵设计参考图 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 方案二 小管径顶管法 1 适用 小管径顶管法不需破坝 主要适用于管径小于50cm的坝下涵管重建工程 具有工程量少 施工期短 节约劳力 节约钢材 水泥和资金 工程质量可以得到保证 对塘坝蓄水影响小等优点 2 设计 重建的涵管中心线应通过土坝填土部份的坝体 避开两坝肩的山坡 以免碰到坚硬的原山体或岩石 导致顶管失败 同时也要求土坝坝体的沉陷已稳定 否则重建的输水涵管会因不均匀沉陷而损坏 其工作原理是根据打桩的原理 将钢管顶进坝内 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 顶管平面布置示意图 横断面图 管径40cm 1 钢管 2 内胀圈 3 钢环 4 7 横梁 5 9 顶梁 6 油压千斤顶 8 测量台 10 钢板 8 10mm 11 枕木 12 钢筋砼后座 图5 7顶管法施工原理图 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 3 施工原理及要求 小管径顶管法施工 是将钢管前端加焊一个特制套头 利用定向铁轨 定向环固定轴线方位 高程 采用油压千斤顶 以后镇墩为依托 直接将钢管顶进坝内 然后再切除特制套头 利用顶管这种方法 应特别注意顶管部位与大坝的截渗问题 应沿管轴线进行水泥灌浆 避免在管道周边形成渗流通道 顶管施工及验收可参照 顶管施工技术及验收规范 试行 五 坝下涵管整治技术要求 拆除重建 2 维修加固 1 适用 对于结构未遭破坏的坝下涵管 可采用保留原管身段 对涵管进行接长 并重建进出口段 或采用内衬PE管法进行处理 五 坝下涵管整治技术要求 维修加固 2 设计 进出口段重建设计与 方案一 原址或异址重建钢筋砼结构涵管 的进出口段设计相同 对于涵管内衬PE管 PE管的管径应小于原有管道的管径 规格尺寸可参照规范 给水聚乙烯管道管材标准 GB T13663 2000 五 坝下涵管整治技术要求 维修加固 2 设计 涵管接长并内衬PE管的设计可参考图5 7 图中 尺寸单位以mm计 对老平涵进行内衬PE管处理 采用PE80级SDR21系列给水管材 规格为De315 15 0mm 承压0 6MPa PE管加工和安装由专业人员操作 接口按热熔焊接要求现场进行施工 内衬PE管与老涵管之间应进行充填灌浆处理 砼结构分缝宽度均为20mm 缝间设止水铜片 并用沥青杉板嵌填 五 坝下涵管整治技术要求 维修加固 图5 7涵管内衬PE管设计参考图 五 坝下涵管整治技术要求 维修加固 3 施工要求 内衬PE管施工要求如下 管道焊接 a 管材待连接端清洁干净 然后铣削连接面 b 校直两对接件 其错位量不大于2mm c 迅速接合两加热面 升压至熔接压力30Pa并保压冷却 五 坝下涵管整治技术要求 维修加固 管道安装首先用高压水枪将坝内老涵管内表面的淤泥和污物冲洗干净 然后对PE管进行焊接 待每个焊口都充分冷却 将焊接好PE管整体从上游往下游缓慢送入老涵管内 待全部PE管送入老涵管后 进行PE管的压水试验 检验PE管接头是否漏水 内衬PE管与老涵管之间充填灌浆 a 灌浆孔应于内衬PE管施工前 在坝体原涵管轴线位置布设不小于4个灌浆断面 且在孔内安放镀锌管 五 坝下涵管整治技术要求 维修加固 b 涵管出水口 提前两天在原涵管与PE管之间浇好砼堵头 c 灌浆时 每孔要求复灌3次 每次间歇时间不少于3d 第1次 第2次和第3次灌浆的压力要求为0 1MPa 0 15MPa和0 2MPa 当每次灌浆达到设计压力后开动回浆阀 并保持其设计压力 当每分钟吸浆量小于1L mi