正反拱箱形暗涵渠道的设计.doc

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1、正反拱箱形暗涵渠道的设计摘要：针对高台县三清干渠CH23+066～26+674渠段穿越小海子水库库区，经方案比较，优选出适宜强冻胀和软弱基土地层的正反拱箱形暗涵渠道方案；设计的正反拱拱箱形暗涵渠道经实践应用，设计合理，抗冻胀性能强，推广价值极为广泛。关键词：箱形暗涵渠道设计1工程概况　　高台县友联灌区位于河西走廊中部，属黑河流域中游沿岸大型灌区之一，高台县三清干渠是友联灌区主要的引水渠道。干渠从临泽县蓼泉镇塘湾村处的黑河南岸开口引水，西至高台县骆驼城山水河，全长67.75km，设计流量3.90m3/s，加大流量4.90m3/s，控制灌溉面积6.74万亩。同时承担着小海子水库1048.1万m

2、3和鮑家湖水库447万m3的蓄水任务。三清干渠始建于1975年，原为土渠运行，2001～2004年黑河流域近期治理项目中已完成三清干渠改建衬砌40.48km，干渠CH23+066～26+674渠段3.608km，因受小海子水库除险加固工程施工及考虑小海子水库调节灌溉等因素影响，未进行建设。2.存在问题及工程建设原由　　三清干渠CH23+066～26+674渠段地处小海子水库北侧，紧靠小海子水库土坝布置。由于小海子水库除险加固工程完成后，扩大了小海子水库库容，新建小海子水库坝堤位于该段干渠下游，从而使三清干渠CH23+066～26+674渠段处在水库中。在小海子水库除险加固工程设计中，曾考虑

3、废除三清干渠CH23+066～26+674渠段，让三清干渠上游引来的水进入小海子水库，经水库调节后输出到下游三清干渠，以满足灌溉需求。但经勘测后发现，三清干渠CH26+674处渠底高程为1365.156m（也即小海子水库三清干渠放水洞洞底高程），而小海子水库丰稔干渠放水洞高程为1362.0m（也即水库库底高程），相差3.156m。经计算，要满足三清干渠从水库引水，水库水位高程必须达到1366.5m，此时水库最大水深4.5m，相应库容为240万m3。同时，由于5～7月份黑河基本断流，三清干渠通常只能引1～2m3/s黑河潜流，此时正是灌溉高峰期，灌溉用水量很大，水库水位很难满足三清干渠引水要求

4、。若采用废除三清干渠CH23+066～26+674渠段，经小海子水库调节后输出到下游三清干渠的方案，将造成在小海子水库低水位时，三清干渠无法正常引水，而丰稔干渠则可尽情引水的局面。同时易造成各渠系分水不均矛盾，导致诱发社会不稳定因素的发生。若保证小海子水库水位满足三清干渠正常引水，水库库容需维持在240万m3左右，该库容将成为死库容不能发挥应有的效益，小海子水库的灌溉效益将锐减。8　　综上所述，为了保证三清干渠正常引水，同时使小海子水库的灌溉效益得到充分发挥，修建三清干渠CH23+066～26+674渠段是解决问题的关键。3.工程设计3.1抗冻胀设计　　经地质勘察，三清干渠CH23+066

5、～26+674渠段大部分座落在沙壤土层上，为冻胀性土层。高台县气象局实测本区多年平均冻土深度为106cm，即标准冻深106cm。经计算，设计冻深值为阳坡85.3cm，渠底98.5cm，阴坡127.84cm，冻胀量为7.57cm。依据《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-19）规定，冻胀量远大于衬砌渠道的允许位移值，需从适应冻胀、回避冻胀、消减或消除冻胀等方面采用抗冻胀结构及工程措施。　　根据工程级别、日照及遮荫程度、地下水位埋深、渠道走向等因素，工程措施采用砂砾石置换冻胀基土，置换厚度为阳坡50～70cm，渠底60cm，阴坡60～95cm。抗冻胀结构措施采用设计方案比较优选。3.2设计方案

6、比选　　根据对小海子水库地形地貌和三清干渠渠线的勘查，三清干渠CH23+066～26+674渠段在渠线布置上有三种方案可进行比选。　　方案一：渠线沿新建小海子水库土坝外北侧绕坝布置方案。该方案渠线长约4.5km，但因该段地势低洼，地面高程低于渠顶设计高程约3～5m，属全填方渠道，填方工程量大，且建成后渠基为柔弱地基，渠道沉降隐患大，对渠道长期运行不安全。　　方案二：渠线沿小海子水库外以南布置方案。该方案设计渠线自三清干渠CH18+925处沿原小海子水库回水线以南进行布置，渠线长约7km。因该段渠线经过之地全部为沙丘，且地势较高，属全挖方渠道，挖方工程量大。同时受地形所限，渠线须两次穿越31

7、2国道，渠线长，施工难度大，工程造价高。　　方案三：沿原渠线布置方案。该方案设计渠线沿三清干渠原渠线布置，渠线平行于原小海子水库土坝，穿越小海子水库，渠线长3.608km。该方案渠基挖填适中，渠线短，工程量小，施工方便。但因穿越水库，需充分考虑冻胀、稳定等影响因素。　　经综合分析比较，方案一安全隐患大，不宜采用；方案二渠线长，施工难度大，工程造价高，不经济；方案三渠线短，工程量小，施工方便、经济合理，较为理想。因此，渠线