浅析渠道抗冻设计的工程应用.docVIP

浅析渠道抗冻设计的工程应用 孟 宇 （辽宁，辽宁沈阳，110003）以位于兴城市西南方向，碱厂水库下游，烟台河两侧，内雨量充沛，水质优良、土质肥沃、温度适宜，是兴城市重要商品粮基地之一。灌区总灌溉面积万亩，有效灌溉面积万亩骨干水利工程建设70年代现有干支渠长155 km渠系建筑物座二道河子拦河坝根据《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99）烟台河干渠、海滨干渠、东干渠和西干渠工程级别为5级，灌区灌溉设计标准水田为75%，旱田为50%标准。 运行当中管理粗放，资金投入，配套设施得不到及时维护和更新，致使渠道渗漏、淤积破损十分严重，综合生产能力 烟台河干渠采用钢筋混凝土槽结构，挡墙上宽0.15 m，下宽0.m，槽体剖面底宽1.25 m，渠深1.6 m，底板厚0.5 m。钢筋混凝土槽采用C2并配φ6纵向，φ10横向构造钢筋， 图1 烟台河干渠横断面图 海滨顶宽0.m，底宽0.3m，槽体剖面底宽m，底板厚0.5 m，采用C2并配φ6纵向，φ10横向构造钢筋， 图2 海滨干渠横断面图 东干渠重建桩号为0+000～2+043，西干渠重建桩号为0+000～1+337，共计3380 m。改建后东、西干渠均采用钢筋混凝土槽结构，槽体边墙剖面顶宽0.m，底宽0.3m，底板厚0.5 m，底宽m。钢筋混凝土槽采用C2并配φ6纵向，φ10横向构造钢筋，。 图3 东、西干渠横断面图 1.2 自然条件 灌区地处北温带，属于温带大陆性季风气候区，其特点是冬季以西北季风为主，严寒干燥；夏季以东南季风为主炎热多雨，四季冷暖干湿分明。多年平均降水量为 mm；多年平均蒸发量为1519.9 mm；多年平均气温在9.1，-8.1℃；多年平均风速为2.8 m/s，最大风速可达23.7 m/s，其相应风向为SW，汛期多年平均最大风速m/s。受季风和地形影响，春季盛行南风，冬季盛行北风。主导风向为北风和西南风。标准冻土深度为1.m。地表广泛分布第四系松散堆积物，以人工填土、砾砂等为主。成因类型以冲洪积、冲海积相砂类土、粘性土为主。 工程地质条件及评价素填土：黄褐色，松散状态，区段内普遍分布，层厚0.53.6m，层顶标高3.658.92m，承载力相对较低，工程地质条件差。 细砂：灰黑黄褐色，松散状态，层厚1.101.50m，该层为中等透水层，可能出现渗透稳定问题，工程地质条件一般。 砾砂：黄褐色，稍密状态，层厚1.72.3m，承载力较高，砾砂层为强透水层，工程地质条件较好。 在勘察深度范围内地下水类型为孔隙潜水型，赋存于细砂、砾砂层中。勘察水位埋深0.704.40 m , 高程-1.447.12 m。补给来源为大气降水、少量为侧向补给；主要排泄方式为地下水侧向蒸发和人工开采。 ① ② ③ 式中：为渠系工程的设计冻深，cm；为历年最大冻深，cm；为考虑日照及遮阴程度的修正系数；为地下水影响系数；为典型断面的日照及遮阴程度修正系数，；为系数，根据工程所在的气候区查得；为计算点的冻前地下水水位深度，m；为邻近气象台的冻前地下水水位深度，m；为系数，通过《渠系工程抗冻胀设计规范》查得。 干渠设计冻深计算结果见表1。 表1 干渠设计冻深成果表 干渠名称 烟台河干渠 0.78 底面 -1.28 3 3.2 1.11 0.99 113 海滨干渠 2.5 底面 -0.27 0.5 1.02 1.06 0.89 96 东干渠 2 底面 -1.86 0.5 1.02 1.14 0.89 104 西干渠 2 底面 -1.86 0.5 1.02 1.14 0.89 104 2.2 基础设计冻深 当m时： ④ 式中：为基础设计冻深，m；为基础板厚度，m；为底板之上冰层厚度，m。 基础设计冻深计算成果见表2。 表2 基础设计冻深计算成果表 干渠名称 备注 烟台河干渠 1.13 0.25 0 1.04 海滨干渠 0.96 0.25 0 0.87 东干渠 1.04 0.25 0 0.95 西干渠 1.04 0.25 0 0.95 2.3 冻胀量 ⑤ 式中：为基础结构下冻土层产生的冻胀量，cm；为工程地点天然冻土层产生的冻胀量，cm。 基础冻胀量计算结果见表3。 表3 基础冻胀量计算成果表 干渠名称 备注 烟台