涵洞水毁修复工程初步设计说明书.doc

《涵洞水毁修复工程初步设计说明书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《涵洞水毁修复工程初步设计说明书.doc（58页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第一章 综合说明1.1 工程概况东风渠穿漳涵洞位于邯郸市魏县野胡拐乡大王村东南约300米的漳河上，自南向北穿越漳河，为东风渠的主要工程。穿漳涵洞工程1959年动工，1960年建成。工程的主要作用是输水灌溉。穿漳涵洞原设计过水能力为50m3/s，涵洞采用双排布置，内径4米，现浇钢筋砼无压涵洞，共28节，每节长12.5米，涵洞总长350米。穿漳涵洞原设计为地下埋涵，岳城水库建成后，由于水库蓄洪拦沙，水流的沙量骤减，致使漳河由建库前的淤积型河道变成冲刷型河道，主河道不断加深，使得穿漳涵洞顶部高于主河槽河底高程。行洪时，水流在涵洞处形成跌水，下游受到冲刷。1984年为了保障涵洞安全和河道正常行洪，对穿

2、漳涵洞进行了补强加固，对涵洞顶部加盖了混凝土护面作溢流面；下游冲坑增加了浆砌石消力池作为水流消能措施；涵洞上游增加了粘土、浆砌石铺盖。穿漳涵洞补强加固以后，此部分漳河主河槽逐步稳定，险工段也趋向脱险，补强加固起到了一定的作用。1.2 工程修复缘由 1996年8月14日受8号台风等气象因素影响，沿太行山东麓发生了1963年以来的特大暴雨。暴雨中心发生在漳河上游匡门口一带，三日暴雨量达401毫米，接近百年一遇。受特大暴雨影响，清漳河发生特大洪水，观台水文站实测最大洪峰流量7240 m3/s，岳城水库遇到了将近20年一遇的设计洪水。岳城水库下泄1500m3/s，长达76小时。给1995年漳河刚刚提出

3、京广铁路桥以下河道整治工程初步设计，尚未实施的河道带来极大的影响。“96.8”洪水漳河行洪1500m3/s，因穿漳涵洞上游右岸磨盘坝的挑射作用，洪水折向穿漳涵洞北侧的挡水墙，将浆砌石挡水墙全部冲毁，继续冲刷左岸的滩地，滩地坍塌长达400余米，有六七十米的涵洞洞身外露，并在涵洞下游形成5米左右的冲刷坑，双排5节涵洞严重破坏，基座及涵洞下沉0.5m左右。原涵洞下游消力池及海漫因设计标准不够，也遭彻底破坏，现已被泥沙淤积成滩。原漳河主河槽中心线已移至涵洞挡土墙以北50m处，主河槽北移约100米。 由于“96.8”洪水冲毁了涵洞北侧的挡水墙和下游的消力池，使得河槽冲刷深达1.2米；涵洞内淤积近80%。

4、 “96.8”洪水使得穿漳涵洞严重毁坏，造成的影响是极其严重的。首先由于涵洞处的漳河主槽改道势必改变原河道的水流流态，原已经固定的漳河低水位河床将重新冲刷和摆动，已经稳定的上、下游右堤刘深屯马神庙险工将摆动不稳定，从而威胁漳河右堤的安全，后果不堪设想。其次是中断了东风渠从漳河南岸向北岸输水，使得卫河水不能输往漳河以北地区，大大减弱漳河以北地区的抗旱能力，严重影响了漳北地区已形成的灌溉条件和群众的思想情绪。因此，尽快修复穿漳涵洞，对确保漳河行洪安全和恢复东风渠的灌溉输水是极为重要的，也是势在必行的。1.3 设计依据及任务1.3.1 设计依据水利部海河水利委员会2000年1月6日，根据水利部水利水

5、电规划设计总院1999年12月24 26日漳河整治工程部分项目初步设计补充报告审查会议精神，委托我院结合穿漳涵洞水毁工程的实际情况，按照有关规程规范编制穿漳涵洞水毁修复专项工程初步设计。我院根据海委“关于编制漳河穿漳涵洞水毁修复工程初步设计的委托书”的要求，正式开展该工程的初步设计工作。1.3.2 设计任务穿漳涵洞水毁修复工程初步设计的编制，根据水利部海委“关于编制漳河穿漳涵洞水毁修复工程初步设计的委托书”的要求，以其原运用条件和设计规模为依据，并充分考虑漳河目前行洪条件，主要设计任务有：（1）将“96.8”洪水冲毁部分的钢筋混凝土涵管及基础全部拆除，基础处理后重新修复钢筋混凝土涵洞，涵洞顶部

