《S水利工程總干渠吉利溝排水倒虹吸設(shè)計(jì)》15000字【論文】

S水利工程總干渠吉利溝排水倒虹吸設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u119S水利工程總干渠吉利溝排水倒虹吸設(shè)計(jì) 126564摘要 140631、進(jìn)一步鞏固加深所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)； 222837第1章工程概況 2259041.1概述 2170181.2工程建設(shè)的必要性 4151981.3工程任務(wù)及規(guī)模 58478第2章水文氣象介紹 6139582.1氣候 6149812.2徑流 7228672.3水質(zhì) 722074第3章地質(zhì)條件 816693.1地質(zhì)概況 9101943.2工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 1030668第4章吉利溝左岸排水倒虹吸總體布置 12196934.1建筑物軸線 1372474.2管身斷面型式 13102524.3倒虹吸埋深確定 1393684.4管身斷面設(shè)計(jì) 14264624.5工程布置 2328350第5章吉利溝左岸排水倒虹吸穩(wěn)定性驗(yàn)算 24160515.1管身段抗浮穩(wěn)定 25238145.2斜管段抗滑穩(wěn)定 26220595.3地基承載力校核 27128755.4擋墻穩(wěn)定計(jì)算 2915214第6章吉利溝左岸排水倒虹吸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32109926.1荷載及其組合和安全系數(shù) 32208286.2內(nèi)力計(jì)算方法、組合及參數(shù) 32323036.3內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 33232026.4主要構(gòu)件的配筋計(jì)算 33摘要河南省西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程是國(guó)務(wù)院第48次常務(wù)會(huì)議確定的172項(xiàng)節(jié)水供水重大工程之一，也是河南省近期計(jì)劃實(shí)施的10項(xiàng)重大水利工程之一。本工程開發(fā)任務(wù)是為新建西霞院灌區(qū)提供農(nóng)業(yè)灌溉用水，同時(shí)為人民勝利渠、武嘉及大功灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉補(bǔ)水，提升區(qū)域水資源配置能力，保障區(qū)域供水安全和糧食安全，并為改善生態(tài)環(huán)境、黃河與南水北調(diào)中線工程連通和補(bǔ)水創(chuàng)造有利條件。吉利溝主要任務(wù)是承接吉利村生活污水排放，兼顧承擔(dān)汛期部分城區(qū)及吉利村地表雨水行洪排澇等功能。本次設(shè)計(jì)為西霞院水利樞紐輸水與灌區(qū)工程總干渠吉利溝排水倒虹吸設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行水力設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性驗(yàn)算，以水面連接、泄流能力、管身段抗浮穩(wěn)定、斜管段抗滑穩(wěn)定、地基承載力校核展開分析計(jì)算。本次設(shè)計(jì)的主要目的是：1、進(jìn)一步鞏固加深所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)；2、在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)獨(dú)立工作、獨(dú)立思考并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力；3、加強(qiáng)我們計(jì)算、CAD制圖、編輯設(shè)計(jì)文件、正確使用規(guī)范手冊(cè)等基本工作的實(shí)際能力培養(yǎng)；4、幫助我們樹立起嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索并具有創(chuàng)新意識(shí)及與他人合作的工作作風(fēng)。本次設(shè)計(jì)主要通過(guò)對(duì)西霞院工程總干渠吉利溝的水文氣象、地形地貌等情況的分析，來(lái)確定總干渠吉利溝的地質(zhì)條件，根據(jù)吉利溝工程的總體布置、斷面形式等進(jìn)行左岸排水倒虹吸相關(guān)的水力計(jì)算，進(jìn)而通過(guò)穩(wěn)定性驗(yàn)算檢查設(shè)計(jì)的合理性。關(guān)鍵詞：左岸排水倒虹吸；水力設(shè)計(jì)；穩(wěn)定驗(yàn)算第1章工程概況1.1概述河南省西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程是國(guó)務(wù)院第48次常務(wù)會(huì)議確定的172項(xiàng)節(jié)水供水重大工程之一，也是河南省近期計(jì)劃實(shí)施的10項(xiàng)重大水利工程之一，工程納入了《全國(guó)新增1000億斤糧食生產(chǎn)能力規(guī)劃》、《河南糧食生產(chǎn)核心區(qū)建設(shè)規(guī)劃（2008－2020年）》和《中原城市群發(fā)展規(guī)劃》，項(xiàng)目建設(shè)對(duì)保障區(qū)域糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)和國(guó)家糧食安全，支撐中原城市群高質(zhì)量發(fā)展，構(gòu)建黃河北岸清水走廊，改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境，服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略水源布局具有十分重要的意義。西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程從洛陽(yáng)市吉利區(qū)西霞院工程壩下北岸已建灌溉閘引水，通過(guò)新建一條自西向東長(zhǎng)114.283km的輸水總干渠，在為上游新建西霞院灌區(qū)供水的同時(shí)，將供水保證率較高的黃河水引調(diào)至人民勝利渠總干渠。渠道沿線在與老武嘉干渠、共產(chǎn)主義渠及武嘉總干渠交叉處均設(shè)置分水口門，分水后通過(guò)與干渠交叉的武嘉總干渠、人民勝利渠總干渠以及人民勝利渠灌區(qū)東三干渠、北分干、南分干和新開挖的連接大功灌區(qū)的連通工程為因現(xiàn)狀引黃口門引水能力下降而缺水嚴(yán)重的人民勝利渠灌區(qū)、武嘉灌區(qū)和大功灌區(qū)補(bǔ)水，補(bǔ)源面積140.1萬(wàn)畝，其中，人民勝利渠灌區(qū)55.1萬(wàn)畝，武嘉36.0萬(wàn)畝，大功灌區(qū)49.0萬(wàn)畝。工程分為輸水工程、灌區(qū)工程和連通大功灌區(qū)工程三部分。吉利溝倒虹吸位于洛陽(yáng)市吉利區(qū)里村南約1.4km，吉利鄉(xiāng)養(yǎng)魚場(chǎng)內(nèi)，與輸水工程總干渠垂直交叉。場(chǎng)區(qū)附近有澗西溝沿渠道路與鄉(xiāng)村道路，交通較便利。倒虹吸與總干渠交叉處設(shè)計(jì)樁號(hào)X7+528.8，管身段底板高程約108.564m，進(jìn)口斜管段底板高程115.692m～108.564m，設(shè)計(jì)坡比1：5，出口斜管段底板高程109.10m～117.11m，設(shè)計(jì)坡比1：5，建筑物長(zhǎng)178m。