水利水电工程专业调查报告

水利水电工程专业调查报告一、工程概况：（一）灌区基本概况：水库控制流域面积3750km2，多年平均径流量1。.25亿m3总库容12.17亿m3，兴利库容5.。6亿m3，兴利水位317.0m。大坝坝顶高程330m，最大坝高52.0m，溢洪道位于大坝东岸。为加大部分洪库容溢洪道上设有闸门，闸底槛高程313m，闸顶高程324m，门高11m。溢洪道最大泄水流量为3600m3!s，泄洪洞位于大坝与溢洪道之间，为810m的城门洞型明流无压洞，洞长510m，进口底高程289.715m。出底高程282.35m，最大泄流量11608m3。整个灌区是由总干渠和东一、东二、西干三条干渠组成的，全长共290.5km，建筑物1134座，其中主要建筑物有隧洞33座，全长23.9km；渡槽32座，全长9.8km；另外还有倒虹吸等输水建筑物。灌区设计灌溉面积134万亩，总干渠进口设计流量为77°m3/s，相应水位298.0m，总干渠末端设计流量55.8m3/s，相应水位290.535m。灌区三条干渠规划成果如表1.1所示：表1.1灌区总干、主干渠规划数据表、.•渠名项目 、.•渠名项目 ""■■■■■■■■■■■■■总干渠渠 长（km）45.30控制面积（万亩）165.80规划面积（万亩）120.04水库引渠（万亩）113.58反调节灌（万亩）6.46东一干东二干西干区137.9051.8055.5085.3044.7017.5057.6127.3616.7752..7325.7816.774.881.580（二）东一干概况东一干渠规划灌溉面积57.61万亩，其中贾家庄L58万亩，红山窑3」7万亩，新城子26.47万亩，赵定庄4.96万亩。一干渠设计流量考虑近期与远期两种情况，也就是在同一渠段上的建筑物，如渡槽，隧洞等的输水能力按远期规划确定设计流量（譬如东一干进口段上的建筑物设计流为5°m3/s）,以使留有余地。而渠道土石方开挖断面按近期规划确定尺寸，（譬如东一干进口段的渠道设计流量为45m3/s）。东一干渠自内埠到已水河的渠段设计长度为137.9km。共有各种建筑物566座，其中隧洞24座，累计长度17km；渡槽21座，累计长度62km，桥234座，（包括公路桥41座，生产桥120座，人行桥25座，排洪桥48座），还有退水闸与节制闸32座，涵洞（管）139座，流槽6座，跨渠渡槽26座，支斗渠引水口89座。东一干全部工程量：土方开挖1455万立方米，回填土方590万立方米，石方开挖308万立方米，砌石54万立方米，混凝土10万立方米，钢筋混凝土3300万立方米。需要净工日（包括民工和技工）2475万个，基本建设投资6180万元。开挖土石方用炸药1257吨，三大材需用量分别为：水泥81800吨，钢材3575吨，木材73000立方米。二、设计资料与数据（一）地形地质情况（1） 地形灌区地形复杂。东一干渠灌溉渠地域内多为低山丘陵干旱区，区内岗洼相间，地面覆盖为红色和棕红色粘土及黄土。在祁连山的半山区和丘陵区水文地质较差，缺乏地下水源。地表沟壕大部分为南北向，对于排除地面径流与灌渠（区）渗水比较有利，不会产生盐碱化或沼泽化威胁，灌区地形平均坡降为1/100-1/200。（2） 地质东一干渠规划路线从桩号30+762.0〜31+314.1（位于许营附近），该段是横跨山坡上的一条支流。陡坡段长度大约20米，该段为紫红色、红褐色砾岩夹砂质粘土岩，砾岩成分为石英砂石、石英岩等。表面风化严重，凸凹不平，肉眼可见溶蚀的洞穴，直径大小不一，小者Im左右，大的在10m以上，洞内均有渗水现象。砂质粘土岩的成份多为泥砂质组成。表面段出有断续相间的渗水，说明砂质粘土有隔水性能，砾岩表面覆盖有2m左右的黄色粉质壤土。台地段长度大约536m为更新统Q。其表层为黄色中粉质壤土，下部为Q黄色中粉质壤土含结核，粘粒含量20%左右。台地段土层厚在18〜20cm，具有直立性（可以开挖空洞）。