6、采用钢筋混凝土护砌作为过流堰面。（2）修复涵洞上游粘土和浆砌石铺盖；（3）修复涵洞下游消力池、海漫及防冲槽；（4）修复主槽左岸水毁坍岸滩地工程和左、右岸边坡护砌工程；（5）涵洞内清淤；（6）由于工程建于60年代，已运用40年，涵洞内表面剥蚀严重，很多地方钢筋外露、锈蚀。为保证涵洞正常输水，对涵管进行喷水泥砂浆补强处理。本设计未包括穿漳涵洞进口闸（即穿漳南闸）和滩地闸。1.4 勘测设计工作简述我院根据水利部海河水利委员会“关于编制漳河穿漳涵洞水毁修复工程初步设计的委托书”的精神，于1999年12月28日30日组织水工、施工、地质等专业对漳河穿漳涵洞进行了现场查勘，并听取了海河水利委员会、河北省邯

7、郸市水利局对穿漳涵洞原设计、施工及运用情况的介绍。我院按照委托任务书的要求开展该工程初步设计工作，完成工程地址处11000地形图测量；根据修复工程的要求，实施了适当的地勘工作，共完成钻孔9个，进尺195m，探坑探槽45个。在勘测工作的基础上，对“96.8”洪水冲毁的穿漳涵洞工程进行了认真的研究分析和修复方案的论证比较，完成了初步设计工作。穿漳涵洞处河道弯曲，溢流面形式特别，水流条件复杂，理论计算的消力池深度、长度及海漫的长度应经水工模型试验验证。由于本阶段设计周期太短，未能安排模型试验工作，故在工程实施前，应做水工模型，对穿漳涵洞上、下游的水流条件进行验证，确保修复工程满足运用要求。本次水毁修

8、复工程中，仅对原涵洞内壁进行喷水泥砂浆补强加固处理，未对涵洞的现状质量进行检测。喷水泥砂浆处理后，涵洞的过水断面略有减小，使用该涵洞输水时，应对涵洞输水能力重新复核。第二章 水文、气象2.1 水文2.1.1 洪水东风渠穿漳涵洞位于岳城水库坝下约82km的漳河干流，大坝至工程位置区间内无支流汇入漳河。岳城水库是大型水库，调蓄能力强，下游漳河干流洪水受水库调蓄影响很大。穿漳涵洞处无实测洪水资料，以岳城水库下泄流量资料为依据，推求穿漳涵洞处的设计洪水。（1）基本资料岳城水库1958年始建，1961年蓄水。水库下泄流量施测至今。根据资料条件，本次分析采用19611991年实测下泄流量（总出库）资料。（

9、2）设计洪水岳城水库洪水调度分三级控泄。3年一遇以下洪水，控泄500m3/s ；330年一遇洪水，控泄1500m3/s；3050年一遇洪水，控泄3000 m3/s ；大于50年一遇洪水不控泄。据此，穿漳涵洞处的设计洪峰流量，采用岳城水库对应频率下的控泄流量。（3）分期洪水根据施工设计要求，推求105月分期33.3%、20、10频率的设计洪峰。按水文年统计岳城水库出库19611991年105月分期的最大洪峰系列，进行频率分析。各频率设计洪峰见表2.1。表2.1 分期设计洪峰 单位：m3/s频率102033.3%洪峰3382431712.1.2 下游水位流量关系计算穿漳涵洞下游80m断面的水位流量

10、关系，小频率洪水用单断面法计算,河道纵坡1/3050；超过500m3/s 的洪水采用水面线法推求,主槽糙率0.02，滩地糙率0.05。漳河河道断面资料系1999年实测，徐万仓控制断面各流量相应水位采用漳河整治工程初步设计（已审）成果，下游水位流量关系见表2.2。表2.2 穿漳涵洞下游80m断面水位流量关系表水位（m）流量(m3/s)水位（m）流量(m3/s)水位（m）流量(m3/s)水位（m）流量(m3/s)44.647545.0154045.2457548.2650044.7231045.054545.2758049.5580044.7841545.0855045.3058550.22100

11、044.842045.125545.339051.4150044.892545.156045.369552.68300044.933045.1856545.38510044.9753545.2157046.102002.1.3 上游水位流量关系估算穿漳涵洞上游40m断面的水位流量关系，由下游断面的水位流量关系及穿漳涵洞轴线断面的过流量试算而得。穿漳涵洞断面过流包括左滩、主槽涵洞建筑物两部分，左滩按均匀流计算，建筑物按宽顶堰堰流计算，计算公式为：式中：Q过堰流量（m3/s） H0上游断面水头（m） B堰宽，堰所在断面的河道边坡为1：3，宽顶堰顶宽b=90m，Bb+mH,H为堰上水深。 m流量系数