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50288-2018）及《灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL482-2011）確定倒虹吸建筑物級(jí)別，總干渠吉利溝排水倒虹吸建筑物級(jí)別為3級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇設(shè)計(jì)。排水倒虹吸主要工程技術(shù)參數(shù)見下表建筑物名稱樁號(hào)流量（30年）孔數(shù)孔口尺寸建筑物性質(zhì)吉利溝XZ7+528.82413m×3m左排吉利溝現(xiàn)狀如圖所示：1.2工程建設(shè)的必要性西霞院灌區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)狀水資源短缺，輸水工程補(bǔ)源的武嘉、人民勝利渠及大功灌區(qū)現(xiàn)狀引黃閘由于黃河主槽下切引水能力下降嚴(yán)重，即使改造引黃涵閘也不能完全解決灌溉用水需求。河南省西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程年引黃總量2.13億立方米，發(fā)展灌溉面積31.18萬(wàn)畝，為下游武嘉、人民勝利渠及武嘉灌區(qū)補(bǔ)源140.1萬(wàn)畝，同時(shí)形成豫北引黃清水走廊，改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境，破解日益突出的水資源供給瓶頸，工程建設(shè)具有重要作用。是加快中原經(jīng)濟(jì)區(qū)和河南省糧食生產(chǎn)核心區(qū)建設(shè)、發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、提高糧食綜合生產(chǎn)能力、保障國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略的需要：（1）是恢復(fù)灌區(qū)引水能力，提高供水安全水平的有力措施（2）是豫北現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的首要條件（3）工程建設(shè)對(duì)實(shí)現(xiàn)《全國(guó)新增1000億斤糧食生產(chǎn)能力規(guī)劃（2009-2020年）》和《河南糧食生產(chǎn)核心區(qū)建設(shè)規(guī)劃（2010-2020年）》具有重要作用。（4）是支撐中原城市群高質(zhì)量發(fā)展的需要。是增加抗旱能力、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，全面小康社會(huì)建設(shè)的需要（1）改善區(qū)域水資源條件，提高灌區(qū)供水保證率和抗旱能力（2）改善區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，助力區(qū)域特色農(nóng)產(chǎn)品及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，支撐全面建設(shè)小康社會(huì)。是改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境，提升水生態(tài)文明建設(shè)水平的需要（1）落實(shí)地下水超采綜合治理，改善地下水生態(tài)環(huán)境（2）退還被擠占的河道生態(tài)環(huán)境用水，為流域生態(tài)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。四、是充分發(fā)揮治黃工程綜合效益，構(gòu)建黃河北岸輸水走廊，提升區(qū)域水資源配置能力的需要（1）充分發(fā)揮小浪底、西霞院水庫(kù)樞紐及已建引黃灌區(qū)工程的綜合效益（2）構(gòu)建黃河北岸清水走廊，優(yōu)化區(qū)域水資源配置（3）創(chuàng)造向南水北調(diào)中線工程應(yīng)急供水的有利工程條件。1.3工程任務(wù)及規(guī)模一、本工程開發(fā)任務(wù)是為新建西霞院灌區(qū)提供農(nóng)業(yè)灌溉用水，同時(shí)為人民勝利渠、武嘉及大功灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉補(bǔ)水，提升區(qū)域水資源配置能力，保障區(qū)域供水安全和糧食安全，并為改善生態(tài)環(huán)境、黃河與南水北調(diào)中線工程連通和補(bǔ)水創(chuàng)造有利條件。河南省西霞院水利樞紐輸水及灌區(qū)工程發(fā)展西霞灌區(qū)31.18萬(wàn)畝，為因引黃能力降低而缺水嚴(yán)重的已建140.1萬(wàn)畝引黃灌區(qū)補(bǔ)水，其中為人民勝利渠灌區(qū)補(bǔ)源灌溉面積55.1萬(wàn)畝，為武嘉灌區(qū)補(bǔ)源面積36萬(wàn)畝，為大功灌區(qū)補(bǔ)源面積49萬(wàn)畝。為此，需要在充分利用已有工程體系的基礎(chǔ)上，建設(shè)連接西霞院水庫(kù)樞紐至下游補(bǔ)水區(qū)的輸水工程，同時(shí)配套西霞院灌區(qū)內(nèi)的灌排渠系及建筑物。本工程建成后，可恢復(fù)下游補(bǔ)水灌區(qū)的引水能力，提供其供水保障水平，支撐區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)可提高豫北地區(qū)應(yīng)對(duì)特大型、連續(xù)抗旱能力和突發(fā)應(yīng)急供水能力，有助于壓采地下水和退還擠占的河流生態(tài)水，有效保障國(guó)家糧食安全和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。另外，可作為一項(xiàng)應(yīng)急備用水源工程，具備提水向南水北調(diào)中線工程黃河以北干渠應(yīng)急補(bǔ)水的條件，從而進(jìn)一步保障北京、天津等重點(diǎn)地區(qū)用水安全。二、西霞院水利樞紐及灌區(qū)工程主要為主要通過(guò)建設(shè)從西霞院水庫(kù)引水的輸水渠道，將供水保證率高的黃河水引入西霞院灌區(qū)，解決孟州、溫縣及武陟縣黃河灘區(qū)嚴(yán)重缺水現(xiàn)狀，改善灌區(qū)生產(chǎn)、生活條件和生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)發(fā)展有顯著效果。同時(shí)，通過(guò)渠系連通工程為下游的人民勝利渠灌區(qū)、武嘉灌區(qū)以及大功灌區(qū)補(bǔ)水灌溉。另外，可作為一項(xiàng)應(yīng)急備用水源工程，具備向南水北調(diào)一期工程黃河以北干渠應(yīng)急補(bǔ)水的條件，從而進(jìn)一步保障河北及北京用水安全。因此，本工程供水范圍包括西霞院灌區(qū)、人民勝利渠灌區(qū)、武嘉灌區(qū)、大功灌區(qū)。必要時(shí)，遠(yuǎn)期供水范圍還可覆蓋華北南水北調(diào)一期所控制范圍。通過(guò)水資源優(yōu)化調(diào)度，在形成南北調(diào)配、東西互濟(jì)、豐枯互補(bǔ)的中原水網(wǎng)的同時(shí)，該工程可成為黃河與京津甚至整個(gè)華北地區(qū)水資源配置的連接紐帶，成為將河南打造成為華北地區(qū)水資源配置戰(zhàn)略樞紐的關(guān)鍵工程。第2章水文氣象介紹2.1氣候工程段黃河流域?yàn)闇貛Ш透睙釒Ъ撅L(fēng)區(qū)，屬半干旱氣候，冬季受蒙古高壓控制，盛行偏北風(fēng)，氣候干燥嚴(yán)寒，降雨稀少。夏季西太平洋副熱帶高壓增強(qiáng)，暖濕的海洋氣團(tuán)進(jìn)入流于境內(nèi)，蒙古高壓漸往北移，冷暖氣團(tuán)相遇，多集中降水，多為鋒面雨和氣旋雨。項(xiàng)目區(qū)四季分明，日照充足，適宜于農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)發(fā)展?？偺攸c(diǎn)是：春季溫暖多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷少雪。