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1、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I。25亿m3总库容12.17亿m3，兴利 库容5.06亿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8 10m 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11608m 3。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29
2、0.5km，建筑 物1134座，其中主要建筑物有隧洞33座，全长239km ；渡槽32座，全长9&m ；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力.03/s，相应水位298.0m， 总干渠末端设计流量558m 3/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、主干渠规划数据表控制面积（万亩）东一干 东二干137.9051.80165.80规划面积（万亩）水库引渠（万亩）反调节灌（万亩）120.04113.586.4685.3044.7057.6127.3652.7325.784.881.58西干区55.5017.50
3、16.7716.770（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1.58万亩，红山窑3.17万亩，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50m3/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1379km。共有各种建筑物566座，其 中隧洞24座，累计长度l7km；渡槽21座，累计长度62km，桥234座，（包括公
4、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
5、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 /1001 / 200。（2）地质东一干渠规划路线从桩号 30+762.031+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lm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
6、 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为更新统逻。其表层为黄色中粉质壤土，下部为逻黄色中粉 质壤土含结核，粘粒含量20%左右。台地段土层厚在1820cm，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0.815m,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（）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。；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+4400+706）。(二) 气象情况
7、本灌区属于华北干旱区，平均多年降雨量只有500600mm,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。(三) 基本数据(1) 拟建许营渡槽段桩号：30+56631+314.1,全长748.1m,设计流量Q=40m3/s, 加大流量Q=45 m3/s。(2) 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。(3) 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。(4) 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8o
8、。(5) 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。(6) 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+04030+762.01516m1/120000.126m281.224m* 上游渡槽30+56631+314.1748.1 m0.80m280.398m*土渠31+314.136+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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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 空心墩的截面形式圆雉形7作用于件。双力大。矩形墩弄形流条件的荷载施工方较好,，空丿重力美观墩比1施工最方便,便，对y轴的惯性性矩大,大截面水流条件处于减轻了自重和自身的受力条 件差，动水压，适用于河水丿另外由于做成空心而节实体重力墩的抗彳 一-故边缘应力较小矩也较尢不深的滩地和两岸无水的槽墩。鉴于以上所述本设计c1）（）（）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（ 字单排形;排）双排架三种字形排架式（如图2 3）。单排架体积小，重量轻，现场浇筑和
14、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
15、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