12、，当 3时，m=0.36，当03时，m=0.36+0.01。P1为上游堰高。 s 淹没系数；堰顶以上的下游水深hs0.8H0时为淹没出流，当hs0.8H0时为自由出流，s1。 穿漳涵洞上游40m断面的水位流量关系见表2.3。 表2.3 穿漳涵洞上游40m断面水位流量关系表水位（m）流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）51.54150048.750050.36100047.8120049.7281847.4110049.576047.14502.2 气象 本工程处于东亚温带季风气候区，降雨量多集中于69月，其中78月降雨量约占全年降雨量的50，多年平均降雨量570mm。多年平均气温15，极

13、端最高气温42.6，极端最低气温-20，多年各月最高、最低平均气温见表2.4。年日照时数为2591小时，无霜期多年平均为215天。 表2.4 各月最高、最低平均气温月份123456789101112年平均最高平均气温（）3.96.713.921.227.732.831.830.826.721.012.85.919.6最低平均气温（）-7.4-4.71.58.214.019.422.321.115.28.91.4-4.87.9第三章 工程地质3.1 区域地质穿漳涵洞位于漳河中游，地处华北平原沉降带的南缘，基底断裂发育，著名磁县大名断裂从附近通过，属磁县大名地震构造小区的东部，该断裂亦属新生代活动

14、断裂。穿漳涵洞水毁段场地区的基本地震烈度为度。场地土的类型属软弱土，场地类别为类。度地震时无液化土。3.2 主要建筑物工程地质条件3.2.1 地形地貌 穿漳涵洞位于漳河中游冲积扇平原河漫滩相，均为近代沉积。该段河水自西向东流，河床干涸，河底地面高程：穿漳涵洞上游44.946.36m，穿漳涵洞下游44.445.6m；穿漳涵洞顶地面高程46.247.0m；左堤地面高程54.1854.42m；右岸滩地地面高程51.652.8m。3.2.2 地层岩性在勘探深度30.0m范围内，据地层岩性特征，沉积环境，时代自上而下可划分为第四系全新统层，现分述如下。 层主要由细砂、粘土、壤土组成，厚度3.94.7m，

15、平均厚度4.4m，层底高程41.0939.46m。细砂，土黄色，稍湿，松散，偶见小砾石，见有交错层理，厚度0.53.5m，主要分布在表层，标准贯入击数58击，平均6.4击。粘土、壤土，偶夹砂壤土，土黄色，稍湿湿，硬塑可塑，厚度1.04.7m，主要分布在底层，标准贯入击数67击，平均6.5击。层以轻壤土为主，灰绿色，湿饱和，可塑软塑，夹有粉砂、砂壤土，厚度2.36.8m，ZK3孔处较厚，平均厚度4.06m，层底高程37.432.66m。标准贯入击数618击，平均10.1击。 层细砂为主，局部为壤土，灰绿色，很湿饱和，稍密中密，可塑，偶见小砾石，ZK3孔处未见细砂，厚度2.24.0m，平均厚度3.

16、24m，层底高程34.7932.11m。标准贯入击数918击，平均14.7击。层壤土、粘土为主，黄色，很湿饱和，可塑，局部夹有砂壤土、砂粒，仅深孔中揭穿，厚度9.410.2m，平均厚度9.83m，层底高程23.2622.02m。标准贯入击数714击，平均9.4击。层为壤土夹粘土，棕红色，湿很湿，可塑，局部夹有粘土。揭露厚度7.39.1m。标准贯入击数710击，平均8.8击。穿漳涵洞水毁段左岸地层岩性以壤土、砂壤土为主。 各土层的物理力学性质指标详见表3-1。3.2.3 水文地质条件场地区浅层地下水为孔隙潜水，地下水埋深4.44.9m，高程40.5939.66m。地下水类型为重碳酸钠镁型水，其对

17、混凝土具有弱侵蚀性。地下水主要受漳河水和大气降水补给，地下水位受河水位影响而变化。根据室内渗透试验：、层壤土平均渗透系数分别为1.8610-4、1.7010-4m/s，均属中等透水性。3.2.4 地基土体承载力根据现场标准贯入试验、静力触探试验和基础各土层的天然含水量()、液性指数(IL)和孔隙比(e)等物理性质指标，依据水闸设计规范SD133-84和建筑地基基础设计规范GB7-89，分析场地地基土特性，综合给出各土层地基参数建议值详见表3-2。3.2.5 地基土体变形特征根据室内试验:各层粘土、壤土的平均压缩系数介于0.230.45MPa-1之间，均属中等压缩性土；层细砂，稍密中密，亦应属中