2.2徑流根據(jù)《黃河小浪底水利樞紐配套工程——西霞院反調(diào)節(jié)水庫(kù)初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，西霞院水庫(kù)天然徑流采用1919～1998年系列，壩址多年平均天然徑流量約508億m３，其中汛期7～10月為296億m３，占58.3%，非汛期212億m３，占41.4%。保證率95%、75%、50%、25%的年水量分別為363億m３、435億m３、497億m３和617億m３。與1919年7月～1975年6月56年天然徑流系列成果506.8億m３較為接近。根據(jù)《小浪底水利樞紐初步設(shè)計(jì)報(bào)告》第二卷第二篇水文氣象中的成果，三門峽站1919~1974年共五十六年系列的天然年徑流量為501.8億m3，P=50%天然徑流量為477.4億m3，P=95%年多年平均天然徑流量為254.9億m3。根據(jù)國(guó)務(wù)院批復(fù)的《黃河流域綜合規(guī)劃（2012～2030年）》和《黃河流域水資源綜合規(guī)劃》成果，按照1956年～2000年系列計(jì)算，黃河流域現(xiàn)狀下墊面條件下多年平均天然徑流量為534.8億m3（以利津斷面統(tǒng)計(jì)），小浪底水庫(kù)入庫(kù)站三門峽站多年平均天然來(lái)水量482.7億m3（一致性處理后）。小浪底水庫(kù)多年平均天然徑流量減少了將近20億m3。黃河流域水資源綜合規(guī)劃根據(jù)未來(lái)降雨特性、下墊面等條件的變化情況，對(duì)黃河流域水資源量未來(lái)變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)2030年全流域徑流量將比目前減少20億m3。西霞院水庫(kù)作為小浪底水利樞紐的反調(diào)節(jié)水庫(kù)，其來(lái)水主要受小浪底水庫(kù)控制。本次初設(shè)，西霞院水庫(kù)多年平均天然來(lái)水量根據(jù)已批復(fù)的《黃河流域水資源綜合規(guī)劃》分析成果，采用小浪底水庫(kù)天然來(lái)水成果482.7億m3。2.3水質(zhì)根據(jù)《河南省水資源》調(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果，西霞院水庫(kù)水質(zhì)符合地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，可以滿足生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)要求。項(xiàng)目區(qū)地表水體天然徑流水質(zhì)基本良好。其水質(zhì)特性受土壤巖性影響，同時(shí)也受降雨和蒸發(fā)的影響。因年降水量較小，河川徑流量小，蒸發(fā)量大，水體濃縮，河水礦化度與總硬度較高。由于人類的生活生產(chǎn)活動(dòng)的原因，區(qū)內(nèi)除部分地表水水質(zhì)符合工農(nóng)業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)外，大部分排洪用季節(jié)性河流水質(zhì)較差，不能利用。地下水大部分地區(qū)總硬度和礦化度低，水質(zhì)適于生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水。陽(yáng)離子的變化主要受巖層的化學(xué)成份控制。沉積巖類區(qū)含鈣多，不缺碘；巖漿巖分布區(qū)鈉鎂含量高，而含碘少。地下水溶解易溶鹽，經(jīng)徑流富集，到達(dá)前緣地帶地下水變淺，徑流滯緩，地面蒸發(fā)等垂直交替作用，使鹽分濃縮，導(dǎo)使地下水化學(xué)類型由重碳酸型過(guò)渡到重碳酸、重硫酸和氯化物型，礦化度由低變高，水質(zhì)由淡水變成微咸水和半咸水。第3章地質(zhì)條件吉利溝倒虹吸位于洛陽(yáng)市吉利區(qū)里村南約1.4Km，吉利鄉(xiāng)養(yǎng)魚場(chǎng)內(nèi)，與總干渠垂直交叉。場(chǎng)區(qū)附近有澗西溝沿渠道路與鄉(xiāng)村道路，交通較便利。倒虹吸與總干渠交叉處設(shè)計(jì)樁號(hào)X7+512.1，管身段底板高程約109.1m，進(jìn)口斜管段底板高程115.11m～109.10m，設(shè)計(jì)坡比1：5，出口斜管段底板高程109.10m～117.11m，設(shè)計(jì)坡比1：5，建筑物長(zhǎng)168m。3.1地質(zhì)概況3.1.1地形地貌場(chǎng)區(qū)地貌單元屬黃河漫灘，附近多魚塘。吉利溝底寬約3m，頂寬7m左右，深2.3m左右，吉利溝溝底高程114.1m左右，近南北流向。溝兩側(cè)地面高程121.20~122.14m，魚塘底部高程117.96~119.31m，吉利溝與澗西溝交匯于擬建吉利溝倒虹吸南約108m處。3.1.2地層巖性勘探深度30m范圍內(nèi)，場(chǎng)區(qū)地層為第四系全新統(tǒng)沖積物，巖性主要由砂壤土、粉細(xì)砂和卵石構(gòu)成，具上細(xì)下粗的二元結(jié)構(gòu)特征，共分3個(gè)土體單元。由老至新敘述如下：第③層卵石（Q2al4）：褐黃色、暗紫色、灰白色，圓~次圓狀，中密狀，成份主要為石英砂巖，次為石英砂、安山巖等，含量為60%～80%，砂質(zhì)充填，局部砂質(zhì)含量較高，卵石粒徑一般3-10cm，個(gè)別達(dá)15cm，分選一般。該層在鉆探過(guò)程中漏漿嚴(yán)重，推測(cè)為極強(qiáng)透水層。第②層粉砂（Q2al4）：淺褐黃色，稍濕，稍密~中密狀，礦物成分主要為長(zhǎng)石和石英，少量暗色礦物，砂質(zhì)不均，局部含有礫石。第①層砂壤土（Q2al4）：黃色，干，松散狀，土質(zhì)不均，見大量白色蝸牛殼碎片，含少量礫石。人工填土（QS）：淺褐灰色、褐黃色，干，主要為砂壤土，含植物根系。主要分布在溝邊地表。3.1.3地震動(dòng)參數(shù)場(chǎng)區(qū)位于洛陽(yáng)市吉利區(qū)，根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》（GB18306-2015），場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.10g，相當(dāng)于地震基本烈度=7\*ROMANVII度。3.1.4水文地質(zhì)條件場(chǎng)區(qū)地下水為第四系松散層孔隙潛水，主要賦存于第四系粉砂及卵石層中，地下水位埋深2.16~2.46m，高程117.2~117.5m。地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，排泄為蒸發(fā)、人工開采和側(cè)向逕流。勘察期間取樣做室內(nèi)滲透試驗(yàn)，由試驗(yàn)結(jié)果可知：砂壤土、粉砂層具中等透水性，卵石層具極強(qiáng)透水性。場(chǎng)區(qū)地下水化學(xué)類型為HCO33.2工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)3.2.1地質(zhì)結(jié)構(gòu)場(chǎng)區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)為砂卵石二元結(jié)構(gòu)，具有上細(xì)下粗沉積規(guī)律。根據(jù)巖土特征結(jié)合建筑物布置，自上而下分別為。人工填土（QS）：該層分布在地表，厚度0.2～1.0m；第①層砂壤土（Q2al4）：層厚2.5～3.5m，層底高程為116.25～117.65m；第②層粉砂（Q2al4）：層厚2.8～4.2m，層底高程為115.15～116.75m；第③層卵石（Q2al4）：該層分布在場(chǎng)區(qū)下部，該層未揭穿，揭露最大厚度為24.6m。