涵洞检测方法及病害特征研究(6)

2019-04-22 19:56

(1)辅助管理设施简陋或缺乏; (2)观测设施的缺乏或损坏失效; (3)无电源或电源保证率低; (4)抢险物资储备不足; (5)防汛抢险道路通行条件差; (6)管理人员配备不足; (7)维修经费不足等。

4 涵洞特征参数安全复核计算方法

4.1防洪能力复核

平原区上的涵洞的洪水标准应根据所在河流流域防洪规划规定的防洪任务,以近期防洪目标为主,并考虑远景发展要求,综合分析确定。

根据GB 50288-99《灌溉与排水工程设计规范》的规定,水闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、隧洞、跌水与陡坡等灌排建筑物的级别,根据过水流量大小,由表2-1确定。

在防洪堤上修建的引水、提水工程及其它灌排建筑物,或在挡潮堤上修建的排水工程,其级别不得低于防洪堤或挡潮堤的级别。

当涵洞、倒虹吸等灌排建筑物穿公路及铁路时,其级别不得低于公路或铁路的级别。

蓄水、引水和提水枢纽工程中位置特别重要、失事后将造成重大灾害,或采用新型结构、实践经验较少的2~5级主要建筑物;2~5级的高填方灌排渠沟、大跨度或高排架渡槽、高水头或大落差水闸、倒虹吸、涵洞等灌排建筑物,其级别经论证后可提高一级。

涵洞的防洪能力复核,主要复核控制部分工作桥启闭机平台的高程等。 根据行业标准《水闸设计规范》SL265-2001,水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定。挡水时,闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位(或最高挡水位)加波浪计算高度与相应安全超高值之和;泄水时,闸顶高程不应低于设计洪水位(或校核洪水位)与相应安全超高值之和。水闸安全超高下限值见表4-1。 表4-1 水闸安全超高下限值(m)

水闸级别 运用情况 正常蓄水位 挡水时 最高挡水位 设计洪水位 泄水时 校核洪水位 1.0 0.7 0.5 0.4 0.5 1.5 0.1 1.0 0.3 0.7 0.2 0.5 1 0.7 2 0.5 3 0.4 4、5 0.3

位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其闸顶高程不得低于防洪(挡潮)堤堤顶高程。闸顶高程的确定,还应考虑下列因素:

(1)软弱地基上闸基沉降的影响;

(2)多泥沙河流上、下游河道变化引起水位升高或降低的影响; (3)防洪(挡潮)堤上水闸两侧堤顶可能加高的影响等。

波浪要素根据水闸前风向、风速、风区长度、风区内的平均水深等因素,采用规范推荐的莆田站试验公式计算。

0.45????gD?0.0018???22????gH????v0?ghm???m? 2?0.13th?0.7? ?th?2??0.7?v0v??gHm?????0????0.13th?0.7????v2????????0???????ghm?gTm?13.9??v2?? v0?0?2gTm2?H Lm? th2?Lm0.5式中 hm — 平均波高(m);

v0 — 计算风速(m/s),当浪压力参与荷载的基本组合时,可以采用当地气象台站提供的重现期为50年的年最大风速;当浪压力参与荷载的特殊组合时,可以采用当地气象台站提供的多年平均年最大风速;

D — 风区长度(m),当闸前水域较宽广或对岸最远水面距离不超过水闸前沿水闸宽度5倍时,可以采用对岸至水闸前沿的直线距离,当闸前水域较狭窄或对岸最远水面距离超过水闸前沿水闸宽度5倍时,可以采用水闸前沿水面宽度的5倍;

Hm — 风区内的平均水深(m),可由沿风向作出的地形剖面图求得,其计算水位应与相应计算情况下的静水位一致;

Tm — 平均波周期(s); Lm — 平均波长(m); H — 闸前水深(m)。

波浪波列的累积频率根据涵闸的级别,按规范选取。

4.2过流能力复核

涵洞过流能力复核应根据现行的设计、校核水位组合进行校核。 (1)流态判别

涵洞过流能力复核时需要依据水流流态选取相应流量计算公式进行计算。涵洞的流态主要根据进口水深、出口水深与洞高的关系,分为无压流、半压力流、非淹没压力流及淹没压力流4种,其判别方法如下。

H?1.2D:

当h

1.2D?H?1.5D:

当h

H?1.5D:

当h

式中: H—从进口洞底算起的进口水深;

h—从出口洞底算起的出口水深; D—洞高。

(2)无压流涵洞的流量计算 无压流涵洞的流量可以按下式计算

3/2 Q???mB2gH0H0?H?式中: Q—流量,m3/s;

?V22g

?—淹没系数;

m—流量系数;

B—洞宽,m;

g— 重力加速度,9.81m2/s;

H0—包括行近流速水头在内的进口水深,m; V—上游行近流速,m/s;

?—动能修正系数,取1.05。

(3)半压力流涵洞的流量计算 半压力流涵洞的流量可以按下式计算

Q?m1A2g?H0??1D?

式中: m1—流量系数;

A—洞身断面面积,m2;

?1—修正系数。

(4)非淹没压力流涵洞的流量计算 非淹没压力流涵洞的流量可以按下式计算

Q?m1A2g?H0?iL??2D?

m2?11????2gLC2R

R?A/? C?11/6R n12??????式中:m2—流量系数;

i—洞底坡降;

??3??5??6

?2—修正系数,一般可取0.85;

R—水力半径,m;

?—湿周,m;

C—谢才系数,m0.5/s;

n—糙率,混凝土洞一般取0.014;

??—除出口损失系数以外的局部水头损失系数总和;

?1—进口损失系数;

?2—拦污栅损失系数,与栅条开头尺寸及间距有关,可取0.2~0.3; ?3—闸门槽损失系数,一般可取0.05~0.1; ?5—进口渐变段损失系数,可根据布置型式查表; ?6—出口渐变段损失系数,可根据布置型式查表; 其余符号意义同前。 (5)淹没压力流涵洞的流量计算 淹没压力流涵洞的流量可以按下式计算

Q?m3A2g?H0?iL?h?

m3?1???C2gL2R

??????12??3??4??5??6

2?A??4??1??

?A下?式中:m3—流量系数;

h—出口水深,m;

??—局部水头损失系数的总和;

?4—出口损失系数,设计中可近似取1; A—洞身断面面积,m2;

A下—出口下游过水断面面积,m2。

4.3抗渗稳定复核

(1)抗渗

涵洞因埋在坝下,渗径长度从理论上讲一般都能满足要求,但不少工程实例表明,只满足理论渗径长度还不能确保涵洞的安全运行,还需要采取辅助的防渗构造


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