18、等压缩性土。 穿漳涵洞水毁段基础各土层变形及稳定计算所需的压缩模量ES1-2建议值列于表3-2，请设计参照使用。地基参数建议值表 表3-2 层号岩 性地基承载力容许(标准)值（kPa）饱 和 快压缩模量Es1-2MPa凝聚力C ( kPa )内摩擦角 ( 。)细砂80020粘土、壤土1103086壤土11020178细砂15002312粘土、壤土20030128壤土夹粘土21025136 穿漳涵洞水毁段基础位于层底部、层上部，其属中等透水性,当穿漳涵洞上游水位较高时，穿漳涵洞基础有发生渗透变形及冲刷掏空的可能。故应在穿漳涵洞上游进行适当的防渗、防冲处理。 综上所述，穿漳涵洞水毁段基础各土层饱和

19、快剪抗剪强度指标建议值详见表3-2。 穿漳涵洞水毁段基础混凝土底面与地基土之间的摩擦系数建议值： 层壤土 0.303.2.6 基础方案根据设计方案，穿漳涵洞水毁段基础底板高程约41m，为层底部、层壤土，很湿饱和，可塑软塑，中等压缩性土，强度较低，抗冲性差，做为浅基础持力层性状较差，未经处理不可采用。建议采用混凝土灌注桩方案，层壤土作为桩端持力层，桩端高程约为26m。根据对基础各土层物性指标成果的分析，结合标准贯入试验和静力触探试验，参照水闸设计规范SD133-84等，给出有关桩参数，详见表3-3。桩基施工后，应根据规范进行一定数量的测桩，复核单桩承载力。 桩基参数表 表3-3层号岩性平均层厚(

20、 m )混凝土灌注桩Rj ( kPa )fu ( kPa )细砂4.4020粘土、壤土40壤土4.0630细砂3.2435粘土、壤土9.8326030壤土夹粘土7.93003.3 土料场根据河北省魏县水利局的意见：为了便于土料场征地，土料场以开挖穿漳涵洞南北堤之间联接渠段土料为佳。为此，土料场勘察工作在穿漳涵洞南北堤之间联接渠段的东风渠内进行。穿漳涵洞附近没有发现合适的粘土料场。3.3.1 地层岩性勘探深度3.13m范围内，自上而下分别为：砂壤土，褐黄色，稍湿湿，可塑，表层0.3m夹植物根系。多分布在东风渠西段及北段的下部，厚度3.00.4m。壤土，棕黄色，湿饱和，可塑，见锈斑，局部夹有粉砂，

21、淤泥质壤土。该层多分布在东风渠的北段，分布连续、稳定，厚度2.880.4m。3.3.2 土料质量及评价勘察中现场测定天然含水量、天然密度，取样进行土的物理性质试验，根据岩性分布特征，汇总统计各土层土工试验成果，详见3-4。根据土工试验成果土料场各土层天然含水量4.4%36.0%、平均值为19.9%，天然含水量随深度增加而呈增大的趋势，粘粒含量：8.3%60%、平均值为25.9%，塑性指数822.4，平均值为12.9。土料以壤土、砂壤土为主，分布较稳定。土料储量采用平均厚度计算法计算，勘察面积5.2万m2，无效层平均厚度0.3m，无效储量1.56万m3；有效层平均厚度2.65m，其有效储量为13

22、.8万m3。土料用于河岸再造，质量整体评价尚好。施工中土料场开采深度控制在3.0m以内为好，河岸再造的含水量以控制在19.0%，碾压后的干密度1.50g/cm3以上为宜。第四章 工程修复设计4.1 设计基本资料4.1.1 工程等级穿漳涵洞是东风渠的主要建筑物之一，原设计没有确定工程等级。本次修复工程设计，根据该涵洞设计输水能力50m3/s，灌溉面积应为5万50万亩，故确定穿漳涵洞的工程等级为III级。根据漳河整治工程初步设计报告（京广铁路桥以下河道）漳河大堤为三级堤防，其防洪标准为3050年一遇洪水。因此消能防冲的标准为3050年一遇洪水。4.1.2 涵洞输水流量原涵洞设计输水流量为50m3/