3.2.2各土體單元物理力學(xué)性質(zhì)各土體單元的物理、力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)成果原位測(cè)試成果如下：第①層砂壤土，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)范圍值6～9擊，平均值8擊，為稍密狀；第②層粉砂，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)范圍值13～30擊，平均值20擊，為稍密～中密狀；第③層卵石，重探擊數(shù)范圍值16～18擊，平均值17擊，中密狀。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)成果及鄰近工程資料，經(jīng)工程類比、分析后，提出各土體單元的力學(xué)指標(biāo)建議值見3.2.2.1。表3.2.2.1各土體單元物理、力學(xué)性指標(biāo)建議值表土體單元編號(hào)土名（成因、時(shí)代）天然含水量天然干密度土粒比重孔隙比飽快固快壓縮系數(shù)壓縮模量滲透系數(shù)承載力標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)與地基土間摩擦系數(shù)粘聚力內(nèi)摩擦角粘聚力內(nèi)摩擦角wGseCφCφα1-2Eskfkf%g/cm3kPa°kPa°MPa-1MPacm/skPa①（Q2al4）20.01.422.700.9266206220.325.651.7E-3800.26②（Q2al4）224(水上）23(水下）7.7E-3950.38③卵石（Q2al4）032(水上）27(水下）2.03000.513.2.3主要工程地質(zhì)問(wèn)題根據(jù)場(chǎng)區(qū)地質(zhì)情況，結(jié)合建筑物布置，場(chǎng)地主要存在地震液化問(wèn)題、施工邊坡穩(wěn)定問(wèn)題和施工降排水問(wèn)題。=1\*GB2⑴地震液化問(wèn)題工程場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震基本烈度為Ⅶ度。第四系全新統(tǒng)少粘性土及砂層多呈中密狀，存在地震液化問(wèn)題。根據(jù)渠線資料第①層砂壤土和第②層粉砂存在地震液化問(wèn)題。=2\*GB2⑵施工邊坡穩(wěn)定問(wèn)題施工開挖臨時(shí)邊坡高約2-10m，組成邊坡巖性主要為新近沉積的砂壤土及粉細(xì)砂層，抗沖刷能力較差，存在抗沖穩(wěn)定問(wèn)題，建議臨時(shí)坡比建議為1:1.75～1:2.25。=3\*GB2⑶施工降排水問(wèn)題勘察期間測(cè)得地下水位埋深2.16~2.46m，高程117.2~117.5m。地下水位位于建基面之上，存在施工降排水問(wèn)題。粉砂具中等透水性，卵石具極強(qiáng)透水性，含水層厚度大，補(bǔ)給豐富。根據(jù)場(chǎng)區(qū)水文地質(zhì)條件，建議采取管井降水，必要時(shí)可設(shè)置止水帷幕隔斷補(bǔ)水來(lái)源。降水過(guò)程中應(yīng)密切監(jiān)測(cè)周邊環(huán)境，防止應(yīng)降水引起流砂、管涌等滲透變形、岸坡失穩(wěn)、地面沉降等次生災(zāi)害。3.2.4工程地質(zhì)評(píng)價(jià)場(chǎng)區(qū)地層結(jié)構(gòu)為砂礫雙層結(jié)構(gòu)，上部地層主要由人工填土、第①層砂壤土和第②層粉砂組成，下部地層主要為第③層卵石，各層土物理力學(xué)參數(shù)建議值見表3.2.2.1。設(shè)計(jì)倒虹吸管身段底板高程約109.1m，進(jìn)口斜管段底板高程115.11m～109.10m，出口斜管段底板高程109.10m～117.11m。進(jìn)出口斜管段建基面位于第=2\*GB3②層粉砂和第③層卵石中，管身段建基面均位于第③層卵石中。第=2\*GB3②層粉砂呈稍密～中密狀，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為95kPa，強(qiáng)度偏低，第③層卵石呈稍密～中密狀，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為300kPa，具低壓縮性，強(qiáng)度相對(duì)較高，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)上述兩層變形指標(biāo)差異較大，存在不均勻沉降問(wèn)題。第=2\*GB3②層粉砂具中等透水性、第=3\*GB3③層卵石具極強(qiáng)透水性，場(chǎng)區(qū)還存在建筑物底板滲漏問(wèn)題場(chǎng)區(qū)地下水位較高，且建筑物底板為極強(qiáng)透水層，水位變富較大，存在抗浮問(wèn)題。施工開挖臨時(shí)邊坡高度最高約10m，且部分為水下邊坡，建議采用復(fù)式邊坡。另外工程場(chǎng)區(qū)還存在砂土地震液化問(wèn)題和施工降排水問(wèn)題，均應(yīng)采取相應(yīng)處理措施。第4章吉利溝左岸排水倒虹吸總體布置吉利溝位于吉利區(qū)吉利街道里村南約1.4Km，吉利鄉(xiāng)養(yǎng)魚場(chǎng)內(nèi)，與總干渠垂直交叉，北起吉利東路與吉利南路交匯處，流經(jīng)吉利村、里村南與澗西溝交匯，全長(zhǎng)2.1km，流域面積1.25km2。吉利溝主要任務(wù)是承接吉利村生活污水排放，兼顧承擔(dān)汛期部分城區(qū)及吉利村地表雨水行洪排澇等功能。場(chǎng)區(qū)附近有澗西溝沿渠道路與鄉(xiāng)村道路，交通較便利。倒虹吸與總干渠交叉處設(shè)計(jì)樁號(hào)X7+512.1，管身段底板高程約109.1m，進(jìn)口斜管段底板高程115.11m～109.10m，設(shè)計(jì)坡比1：5，出口斜管段底板高程109.10m～117.11m，設(shè)計(jì)坡比1：5，建筑物長(zhǎng)168m。4.1建筑物軸線建筑物軸線選定：軸線一般順河道走勢(shì)布置，不強(qiáng)行與總干渠中心線正交，以求得進(jìn)出口有較好的流態(tài)，保持河岸穩(wěn)定，提高泄流能力。對(duì)無(wú)溝形、無(wú)明顯溝形或?qū)挏\河溝，有條件采取正交的，則采取建筑物軸線與總干渠中心線正交，使建筑物長(zhǎng)度最短，工程量最省。吉利溝位于總干渠設(shè)計(jì)樁號(hào)XZ7+528.800處，吉利溝在與總干渠相交處，河道中心線與總干渠中心線交角角度近似為69.08°，沿河道中心線順直布置倒虹吸。4.2管身斷面型式通過(guò)對(duì)各種頻率下的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，分析確定滿足左岸滯蓄水位的下泄流量和孔口尺寸。洪水調(diào)節(jié)以常遇洪水下不惡化當(dāng)?shù)胤篮?、除澇條件為主要原則，在不造成危害或損失的情況下進(jìn)行計(jì)算。倒虹吸管身常用的斷面形狀有圓形、箱形和直墻正反拱形。圓形管道與同樣過(guò)水面積的箱形、拱形管道相比，水流條件好、過(guò)水能力大，受力條件好，但施工工藝復(fù)雜，尤其多孔結(jié)構(gòu)施工難度大，施工周期長(zhǎng)；箱形管道可做成單孔和多孔一聯(lián)，結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單，施工方便，整體性好，利于檢修和清淤；直墻正、反拱形介于圓形、箱形兩者之間，且對(duì)溫度變化及不均勻沉陷反應(yīng)較敏感。經(jīng)綜合比較，采用箱形管身斷面型式。4.3倒虹吸埋深確定倒虹吸埋深設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮河道沖刷、工程地質(zhì)條件、工程布置、工程量以及工程安全等因素，經(jīng)綜合分析確定。河道沖刷計(jì)算采用洪水標(biāo)準(zhǔn)取30年一遇，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水流量為24m3非黏性土河槽一般沖刷深度按下式計(jì)算：