有粘性的局部夹砂卵石透镜体厚0.8〜15m,自上而下逐渐密实。Q3与Q2界限明显，密实程度有显著差异。下伏中更新统（Q；）为黄色重粉质壤土，固结密实，粘粒含量20%以上，具有塑性，可以搓成细条。Q2中含有少量结核，局部夹有砂卵石透镜体，厚3m左右。该层上面覆盖厚1m左右的钙质结核含土层，（桩号0+440〜0+706）。气象情况本灌区属于华北干旱区，平均多年降雨量只有500〜600mm,而且分布很不均匀，有60%〜70%集中在汛期。作物生长期长出现严重干旱缺水的情况。年平均蒸发量为2000mm。最大风速为18m/s,最大冻土深度0.5m。基本数据拟建许营渡槽段桩号：30+566〜31+314.1,全长748.1m,设计流量Q=40m3/s,加大流量Q=45m3/s。渡槽段及其进出口渠道的有关数据与断面示意，详见表1.2和示意图。与渡槽段相连接的上下游渠道均已建成，横断面为梯形，渠底和边坡均采用浆砌石保护。根据本县地区地震局提供的有关资料，灌区的主要建筑物设计烈度定为80。许营渡槽段跨越式建筑物，不论采用那种类型，均按三建筑物考虑。跨越建筑物不考虑交通要求和无通航要求，若采用渡槽方案只设人行便道即可。表1.2渡槽及上下游渠道段基本数据建筑物类型起止桩号间距坡降i水头损失设计水位相对位置土渠29+040〜30+762.01516m1/120000.126m281.224m***上游渡槽30+566〜31+314.1748.1m0.80m280.398m***土渠31+314.1〜36+7505345.9m1/120000.445m279.701m***下游第二章输水方案及建筑物型式的论证一、方案的论证初步设计时拟定了绕山渠道、渡槽、倒虹吸管三种方案，以下为三种方案的论证比较。绕山渠道，渠道选线一般要求在满足输水任务的前提下，尽量使工程量小且造价低。

对于灌溉渠道，渠线应与地形等高线大致平行且尽可能布置在灌区的脊线，以争取最大的自流灌溉面积。根据本设计所给的地形地质资料，修建绕山渠道露于地面便于维护管理，但由于要绕过地形起伏较大处，故渠线过长，该地段风化严重，增加了工期的不确定性。地质资料还表明该地段溶蚀洞穴较多，透水性强，输水量又难以保证。因以上原因排除绕山渠道方案。倒虹吸管，倒虹吸管是设置在渠道与河流谷地道路相交处的压力输水建筑物，与渡槽相比，通常具有造价低，施工方便等优点，但水头损失较大，运用管理不如渡槽方便。许营渡槽所处地段风化严重，易淤积，地形复杂，完工后的虹吸管稳定性差，地下溶蚀洞穴较多，采用此方案水量损失严重，大大降低了该工程的经济效益，结合以上原因排除倒虹吸方案。渡槽是渠道跨越河、渠、溪谷、道路的明流输水建筑物。虽施工要比渠道倒虹吸复杂，但由于其水头损失小，受地形地质条件影响小，在我国灌区建筑物中应用较为广泛，在设计施工方面也已有了较丰富的经验，运用管理也方便，不易淤积，又便于交通和通航。结合以上论述根据许营段的实际情况修建渡槽合适，故以下本设计选用渡槽方案。二、槽身横断面型式的选择槽身断面有矩形、U型（半圆型上加直墙）、多侧墙等如图（2-1）。一般常用矩形和U型断面，故将两种断面形式做以下比较论证。大流量的钢筋混凝土梁式渡槽槽身多采用矩形断面，对与中小流量也常采用中小型流量的多设拉杆，间距为2米左右。有通航要求时不设拉杆，侧墙做成变厚的。矩形槽身施工方便，耐久性、抗冻性好，结构简单特别时适用于有通航要求的中型渡槽矩形槽身图2-1槽身断面的型式多侧墙槽身矩形槽身图2-1槽身断面的型式多侧墙槽身U形槽身断面为半圆加直段，槽顶一般设拉杆，槽壁顶端常加大以增加刚度，多采用钢筋混凝土或钢丝网水泥结构，与矩形槽身相比有水力条件好、纵向刚度大，省钢材等优点，但抗冻性差、不耐久，施工工艺要求高，如果施工质量不高，容易引起表面剥落、