23、s，本次修复工程输水流量仍按50m3/s进行设计，但由于原涵管需进行喷水泥砂浆加固处理，涵洞过流断面略有减小，输不能力应重新复核。4.1.3 水文、气象岳城水库洪水调度分为三级控泄。3年一遇以下洪水，控泄500m3/s；330年一遇洪水，控泄1500m3/s；3050年一遇洪水控泄3000m3/s；大于50年一遇洪水不控泄。漳河穿漳涵洞下游水位流量关系见表2.2，上游水位流量关系见表2.3。穿漳涵洞处多年平均气温15，极端最高气温42.6，极端最低气温20，多年各月最高、最低平均气温见表2.4。4.1.4 岩土物理力学指标根据地质勘察穿漳涵洞地基各土层物理力学指标见表4.1。4.1.5 地震烈

24、度本地区基本地震烈度为7度。4.1.6 材料容重混凝土： 24kN/m3；钢筋混凝土：25kN/m3；浆砌石： 23kN/m3；水： 10kN/m3；4.1.7 采用的规程、规范水利水电枢纽工程等级划分设计标准（平原、滨海部分）SDJ21787；水工混凝土结构设计规范DL/T50571996；浆砌石坝设计规范SL2591； 堤防工程设计规范GB5028698。4.2 水毁涵洞修复设计“96.8”洪水中，漳河穿漳涵洞左岸2排各5节涵洞被洪水冲毁，相邻涵洞段基础也有不同程度的破坏。此次修复设计，将被破坏的10节涵洞用现浇钢筋混凝土涵洞原样恢复，相邻管段基础冲毁部分进行局部加固处理；其它涵洞进行内壁

25、喷水泥砂浆补强加固。原涵洞每节长12.5m，外径4.6m，内径4.0m，管壁厚30cm，两排涵洞中心间距6.0m。4.2.1 基础处理设计由于原涵洞建设时，未进行地质勘察工作，涵洞施工开挖时，发现涵洞建于流沙地基上，建成后曾多次发生地基不均匀沉陷，洞身接头错动，止水破坏，严重漏水，在一定程度上影响涵洞的安全。经地质勘察查明涵洞地基由细砂、壤土、砂壤土等土层组成，土层上部细砂层、壤土层松散。根据地基条件，为确保涵洞基础被淘刷时，不至危及涵洞和河道行洪安全，将原涵洞基础改为钢筋混凝土灌注桩。每节涵洞下墩台尺寸为4.612.5m，每墩台下均布两根钢筋混凝土灌注桩。灌注桩长16m，直径1.2m，中心间

26、距6.25m。详见灌注桩结构图。灌注桩单桩容许竖向承载力按下式计算：式中：Pa 单桩竖向容许承载力（kN）； Rj 桩尖土容许承载力（kN/m2），Rj=260kN/m2； F 桩横截面面积（m2）； fui第 i层桩周土容许摩擦力（kN/m2），详见穿漳涵洞地基设计参数表； Si 第i层桩周表面积（m2）；表4.1 穿漳涵洞地基设计参数表层号岩性及特征层底高程（m）平均层厚（m）标贯击数/平均击数地基承载力标准值混凝土灌注桩fk (kPa)Rj (kPa)fu (kPa)细砂：稍湿，松散39.4641.094.4058/6.48020壤土、粘土：稍湿湿，可塑67/6.511040轻壤土：湿饱

27、和，稍密，可塑32.6637.44.06618/10.111030细砂：饱和，稍密中密32.1134.793.24918/14.715035壤土：可塑，夹粉细砂22.0223.269.83714/9.420026030壤土夹粘土：可塑揭露至14.8揭露厚度7.9910/8.8210300注1. 地下水平均埋深4.63m。 2. 建议钻孔灌注桩桩端高程26m。根据穿漳涵洞地基设计参数计算，单桩容许竖向承载力为2068kN。作用在墩台上的竖向荷载由灌注桩承担70%，地基承担30%。按不利工况考虑，桩和墩台分别承担的竖向荷载详见表4.2。表4.2 每节涵洞桩和墩台承担的竖向荷载分配表运用条件桩承担竖

28、向荷载（kN）墩台承担竖向荷载（kN）备 注涵洞过水41251768每节涵洞墩台下布置2根灌注桩，2根灌注桩允许竖向承载力为4136kN涵洞不过水302612974.2.2 涵洞修复设计“96.8”洪水冲毁的左岸2排各5节涵洞，修复设计仍按原运用条件和运用规模进行恢复，即仍恢复两排直径4.0m的涵洞。考虑到原保留部分涵管需进行喷水泥砂浆加固处理，因此修复工程重建的10节涵管的内径为3.9m，外径仍为4.6m，涵管的壁厚为35cm。每节涵管长12.5m，双排，共62.5m，仍采用现浇钢筋混凝土涵管。涵洞座落于现浇钢筋混凝土墩台上，墩台宽4.6m，高0.6m，长12.5m。墩台下均匀布置两根现浇钢