h式中：?p?mc?cBcQc——河槽部分通過(guò)的設(shè)計(jì)流量（mE——與汛期含沙量有關(guān)的系數(shù)，取E=0.66；A——單寬流量集中系數(shù)，計(jì)算公式為：

A=BdH——造床流量時(shí)的平均水深（m）；dc經(jīng)計(jì)算，河槽一般沖刷最大水深2.75m，沖刷線底高程119.47m；最大沖深1.53m。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50288－2018），倒虹吸應(yīng)埋入河道設(shè)計(jì)洪水沖刷線0.5m以下。根據(jù)河道沖刷計(jì)算成果，即考慮沖刷因素的管頂高程最淺為123.15m，另外，吉利溝渠倒虹所在渠段為深挖方段，考慮小流量時(shí)的進(jìn)口淹沒情況，經(jīng)綜合分析確定河槽段水平管管頂高程為112.06m，埋深為6.244m。4.4管身斷面設(shè)計(jì)4.4.1進(jìn)、出口漸變段長(zhǎng)度確定為了盡量減少水頭損失，使?jié)u變段水流平順，對(duì)于上、下游渠道為梯形斷面的倒虹吸進(jìn)、出口漸變段宜采用直線扭曲面型式，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50288-2018）相關(guān)要求，進(jìn)口漸變段長(zhǎng)度宜取上游渠道設(shè)計(jì)水深的3倍～5倍，出口漸變段長(zhǎng)度宜取下游渠道設(shè)計(jì)水深的4倍～6倍，吉利溝渠倒虹所在渠段上游水深2.8m，下游水深2.1m，根據(jù)上述原則確定進(jìn)、出口漸變段長(zhǎng)度分別為20m、20m。4.4.2進(jìn)、出口淹沒度計(jì)算根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50288-2018）中相關(guān)要求，“倒虹吸需確保通過(guò)不同流量時(shí)管道進(jìn)口均處于淹沒狀態(tài)”，為保證倒虹吸進(jìn)口在設(shè)計(jì)條件下的淹沒進(jìn)流狀態(tài)，分別考慮設(shè)計(jì)流量、小流量下的淹沒情況，設(shè)計(jì)流量根據(jù)建筑物所屬渠段相應(yīng)選取，小流量根據(jù)輸水總干渠實(shí)際輸水情況，采用最小流量Q=7m3S=式中：S——最小淹沒深度（m）；C——系數(shù)，對(duì)稱水流取0.55，邊界復(fù)雜和側(cè)向水流取0.73；V——閘孔斷面平均流速（m/s）；d——閘孔高度（m）。根據(jù)倒虹吸布置情況，設(shè)計(jì)流量下進(jìn)口實(shí)際淹沒深度為3m，最小淹沒深度允許值為2.264m；小流量下進(jìn)口實(shí)際淹沒深度為0.41m，最小淹沒深度允許值為0.29m，均可滿足相關(guān)要求。4.4.3水力計(jì)算排水倒虹吸水力計(jì)算時(shí)將天然水位～流量關(guān)系曲線作為建筑物出口水位～流量關(guān)系曲線，推求出建筑物上游水位。倒虹吸進(jìn)口設(shè)計(jì)水位即為設(shè)計(jì)調(diào)洪的最高水位。擬定若干孔口尺寸及進(jìn)口高程，根據(jù)各頻率洪水的調(diào)算結(jié)果，綜合比較選擇合理方案。①水面連接計(jì)算建筑物上下游水頭損失按下列公式計(jì)算：△Z=△Z1+△Z2-△Z3式中：△Z——總水頭損失（水面總落差）；△Z1——進(jìn)口連接段的水面跌落值；△Z2——管身段的水頭損失；△Z3——出口連接段的水面回升值。a）△Z1的計(jì)算忽略沿程水頭損失，則?式中:ζ進(jìn)——進(jìn)口漸變段水頭損失系數(shù)，一般可采用0.1～0.2，此處采用0.2V2——進(jìn)口連接段末端的斷面平均流速；V1——進(jìn)口連接段首端的斷面平均流速；b）△Z3的計(jì)算?式中:ζ出——出口漸變段水頭損失系數(shù)，一般可采用0.2～0.3V3V4c）△Z2?式中:V2——進(jìn)口連接段末端的斷面平均流速；V3——出口連接段首端的斷面平均流速；?f?式中：L——管長(zhǎng)，為從進(jìn)水口至出水口之間各管段的長(zhǎng)度之和；C——謝才系數(shù)，