钢丝网锈蚀、甚至有漏水现象产生。综上所述根据所给资料结合许营地段的实际情况本设计槽身断面采用矩形断面。三、支承形式的选择槽身的纵向支承形式常用的有墩式支承、排架式支承和拱式支承三种类型。拱式支承常用于大跨度离地面高度不大的槽身，拱式支承虽受力情况好，但是其墩台对地基的沉降要求高、施工质量要求高难度大。根据许营段的地形情况本设计不采用拱式支承，在主河漕部分由于有过水要求采用墩式支承，滩地部分采用排架支承。墩式支承分为重力墩和空心重力墩两种类型，重力墩节省钢材，墩身强度以及纵向稳定性易满足要求，但由于其自重过大，特别式墩身较高并承受竖向荷载与水平荷载时，要求地基有较大的承载力，故其多用于墩身高度不太大而地基承载力较高的岩基和较好的土基上。空心重力墩的外形轮廓尺寸和墩帽构造于实体重力墩基本相同，水平截面有圆矩形、双工字行和矩形三种型式（如图2-.2）。图2-2空心墩的截面形式■可以改善自身的受力条■但水流条件差，动水压前二者之间，适用于河水减轻了自重和图2-2空心墩的截面形式■可以改善自身的受力条■但水流条件差，动水压前二者之间，适用于河水减轻了自重和不深的滩地和两岸无水的槽墩。鉴于以上所述本设计（） C） （）排架是钢筋混凝土结构，其自重轻地基应力较之墩容易得到满足，排架有单排架、图2-3槽架形式双排架和A（字W架;排）双排架二种字形排架式（如图2—3）。单排架体积小，重量轻，现场浇筑和预制吊装都方便，在渡槽工程中应用十分广泛。双排架是由两个单排架，中间以横梁连接而成，属空间结构受力较复杂。A字形排架是两片单排架的脚放宽，顶端连在一起而成的，其稳定性好，适应高度较大，但造价较高，施工较复杂。综上所述，根据许营段的地质、地形条件，本设计采用单排架作为槽身的支承结构。第三章细部结构设计渡槽伸缩缝止水及渡槽与两岸的连接是渡槽工程中不可缺少的组成部分，如止水不严密或两岸连接不好，不仅造成渡槽漏水，而且有可能由于漏水促使两岸坡坍塌或产生较大沉陷而引起渡槽失事，所以在设计和施工中应给予高度重视。一、伸缩缝与止水渡槽无论是现浇槽身或预制装配，在跨与跨的接头必须设置伸缩缝以适应槽身温度变化引起的伸缩变形与允许的沉陷和位移。伸缩缝必须用既能适应变形又能防止漏水的柔性材料填充。本设计中采用橡皮压板止水。1.伸缩缝2.止水橡皮3.钢垫板4.沥青沙浆5.螺冒预制槽身时先在槽端内壁留一凹槽深度4-6厘米止水材料为橡皮带，为了使其能够紧贴在凹槽上，常用扁钢并通过螺栓将橡皮带压紧，扁钢厚4-8毫米宽6厘米左右。螺栓的直径一般为9-12毫米，间距等于16倍螺栓直径或20倍扁钢厚，通常20厘米左右。为了减慢铁钢锈蚀，对预埋螺栓和扁钢压板应事先做防锈处理，此外在凹槽内最好添沥青沙浆或1/2水泥沙浆。这不仅对止水起辅助作用，并能防止橡皮老化与铁赶锈蚀。为了有利于螺栓更换，近年来将螺母先劲埋于混凝土内，再装止水橡皮和压板。并把螺栓拧如螺母将橡皮压紧。这样处理，不仅压板留孔对位方便，而且螺母埋于混凝土内加油后不易锈蚀，一旦螺栓损坏还可更换。这种止水虽能保证施工质量，可以做到不漏水，止水效果好。但需要止水与橡皮材料时间长了需更换。二、支座支座是连接渡槽上部结构和下部结构的重要部件，其作用是将上部结构的荷载穿递给墩架，为此要求支座必须有足够的承载力，同时支座应能自由变形，能适应槽身因温度变化、混凝土收缩徐变及荷载作用而引起的位移，使结构实际受力情况与受力间图相符合。1.上座板2.下座板3.垫板4.锚轩5.齿板本设计采用切线钢板支座，这种支座用两快厚40-50毫米的钢板加工作成。上座板底面为平面，下板顶面为孤面，固定支座下座板焊有齿板，齿板上端为梯形插入上座板的预留槽中，保证上、下座板之间只可转动而不能移动，活动支座与固定支座构造的区别仅在于支座内不设齿板。这样上、下座办之间即可转动又可沿圆弧面的切线移动。三、两岸连接渡槽与两岸连接除了应使槽内水流与渠道平顺衔接并防止水流冲刷外还应采取措施，将渡槽与两岸可靠的连接起来，以免应连接不当引起漏水，致使岸坡或填方渠道产生过大的沉陷与滑坡现象。尤其当渡槽与高填方渠道连接时，边坡稳