29、筋混凝土灌注桩，桩长16米，桩径1.2米，每根灌注桩的容许承载力为2068kN。4.2.3 涵洞顶部混凝土护面根据结构要求，涵管顶部钢筋混凝土护面厚40cm，沿水流方向长10.6m，其顶高程46.65m。钢筋混凝土护面在垂直水流方向每25m设一道永久变形缝，其上游以1：2坡度与上游浆砌石铺盖连接。为使水流衔接平顺，钢筋混凝土护面与下游消力池采用斜坡段连接，详见平面布置图、剖面图。4.2.4 止水设计水毁修复工程修建新涵洞共10节，相邻两节涵洞之间设置沉降止水缝。沉降止水缝采用1cm厚沥青木板填充，在迎水面设一道8200mm橡胶板，橡胶板与钢筋混凝土用环氧树脂粘贴剂结合；管外侧贴两毡三油，外设宽

30、60cm厚30cm的现浇钢筋混凝土止水环。4.2.5 涵洞抗浮稳定计算涵洞的抗浮稳定安全系数采用下式计算： 式中：1：作用在涵洞上的总重力（kN）； 2：作用在涵洞上的总浮托力（kN）；按管道不过水计算涵洞的抗浮稳定，不考虑涵洞与周围土之间的摩擦力，抗浮稳定安全系数K=1.042；若考虑涵洞与周围土之间的摩擦力，抗浮稳定安全系数K=1.576。从计算结果可知，无论考虑或不考虑涵洞周围土的摩擦力，涵洞的抗浮稳定安全系数均大于1.0。4.3 涵洞上游铺盖设计为提高涵洞上游河道的抗冲刷能力和抗渗能力，涵洞上游设粘土铺盖和浆砌石铺盖，两铺盖层的顶高程皆为45.70m。浆砌石铺盖长15m，宽90.5m，

31、厚50cm，浆砌石下铺设10cm碎石垫层。浆砌石铺盖上游设粘土铺盖，长35m，宽90.7m，厚90cm。粘土铺盖上游以1：3坡度与上游河道连接。4.4 涵洞下游消力池、海漫及防冲槽设计消力池池深、池长采用水闸设计规范SD13384中的计算方法进行计算。其中，消力池池深d按下式计算：式中：d 消力池池深（米）； ss 水跃淹没系数，可采用1.051.10； hs 出池河床水深（米）； hc” 跃后水深（米）； Z 出池落差（米）。消力池长度：Ls=L+Lj式中：L 斜坡段长度； Lj=6.9（hc”-hc）； 水流修正系数 。海漫的长度： Lx=k q1/2z1/4式中：q 出消力池的单宽流量；

32、z 上、下游水位差；k 经验系数。根据涵洞上、下游水位、流量关系，计算不同流量所需的池深、池长及海漫的长度。计算结果表明：（1）当流量Q为150m3/s时，所需消力池最大池深为0.51m。当流量Q大于500m3/s时，跃后水深小于下游水深。但考虑到可能出现的洪水滞后现象及下游河道经冲刷水位会略有下降，消力池深度确定为1.0m，因此，消力池池底高程为43.05m。（2）消力池池长及海漫长度由大流量控制，当流量Q为1500m3/s时，计算所需消力池总长度为35.95m，海漫长度39.64m，当流量大于1500m3/s时，涵洞跌坎对水流的影响已变得很小，因此消力池长度及海漫长度根据Q=1500m3/

33、s时的计算值确定。消力池由斜坡段和水平段两部分组成。斜坡段上接涵洞顶部护面，其顶高程为46.65m，下接消力池水平段，高程为43.05m，坡度为1：3，水平向长10.8m，厚60cm，下设10cm素混凝土垫层。水平段长30m，高程为43.05m，底板厚80cm，下设10cm厚素混凝土垫层。消力池后半部分布置梅花形竖向排水管，间距为1.51.5m，其下部设60cm厚反滤层。海漫采用50cm浆砌块石，浆砌石下铺设10cm碎石，并在坡脚5米宽的范围内设置排水孔，并设置30cm厚的中粗砂作为反滤层。根据下游河道地形，浆砌石海漫为水平，其高程为44.05m。由于海漫处于河道转弯段与下游平直段交会处，为与