C=1n·R——水力半徑；V——管內(nèi)流速。?j?式中：K進(jìn)口K彎折K出口5年一遇洪水：Q=12m3/s建筑物長(zhǎng)度管高H=3m管數(shù)N=1上游渠道水深?1=1.966m,流速下游渠道水深?2=1.842m,流速進(jìn)口管頂局部損失系數(shù)ζ1=0.1進(jìn)口損失系數(shù)彎道損失系數(shù)ζ2=0.05管內(nèi)流速V=Q/NBH=1.333m/s進(jìn)口連接段末端的斷面平均流速V出口連接段首端的斷面平均流速V3水力半徑R=A/χ=（3×3）/（2×6）=0.75重力加速度g=9.81m/s2謝才系數(shù)

C=沿程水頭損失

?f=2gLC可以得到進(jìn)口連接段的水面跌落值ΔZ1即總水頭損失ΔZ=0.162m10年一遇洪水：Q=16m3/s建筑物長(zhǎng)度管高H=3m管數(shù)N=1上游渠道水深?1=2.19m,流速下游渠道水深?2=1.897m,流速進(jìn)口管頂局部損失系數(shù)ζ1=0.1進(jìn)口損失系數(shù)彎道損失系數(shù)ζ2=0.05管內(nèi)流速V=Q/NBH=1.778m/s進(jìn)口連接段末端的斷面平均流速V出口連接段首端的斷面平均流速V3水力半徑R=A/χ=（3×3）/（2×6）=0.75重力加速度g=10.81m/s2謝才系數(shù)

C=沿程水頭損失

?f=2gLC可以得到進(jìn)口連接段的水面跌落值ΔZ1即總水頭損失ΔZ=0.236m20年一遇洪水：Q=21m3/s建筑物長(zhǎng)度管高H=3m管數(shù)N=1上游渠道水深?1=2.625m,流速下游渠道水深?2=1.981m,流速進(jìn)口管頂局部損失系數(shù)ζ1=0.1進(jìn)口損失系數(shù)彎道損失系數(shù)ζ2=0.05管內(nèi)流速V=Q/NBH=2.333m/s進(jìn)口連接段末端的斷面平均流速V出口連接段首端的斷面平均流速V3水力半徑R=A/χ=（3×3）/（2×6）=0.75重力加速度g=11.81m/s2謝才系數(shù)

C=沿程水頭損失

?f=2gLC可以得到進(jìn)口連接段的水面跌落值Δ即總水頭損失ΔZ=0.275m30年一遇洪水：Q=24m3/s建筑物長(zhǎng)度管高H=3m管數(shù)N=1上游渠道水深?1=2.83m,流速下游渠道水深?2=2.082m,流速進(jìn)口管頂局部損失系數(shù)ζ1=0.1進(jìn)口損失系數(shù)彎道損失系數(shù)ζ2=0.05管內(nèi)流速V=Q/NBH=2.667m/s進(jìn)口連接段末端的斷面平均流速V出口連接段首端的斷面平均流速V3水力半徑R=A/χ=（3×3）/（2×6）=0.75重力加速度g=12.81m/s2謝才系數(shù)

C=沿程水頭損失

?f=2gLC可以得到進(jìn)口連接段的水面跌落值Δ即總水頭損失ΔZ=0.300m50年一遇洪水：Q=28m3/s建筑物長(zhǎng)度管高H=3m管數(shù)N=1上游渠道水深?1=2.98m,流速下游渠道水深?2=2.1m,流速進(jìn)口管頂局部損失系數(shù)ζ1=0.1進(jìn)口損失系數(shù)彎道損失系數(shù)ζ2=0.05管內(nèi)流速V=Q/NBH=3.111m/s進(jìn)口連接段末端的斷面平均流速V出口連接段首端的斷面平均流速V3水力半徑R=A/χ=（3×3）/（2×6）=0.75重力加速度g=13.81m/s2謝才系數(shù)

C=沿程水頭損失

?f=2gL可以得到進(jìn)口連接段的水面跌落值ΔZ1=0.282m，管身段水頭損失即總水頭損失ΔZ=0.373m②泄流能力計(jì)算倒虹吸管內(nèi)的水流為壓力管流，過(guò)水能力按壓力管道水力計(jì)算公式計(jì)算Q=式中：Q——管道過(guò)水流量（m3/s）；——過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）；△Z2——管身段的水頭損失；——流量系數(shù)，

μ=ξf——沿程阻力系數(shù)，

l——管道長(zhǎng)度（）；ξj——局部阻力系數(shù)，本工程設(shè)計(jì)洪水為30年一遇，因此泄流能力計(jì)算也是按照三十年一遇洪水計(jì)算。由此可以得到管身段水頭損失?Z2=0.228m重力加速度g=12.81m2/s過(guò)水?dāng)嗝婷娣e局部阻力系數(shù)ξj沿程阻力系數(shù)

ξ則流量系數(shù)

μ從而算得泄流能力Q=0.945×0.014×1.766×2×12.81×0.228=0.056m③倒虹吸出口下游溝道水位推算按明渠均勻流公式Q=ωcRi和曼寧公式C=1式中：Q——溝道過(guò)流量（m3/s）；——過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）；R——水力半徑（m）；n——溝道糙率，取0.035；i——溝道比降。R=A/χ=（3×3）/（2×6）=0.75

