级渠道的分水口设臵了现浇砼节制分水闸，在乡间道路与渠道相交处修建跨渠车桥，在流域洪水支沟与渠道的交叉处布臵跨渠过洪建筑物，在渠道纵坡较陡的地方设臵了跌水，增设量水堰。
该工程计划修建渠道1条，长4km，设计引水流量0.05m/s，加大流量0.07m/s，采用D60“U”型砼预制件进行安装衬砌。修建各类渠系建筑物30座，其中：分水口14座，农桥16座。工程灌溉总面积600亩。
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5 工程布置及工程设计
5.1设计依据
⑴《武威市小型灌区节水改造规划》；
⑵《水利水电工程可行性报告编制规程》ＤＬ5020—93； ⑶《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000 ⑷《甘肃省水文图集》；
⑸《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99； ⑹《渠道防渗工程技术规范》SL18－91； ⑺《渠系工程抗冻胀设计规范》SL23—91； ⑻《节水灌溉技术规范》SL207—98；
⑼《水工钢筋混凝土结构设计规范》（试行）SDJ20—78； ⑽《水工混凝土结构设计规范》SL/T191—96等有关规范、规程及标准；
5.2 工程等别及建筑物级别
刘庄灌溉渠道工程改建后控制浇灌面积600亩，依照《水利水电工程等级划分及洪水标准》及《灌溉与排水工程设计规范》规定，工程属Ⅴ等小⑵型工程，渠道及其建筑物按5级设计，防洪标准按10年一遇洪水设计，建筑物地震设防烈度为8度。 5.3 工程设计
5.3.1渠道设计
根据渠道现状存在问题，本次修建工程遵循的原则为：
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⑴原土渠渠线不变，尽可能利用现有渠床，进行渠道及其建筑物的修建。
⑵ 对过陡或过缓纵坡进行调整，使其满足渠道不冲不淤流速要求。
⑶ 采用抗冻胀性能较好的渠道横断面型式及抗冻胀工程措施，增强渠道的抗冻胀能力。
⑷ 对渠道沿线山洪予以引导,防止进入灌溉渠道。 ⑸ 提高渠道水利用率，减少水量损失,提高灌溉保证率。 5.3.2渠道设计流量确定
从灌水率图上得知，本工程的最大灌水率为qmax=0.39 (m/s)/万亩。则：
设计流量Q设=qmax×A/η灌=0.06×0.39/0.522=0.05m/s 加大流量Q加=1.35Q设=1.35×0.05≈0.07m/s 5.3.3渠道衬砌型式的比较与确定
刘庄灌溉渠道工程渠道设计采用造价经济、技术合理的预制砼U形件衬砌的断面型式，作为本次设计渠道的衬砌型式，且砼预制“U”型渠槽衬砌的渠道具有防渗效果好，水力条件好和抗外力性能强，减小冻胀破坏，省工省料，便于施工等优点。每个D60“U”型渠槽预制长度为0.98m，厚度为6cm，采用C20砼预制。U形断面渠道设计参数：渠深55cm，渠口宽58cm，圆弧半径30cm，圆心角153°。安装勾缝宽度为4cm，用M10预缩砂浆勾缝，每10m设一条沥青砂浆伸缩缝。
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5.3.4渠道横断面设计 5.3.4.1水力计算 按明渠均匀流公式Ｑ?ACR i进行横断面水力计算，计算中渠道
糙率取值，参考《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99附录E渠床糙率表，并结合灌区已建工程设计、施工、运行情况取值，预制板砌筑糙率采用n=0.017，浆砌石砌筑糙率采用n=0.025。
渠道允许不冲流速，参考《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99附录F防渗衬砌渠道允许不冲流速砼预制块参数υ不冲=5m/s，算得设计渠道最大流速为1.18m/s，小于允许不冲流速，满足渠道运行中的抗冲要求。
渠道允许不淤流速，参照武汉水利电力大学郭元裕主编《农田水利学》第三版介绍的黄河水利委员会水利科学研究所的不淤流速计算公式：
υcd=C0 Ｑ =0.4×0.85=0.36m/s
式中：υcd ——渠道不淤流速，m/s；
C0 ——不淤流速系数，取0.4；
Ｑ——渠道设计流量，m/s，计算中取0.85。
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0.5
0.5
根据渠道设计断面，计算得最小流速为0.65m/s，大于允许不淤流速0.36m/s，满足渠道运行中不淤流速的要求。
5.3.4.2防冻胀设计
依据《渠系工程抗冻胀设计规范》SL23—91，按渠道的不同部位进行抗冻胀计算。
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⑴ 标准冻深H0
采用气象站多年平均冻深作为该区的标准冻深149cm。 ⑵ 设计冻深Hd
Hd?Kp?Kd?Kz?H0
式中，Hd——工程设计冻深cm；
Kp ——频率模比系数（KP按Ⅴ级建筑物考虑，由KP—H曲线
查得KP=1.13）。
Kd——考虑日照及遮荫程度的修正系数
1.0
Kz——地下水影响系数，选取
⑶ 冻胀量h
各级渠道沿线为砂类土，其冻胀量计算按《渠系工程抗冻胀设计规范》SL23—91第2.2.4条推荐的砂类土的冻胀量计算式(2.2.4)进行。项目区土的天然干密度取1.5g/cm，冻结指数的多年平均值为1500?〃d，平均冻土深度1.49m，冻结期6个月。据调查，整个渠线地下水埋深均大于3m。
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h??p?f?Hd100i
?p?e???p
f?? 2（ω－β2ωp）
式中，?p——荷载修正系数，计算得0.06
Pi——计算点上地基的荷载强度等于200KPa；
?——土地的干密度?d有关的系数，查得?=0.014
f
——土的平均冻胀强度（%）
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