34、下游河道平顺衔接，海漫左岸长48.50m，右岸长34m，海漫下游外边线基本与下游河道垂直。海漫下游设置抛石防冲槽，防冲槽长8m，深2m，底宽5m。4.5 主槽左岸滩地恢复及岸坡防护设计为保证穿漳涵洞安全及漳河主河道的平顺、稳定，对“96.8”洪水冲毁的左岸滩地及护岸工程进行恢复。为保证恢复后的左岸滩地的边坡稳定，穿漳涵洞上、下游左岸边坡保护范围适当增加，详见平面布置图。左岸滩地用壤土或砂壤土回填，根据现有上、下游左岸滩地高程，同时考虑岳城水库下泄500 m3/s（相当于三年一遇洪水）时水位（48.7m）和下泄1500 m3/s时的水位（51.53m），确定左岸滩地的恢复高程为52.5m。回填土

35、干密度大于1.60g/cm3。左岸岸坡为1：3，采用浆砌石和干砌石护岸，范围从上游粘土铺盖开始至防冲槽后50m。其中，从上游浆砌石铺盖至下游浆砌石海漫用浆砌石护坡，砌石厚度50cm，下设10cm碎石和30cm中粗砂，并在浆砌石护坡上设置排水孔。上游粘土铺盖段、下游防冲槽段及其后的50m范围用干砌石护岸，砌石厚度30cm，下设10cm碎石和中粗砂垫层。护坡从河床底部开始至高程52.5m滩地，考虑到洪水有漫滩的可能，护坡向滩地水平延伸3m。护坡底部设置1.0m深的齿墙，深入河床底部。漳河洪水超过1500 m3/s时，洪水就有上滩的可能，为防止滩地上洪水退水时冲毁护岸和滩地，在消力池的左岸护坡上设置

36、宽1米、深50厘米的退水槽，其退水直接流入消力池与下游水流衔接。4.6 主槽右岸边坡防护加固设计右岸已有部分干砌石护坡，但不够完整。此次修复设计，将缺损部分用浆砌石补好，砌石厚度50cm，下设10cm碎石和30cm中粗砂，并在护坡上布置排水孔，护坡坡度以不改变原右岸大堤坡度为原则。护坡范围从上游粘土铺盖开始至下游浆砌石海漫结束。坡脚做1.0m深齿墙，护坡延伸至右岸大堤1.0m。4.7 管道清淤穿漳涵洞经过多年运行，洞内淤积深度达2.5m，极大的影响了涵洞的输水能力。为保证涵洞正常使用和对原涵洞内壁进行加固处理，需对原涵洞进行彻底清淤。涵洞两排，每排28节，每节12.5m，扣除新建的10节涵洞，

37、涵洞清淤总长度575m，清淤深度为2.5m左右。4.8 管道内壁加固穿漳涵洞内壁剥蚀严重，多处涵管内侧钢筋外露，部分保护层脱落、破损，为确保涵洞结构安全及正常运用，需喷水泥砂浆对内壁进行加固补强。补强加固的涵洞共46节（扣除新建的10节涵洞），每节长12.5m，共575m。喷水泥砂浆的厚度为5cm。喷水泥砂浆前先对涵管内壁进行凿毛，将受侵蚀和炭化的混凝土，连同疏松、薄弱、蜂窝或其它有缺陷的混凝土凿除，使锈蚀钢筋全部露出，然后将钢筋除锈清理，对钢筋缺损严重的，先进行补筋。对炭化或其它有缺陷的混凝土，如全部凿除会严重损害原结构，可以限制凿除范围。喷水泥砂浆分两次进行，每次厚度23cm。4.9 修复

38、设计主要工程量穿漳涵洞水毁修复工程主要工程量包括：冲毁涵管、护坡的混凝土、浆砌石拆除，土方开挖、回填，修复钢筋混凝土现浇涵洞、护面等的钢筋混凝土、钢筋，喷混凝土，浆砌石，干砌石等；详见表4.3。表4.3 修复工程主体工程量表项 目单 位数 量备 注1.混凝土拆除m31456冲毁涵洞及基座2.浆砌石拆除m31353.涵洞清淤m35255原涵洞内4.土方开挖m3435335.钢筋混凝土m359946.钢筋t257.67.素混凝土m35188.喷水泥砂浆m28000原涵洞9.浆砌石m3560810.干砌石m3108011.抛石m3107212.反滤料m3282413.壤土回填m35966114.粘土