C==πR進(jìn)口處溝道比降為0.002，出口處溝道比降為0.001則通過(guò)計(jì)算可以得出：Q=ωcRi=1.766×27.234×0.75×0.001=1.3174.4.4管身斷面確定吉利溝倒虹吸的管身斷面比較了4個(gè)方案，選擇方案3：1孔3.0m×3.0m。本工程上游無(wú)村莊，地面高程分別為121.30m，5年一遇泄流量12m3/s，上游水位為122.03m，30年一遇泄流量24m3/s，上游水位為122.81m。方案一工程后，5年一遇工程后水位壅高0.401m，上游水位為122.704m,30年一遇工程后水位壅高2.20m，上游水位為125.01m。方案二工程后，5年一遇工程后水位壅高0.21m，上游水位為122.24m,30年一遇工程后水位壅高1.01m，上游水位為123.82m。方案三工程后，5年一遇工程后水位壅高0.09m，上游水位為122.12m,30年一遇工程后水位壅高0.35m，上游水位為123.16m。方案四工程后，5年一遇工程后水位壅高0.04m，上游水位為122.07m,30年一遇工程后水位壅高0.17m，上游水位為123.25m。方案一與方案二工程后，水位雍高均較高，易導(dǎo)致上游地面淹沒。方案四工程后，水位雍高合適，但孔徑較大，造價(jià)較高。因此在經(jīng)過(guò)比較后，選擇方案三。洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果見表4.4.2-1。表4.4.2-1工程方案比選洪水調(diào)算成果表方案孔口尺寸(孔數(shù)-寬×高）（m×m）5年一遇10年一遇20年一遇30年一遇50年一遇水位(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）水位(m）流量(m3/s）天然122.0312122.3316122.6521122.8124123.0228方案11-2.0×2.0122.70412123.6316124.7521125.0124125.3228方案21-2.5×2.5122.2412122.7016123.3821123.8224124.4628方案31-3.0×3.0122.1212122.4916122.9121123.1624123.5528方案41-3.5×3.5122.0712122.4016122.7821122.9824123.25284.5工程布置吉利溝排水倒虹吸工程主要由進(jìn)口連接段、管身段、出口連接段等部分組成，總長(zhǎng)168.0m。其中進(jìn)口連接段長(zhǎng)42.0m，管身段長(zhǎng)84.0m，出口連接段長(zhǎng)42.00m。進(jìn)口連接段總長(zhǎng)42.0m，由護(hù)砌段、漸變段、水平段組成。護(hù)砌段長(zhǎng)10.0m，由C25混凝土護(hù)砌；護(hù)砌段后接漸變段，漸變段長(zhǎng)20.0m，進(jìn)口漸變段為圓弧墻連接段兼進(jìn)口斜坡段為河道邊坡與倒虹吸進(jìn)口直墻的平順連接部分，圓弧墻采用半重力式、懸壁式擋土墻，圓弧墻內(nèi)側(cè)設(shè)貼坡，底寬由2.0m漸變?yōu)?.5m，漸變段擋墻采用C25混凝土擋墻；漸變段后靠近倒虹吸進(jìn)口設(shè)置12.0m長(zhǎng)水平段，漸變段設(shè)置半重力式擋墻。倒虹吸中心線與總干渠中心線斜交，交角69.08°，水平投影總長(zhǎng)60.0m，管身由進(jìn)口斜管段、水平管身段和出口斜管段三部分組成，其中進(jìn)口管段水平投影長(zhǎng)24.0m，進(jìn)口斜管段坡度為1:5，水平管身段長(zhǎng)12m，出口管段水平投影長(zhǎng)24.00m，出口斜管段坡度為1:5。管身在開挖基面上平鋪0.1m厚的C15素混凝土，再澆筑管身。管身由一孔3.0m×3.0m的鋼筋混凝土箱涵構(gòu)成，邊墻厚0.6m，底板厚度0.6m，頂板厚度0.6m，倒虹吸管身段混凝土強(qiáng)度等級(jí)均采用C30。倒虹吸管采用分段現(xiàn)澆，相鄰兩段之間設(shè)伸縮沉降縫，縫內(nèi)設(shè)止水，以適應(yīng)建筑物因溫度變化引起的變形和地基不均勻沉陷的影響。伸縮沉降縫縫寬20mm，管壁內(nèi)設(shè)兩道橡膠止水帶，內(nèi)側(cè)采用30mm厚密封膠，填縫材料采用閉孔泡沫塑料板。出口連接段總長(zhǎng)42.0m，由水平段、漸變段、護(hù)砌段組成。倒虹吸出口斜管段后接10.0m長(zhǎng)水平段，水平段設(shè)置懸臂式擋墻；水平段后接漸變段，漸變段長(zhǎng)20.0m，出口漸變段為圓弧墻連接段兼出口斜坡段為河道邊坡與倒虹吸出口直墻的平順連接部分，圓弧墻采用半重力式、懸壁式擋土墻，圓弧墻內(nèi)側(cè)設(shè)貼坡，底寬由2.0m漸變?yōu)?.5m，漸變段擋墻為C25混凝土；漸變段后為護(hù)砌段，護(hù)砌段長(zhǎng)12.0m，由C25混凝土護(hù)砌。第5章吉利溝左岸排水倒虹吸穩(wěn)定性驗(yàn)算穩(wěn)定性計(jì)算包括管身段穩(wěn)定性驗(yàn)算及進(jìn)出口擋土墻穩(wěn)定驗(yàn)算。管身穩(wěn)定計(jì)算包括管身段抗浮穩(wěn)定、斜管段抗滑穩(wěn)定、地基承載力校核和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算。擋墻穩(wěn)定計(jì)算內(nèi)容包括墻體抗滑、地基壓應(yīng)力計(jì)算等。對(duì)不滿足承載力要求的地基進(jìn)行相應(yīng)的處理。5.1管身段抗浮穩(wěn)定主要驗(yàn)算水平段倒虹吸管在管內(nèi)及總干渠均無(wú)水、地下水作用下的穩(wěn)定性。按下式計(jì)算:

