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南水北调总干渠吴陈沟排水倒虹吸布置设计简述
2021-08-30 21:07:02 来源:《科学与财富》2020年第08期 作者:单夺权 【 】 浏览:236次 评论:0

 

摘 要:南水北调总干渠穿越大小河流百余条,依据河流流域状况對相邻近的交叉河流进行适当归并,归并后交叉断面以上集流面积<20km2的河沟,因其一般从总干渠的左岸流向右岸,故称为左岸排水建筑物。吴陈沟排水倒虹吸工程属于南水北调中线总干渠河南段左岸排水倒虹吸工程之一。本文对吴陈沟排水倒虹吸的布置设计简述,希望能够为相关工程提供有益参考。

       关键词:南水北调;吴陈沟;排水倒虹吸;布置设计

       1.工程概况

       吴陈沟排水倒虹吸工程位于河南省新郑市新村乡吴陈村南约0.4km处,是南水北调中线工程总干渠与吴陈沟之交叉建筑物,为沙河南~黄河南渠段第三标段的第57座左岸排水工程,沟道与总干渠交叉断面处桩号为SH(3)130+519.8,大地坐标:X=3813109.399,Y=472692.329。交叉断面以上集水面积2.90km2,天然情况下50年一遇设计洪峰流量59m3/s、200年一遇校核洪峰流量84m3/s。

       2.干渠简介

       工程交叉处总干渠设计流量305m3/s,加大流量365m3/s,相应水位分别为122.945m、123.561m。总干渠在此处为半挖半填渠段,渠道断面要素为:渠底高程115.945m,渠道底宽24.50m,比降1/28000,糙率0.015,内边坡1:2.0,外边坡1:1.5,左岸堤顶高程为127.62m,右岸堤顶高程为126.41m,堤顶宽度为5m。左右岸沿外堤脚线向外设防护林带及左岸设截流沟。

       3.水力计算与管身断面确定

       鉴于吴陈沟天然情况下即是蓄滞洪区,干渠建成之后,原来的水位流量关系会发生变化。因此考虑适度淹没,从而减小工程规模。基本思路是:拟定不同的断面尺寸,通过确定率定曲线,进行调洪演算,最后得出合适的断面。本工程可确定断面尺寸为2-2.5×2.5m,工程后50年一遇洪峰流量35m3/s、200年一遇洪峰流量40m3/s。

       4.工程布置

       吴陈沟排水倒虹吸工程与总干渠正交,主要由进口连接段、管身段、出口消能防冲段等部分组成。上游河底高程124.00m,下游河底高程123.30m。上游设计水位126.12m,下游设计水位124.45m,工程设计水头1.67m。总长226.19m。

       a) 进口段

       进口段总长取48.19m。其中护砌段(M7.5浆砌石)长10.00m,底部高程124.00m,梯形断面,边坡1:2,厚300mm。渐变段(M7.5浆砌石)水平长18.19m,底部为斜坡式,坡度1:5,高程降至120.36m,厚300mm。水平连接段(C20混凝土)长20.00m,厚500mm,两侧设半重力式圆弧翼墙,半径26m,圆心角55.81°,高程取200年校核洪水位加0.3m,故翼墙高6.47m。胸墙位置与孔口平齐。参照南水北调中线工程河南段左岸排水建筑物有关设计,进口不设拦污栅、工作闸门、检修门。如须进行检修,可通过在非汛期修筑临时围堰进行检修。进水口不设沉砂池,为减轻管内清淤工作量,于护砌段末端设置小型拦砂坎,坎高0.5m。

       b) 管身段

       管身由进口斜管段、水平管段和出口斜管段三部分组成,采用现浇钢筋混凝土双孔截面,单孔截面2.5m×2.5m。其中进口斜管段水平投影长50m,进口斜管段坡度为1:5.5;水平管段长26m,管顶埋深取1.5m;出口斜管段水平投影39m,出口斜管段坡度为1:5.5。倒虹吸进口高程取10年一遇设计洪水降低0.5m,故底板高程为120.36m,斜管与水平管段采用圆弧轨道连接,圆弧半径12.5m,圆心角10.30°。

       c) 出口消能防冲段

       此段主要由消力池段、海漫段和防冲槽组成。出口消力池段紧接倒虹吸出口,长15.0m,底板高程118.36m,两岸为半重力式岸墙,高程取200年一遇下游校核洪水位加0.3m,故挡土墙高6.48m。;海漫段总长43m,由22m的斜坡段和21m水平段组成,斜坡段坡度1:5。水平段底板高程123.30m,M7.5浆砌石护底,底板厚300mm;为防止海漫底部遭受冲刷,在海漫末端设防冲槽,深2.0m,底宽2m,上游坡1:1.5,下游坡1:1。

       5.总结

       本文是作者毕业设计中关于吴陈沟排水倒虹吸设计的一部分,综合反映了南水北调总干渠河南段左岸排水建筑物布置设计的一般特点,希望能够对同类工程提供借鉴。

       参考文献:

       [1] 李惠英,田文铎,阎海新.倒虹吸管[M].北京:中国水利水电出版社,2006:15-50.

       [2] 赵廷华.南水北调中线河南段左岸排水倒虹吸工程设计[J].南水北调与水利科技,2008,6:24-25

       作者简介:

       单夺权(1996.12-)男,汉族,河南省永城市,本科生,研究方向:水利水电工程


Tags:南水北调 干渠 吴陈沟 排水 布置 设计 简述 责任编辑:巴山一民
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