39、回填m37211第五章 施工组织设计5.1 施工条件 东风渠穿漳涵洞水毁修复工程，地理位置在河北省邯郸市魏县境内，距魏县至双井的柏油公路仅3km，施工对外交通运输方便。从左岸滩地扩建3km施工道路可作为左岸施工区的进场道路，从右岸有右堤堤顶土路，经修整后可作为右岸施工区的进场道路。 工程所在处河床宽约90米，左岸滩地开阔平坦，宜于布置施工设施，右岸因有右堤施工场地相对不便，但右堤背水侧，仍为农田，可资利用为施工场地。 工程所用块石、碎石从武安采购，运距约45km，砂子从沙河采购，运距约50km。工程所用土料分两种：壤土和粘土，壤土取自东风渠渠底，平均运距约1.0km，粘土取自砖窑，运距约2km

40、。工程所用水泥、木材、钢材、柴油等均从邯郸市采购，运距约70km。施工供电较为不便，附近无接线地点。施工用水源在枯水期采用水井，汛期可利用漳河水水源。5.2 施工导流5.2.1 施工导流标准的确定穿漳涵洞处的水文情况受岳城水库调度运行影响，岳城水库为三级运用，其一级运用时，即三年一遇洪水，下泄流量为500m3/s，二级运用时，即三年至三十年一遇洪水，下泄流量为1500 m3/s，三级运用时，即三十年至五十年一遇洪水，下泄流量为3000 m3/s 。针对穿漳工程的具体情况，结合其水文状况，根据水利水电工程施工组织设计规范SDJ33889（试行），施工导流标准为全年三年一遇洪水及枯水期三年一遇洪水

41、标准，相应导流流量为500m3/s及171 m3/s 。5.2.2 施工导流方式施工导流方式采用河床内分期导流方式。一期围堰围左岸，导流标准为全年三年一遇，相应流量500m3/s，堰顶高程50.5m，顶宽3.0m。围堰结构型式为壤土均质碾压围堰，迎水坡边坡坡度1：2.0，背水坡边坡坡度1：1.75，迎水坡护坡采用草袋土和编织袋土护坡。一期围堰细分为一期一段围堰和一期二段围堰，一期一段围堰导流流量为500m3/s，一期二段围堰下游端的小围堰导流标准为171m3/s，小围堰主要为施工左岸护坡而设。一期一段围堰度过2000年汛期，在一期一段围堰的围护下，施工左岸工程，包括：水毁段10节钢筋混凝土管身

42、段的拆除，桩基及基座施工，涵管现浇施工，管道土方清淤，上游浆砌石及粘土铺盖，下游消力池的施工。左岸滩地土方填筑及左岸砌石护坡也在一期围堰的围护下进行施工。一期围堰工程量为土方填筑24710m3,草袋土填筑600m3，编织袋土2290m3。修筑围堰的土料大部来自河滩地东风渠渠底，少部分以基坑开挖弃土填筑。二期围堰导流标准为枯水期三年一遇，相应流量171m3/s，堰顶高程48.50m，顶宽3.0m。围堰结构型式同一期围堰，但背水坡坡度为1:1.50，护坡为编织袋土。二期围堰运用期为枯水期，在2001年汛前完成其功用。在二期围堰的围护下，主要施工堰面及消力池，海漫，上游铺盖，右岸砌石护坡等。二期围堰

43、工程量为土方填筑10720m3,编织袋土填筑1661m3。二期围堰填筑所需土料为一期围堰拆除的土料。由于穿漳涵洞工程的施工特点，工期较短工程量不大，所以导流工程的纵向围堰结构型式也采用了就地取材的型式，一、二期纵向围堰在平面上有重合部位，重合约10米，如不重合，则二期导流过水断面在河床高程只有15m宽，不利导流安全；如不重合，也可一期导流过水断面在河床高程缩窄为35m，也不利汛期度汛安全。所以导流设计在纵向围堰上有一、二期重合。解决重合压仓的办法为：在2000年汛后，将一期围堰从堰压仓的10米宽侧挖至一期纵向围堰右侧，高程可降至48.50m，然后将此10米宽部位的水工建筑物施工完毕，二期纵向围

44、堰建在已完工的水工建筑物上，则可保证二期基坑水工建筑物一次完成。土方倒挖方量为5000 m3左右。施工导流布置及导流建筑物结构型式详见施工导流图，图号：F102C-A1-4,F102C-A1-5,F102C-A1-6。5.3 主体工程施工方法5.3.1 主要工程量穿漳涵洞主体工程主要工程量为：水毁涵管混凝土拆除1500m3，土方开挖49500 m3，钢筋混凝土浇筑6000 m3，浆砌石5600 m3，干砌石1100 m3，反滤料2824m3，壤土回填60000m3,粘土回填7200m3。5.3.2 老混凝土拆除施工方法老混凝土拆除，以1.5m3反铲装重锤将涵管及基座击碎解小，钢筋以气割切断，以反铲装10t自卸汽车运至弃碴