K式中：KW[KWG——倒虹吸管段結(jié)構(gòu)自重（kN）；GEGW——管段內(nèi)部水重，當(dāng)管內(nèi)無(wú)水時(shí)，GW——管段浮托力，當(dāng)管段外水位等于或高于管頂時(shí)，為管段同體積的水重；當(dāng)管段外水位低于管頂時(shí)，W為建基面上的揚(yáng)壓力（kN）。表5.1.1管身抗浮計(jì)算工況及荷載組合表計(jì)算工況荷載自重土重水重外水壓力基本組合渠道無(wú)水，河道設(shè)計(jì)洪水√√√特殊組合渠道無(wú)水，河道校核洪水（考慮管頂埋土沖刷）√√√管段基本參數(shù)：計(jì)算管段管身方量V=88.8m3管身容重γ容=倒虹吸管順?biāo)鏖L(zhǎng)度L=12m單聯(lián)倒虹吸孔數(shù)n=1單孔凈高H=3m單孔凈寬B=3m頂板厚度b1=0.5m底板厚度b2=0.6m邊墻厚度中墻厚度b4=0.5m管頂均有填土，填土位于水下覆土濕容重γ覆土浮容重γ'=10KN/m3覆土厚度?覆可以得到倒虹吸管段結(jié)構(gòu)自重G=V·γ容回填土石料及砌體重量GE=γ'?覆L·n·B+2基本組合工況下：管身頂部水位高程114.74m,管身底板底部高程111.4m,管身底板底部算起的水深h=3.34m管段浮托力W=m[n·B+2·b3+(n-1)·b可以得到：K抗浮安全系數(shù)大于設(shè)計(jì)情況下的容許抗浮安全系數(shù)，所以管身段符合抗浮穩(wěn)定特殊組合工況下：管身頂部水位高程114.74m,管身底板底部高程108.76m,管身底板底部算起的水深h=5.98m管段浮托力W=m[n·B+2·b3+(n-1)·bK抗浮安全系數(shù)大于校核情況下的容許抗浮安全系數(shù)，所以管身段符合抗浮穩(wěn)定5.2斜管段抗滑穩(wěn)定計(jì)算工況：設(shè)計(jì)工況1：河道設(shè)計(jì)洪水，渠道設(shè)計(jì)水深設(shè)計(jì)工況2：河道無(wú)水，總干渠無(wú)水校核工況1：河道無(wú)水，渠道設(shè)計(jì)水深，地震表5.2.1管身斜管段抗滑穩(wěn)定計(jì)算工況及荷載組合表計(jì)算工況荷載自重土重水重外水壓力地震基本組合1河道設(shè)計(jì)洪水，渠道設(shè)計(jì)水深√√√基本組合2河道無(wú)水，總干渠無(wú)水√√特殊組合渠道設(shè)計(jì)水位、河道設(shè)計(jì)引水位、地震√√√√√計(jì)算公式：斜管段抗滑穩(wěn)定按下式計(jì)算

K式中：Kcf——管底與建基面之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，取f=0.35；θSYMBOL97\f"Symbol"——斜管段傾斜角度；P——所有外力分解為垂直于滑動(dòng)（斜）面的分力，P=Fsinθ；H——所有外力分解為平行于滑動(dòng)（斜）面的分力，H=Fcosθ；m——斜管段坡度，取m=5；Kc設(shè)計(jì)工況下：KC=1.75>1.25=校核工況下：KC=1.64>1.05=通過(guò)以上計(jì)算，基本組合管身抗浮安全系數(shù)計(jì)算值為1.75，特殊組合管身抗浮安全系數(shù)為1.64，管身抗浮均可滿足設(shè)計(jì)要求，計(jì)算結(jié)果見下表。表5.2.1抗滑穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果倒虹吸名稱工況計(jì)算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)吉利溝左岸排水倒虹吸設(shè)計(jì)工況1：河道設(shè)計(jì)洪水，渠道設(shè)計(jì)水深1.751.25設(shè)計(jì)工況2：河道無(wú)水，總干渠無(wú)水1.751.25校核工況：河道無(wú)從水，渠道設(shè)計(jì)水深，地震1.641.055.3地基承載力校核管段建基面壓應(yīng)力按下式計(jì)算：

σ=G+GEG——倒虹吸管段結(jié)構(gòu)自重（kN）；GEGW——管段內(nèi)部水重，當(dāng)管內(nèi)無(wú)水時(shí)，GL——倒虹吸管順?biāo)鏖L(zhǎng)度；n——單聯(lián)倒虹吸孔數(shù)，取1；H——單孔凈高（m）；b1b2由管段基本參數(shù)以及上覆土層情況：計(jì)算管段管身方量V=88.8m3管身容重γ容=25KN/m3倒虹吸聯(lián)數(shù)m=1倒虹吸管順?biāo)鏖L(zhǎng)度單聯(lián)倒虹吸孔數(shù)n=1單孔凈高H=3m單孔凈寬B=3m頂板厚度b1=0.5m底板厚度b2=0.6m邊墻厚度b3=0.5m中墻厚度b4=0.5m管頂均有填土，填土位于水上覆土濕容重γ=19.5KN/m3覆土浮容重可以得到：回填土石料及砌體重量GE=γ'?覆L·n·B+2·b3+(n?1)·b基底應(yīng)力σ根據(jù)倒虹吸地基承載力計(jì)算成果，當(dāng)管身地基壓應(yīng)力大于地基基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)承載力時(shí)，根據(jù)基礎(chǔ)寬度和埋深對(duì)承載力進(jìn)行修正。地基承載力修正值按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行修正。f式中：fafakηb、ηd——基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別取值，按土查表取γ基礎(chǔ)底面以下土的重度，取浮容重γ＝10kN/m3γm基礎(chǔ)底面以上土的平均重度，取浮容重γm＝19.6kN/b基礎(chǔ)底面寬度，小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；d基礎(chǔ)底面的埋置深度；渠道倒虹吸管身承載力計(jì)算成果表見表5.3.1。表5.3.1--倒虹吸管身承載力計(jì)算成果表名稱管身段建基面所處地層管身段最大基底應(yīng)力（kPa）地基允許應(yīng)力（kPa）備注吉利溝左岸排水倒虹吸卵石153.5300滿足要求經(jīng)計(jì)算，典型斷面管身基底應(yīng)力為153.5KPa，基礎(chǔ)持力土層為③層卵石層，承載力為300KPa，可滿足設(shè)計(jì)要求，無(wú)需地基處理。5.4擋墻穩(wěn)定計(jì)算選取進(jìn)口水平段擋墻進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，擋墻底高程115.11m，頂部高程121.80m，墻體凈高6.69m。計(jì)算工況：根據(jù)《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL379-2007），典型計(jì)算斷面按基本荷載組合和特殊荷載組合進(jìn)行計(jì)算，選取以下四種計(jì)算工況。基本組合：工況1：完建期，墻前無(wú)水，墻后地下水位。工況2：渠道過(guò)設(shè)計(jì)流量，墻前設(shè)計(jì)水位。特殊組合：工況3：墻前無(wú)水，墻后2m水深（水位驟降）。工況4：墻前設(shè)計(jì)水位，墻后地下水位，地震。墻身材料為C25鋼筋砼，墻后填土，濕容重為19.6kN/m3，浮容重為10.5kN/m3根據(jù)《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL379-2007），土基上的擋土墻穩(wěn)定可按下列公式?？够€(wěn)定計(jì)算公式：

K式中：KcKc——容許抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，基本荷