钢筋混凝土箱涵在渠道滑坡治理中的应用

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发布时间：2021-12-13

资料介绍

长丰县罗户滑坡位于淠史杭灌区淠河总干渠瓦东干渠尾部李岗机耕桥至杜集水库进水闸段陈岗切岭上的杜集乡罗户村。该干渠自李岗机耕桥至杜集水库进水闸长 2710m，于 1970 年人工开挖。设计灌溉面积 0．51×llYm ，设计流量，设计水位 41．04m～41．00m，渠底比降 1：5000，底宽 4．0m，渠底高程 39．03m一38．50m，正常水深 2．0m一2．5m，渠道边坡 1：2．0，切岭段堤顶高程达 50．0m。罗户滑坡始发于 1994年，当时滑坡较小。1998年起，滑坡位移速度加快，滑体已严重阻塞干渠，直接影响杜集水库 (中型)进水和杜集、沛河两乡的农田灌溉以及人民群众生活用水。因此，必须尽快实施瓦东干渠罗户滑坡治理工程，缓解江淮分水岭北侧的杜集、沛河乡干旱缺水问题。 2 现状和成因罗户滑坡段属于陈岗切岭滑坡总长度 170m，其中上游左岩滑坡长 40m。滑壁高 2．0m，滑体超越渠道中心；下游左岸滑坡长 60m、宽 30m，滑壁高 1．5m；右岸滑坡长 70m、宽 30m，滑壁高 1．5m；右岸滑坡长 70m、宽 30m，滑壁高 2．0m，此处两岸滑坡对称下滑，滑舌相接，严重阻碍干渠通水。滑坡最大滑动面深度 5．4m，滑动面残余强度指标：Cp=0．03—0．07kg／om ， q~r=_4o50 13oO0 。从以往长丰县瓦东干渠新集、舒岗、古楼岗及万岗等多处滑坡的原因，结合该滑坡的地形、地貌和地质条件进行分析，罗户滑坡的主要原因是：①地体裂隙发育，土体被多方裂缝分割成棱块，渠道开挖后，由于卸荷膨胀，裂隙张开，雨水人浸后，在土体中的裂隙间形成软弱结合面，从而削弱了土体的强度；②罗户滑坡段最大挖深 6m，最大堆土高度 5m，渠道施工中边坡未留平台或马道，弃土一直沿边坡坡脚堆到堤顶，从而增大了渠道边坡的高度；③ 渠道开挖后，渠堤两侧均未及时做排水设施，同时堆土区也未做草皮等植被保护，在遇到长时间大降雨后。雨水通过渠堤表层裂隙渗人坡体，使坡内的土体逐渐软化，时间一长使边坡失稳；④管理不得力，防治不及时等。 3 方案选择和箱涵设计 3．1方案选择本着技术可靠、节省经费、确保效益的原则，长丰县邀请省、市有关水利专家，针对滑坡治理方案进行了深入分析和研究。根据该处滑坡的现状趋势及其特点，如采用人工减载或混凝土桩锚方案，一是土方量较大，必须征地堆土；二是工期长、造价高，可靠性差。综合了该处滑坡具有对称性的特点，以及在 170m长滑坡段内渠道左右和上下有多处小滑坡正在发展的趋势，一致同意采用涵洞方案进行治理。在涵洞的形式选择中，进一步比较钢筋混凝土箱涵、浆砌石拱涵、浆砌石重力挡土墙加支撑等 3种形式。首先选取单宽 lm对 3种型式的断面进行比较。①钢筋混凝土框架箱涵：每米工程量：土方 41m3、钢筋混凝土 3．84m3~每米投资 0．29万元；优点：造价底、造田0．4hm，技术可靠；缺点：水位须降低 0．07m，施工难度较大。②浆砌石拱涵：每米工程量：土方 38m3浆砌石 13．1m3~．混凝土 2．8m，，每米投资 0．43万元；优点：造田 0．4m ，技术可靠；缺点：造价较高，水位须降低 0．07m，施工难度较大。③浆砌石重力挡土墙加支撑：每米工程量，土方 24m、浆砌石 18．7m，、每米投资 0．46万元；优点：施工难度小；缺点：造价高，方案可靠性差，水位须降低 0．03m。经过上述综合比较最后确定选用钢筋混凝土箱涵。 3．2箱涵的设计 3．2．1水力计算设计流量 Q=7．1m3，s，箱涵断面净尺寸 3．0mz×2．5m2,入水口渠底高程 △。=38．75，水位 H．=41．02m，水深 Ho=2．27m，渠底宽 B=4．0m，边坡 1：2．0，渠底比降 i=1：3300。 L／Ho=170／2． 27=74．9>1OH。，按明渠均匀流计算，其计算成果：①涵内正常水深 ho=2．2m；②进口涵底高程 A2=38．75m；③出水口涵底高程 A=38． 72m；④下游渠底高程／k4=38．68m；(~)T游水位为 40．95m。 3．2．2箱涵结构设计采用 C20钢筋混凝土箱涵，计算宽度 3．3m、高度 2．8m，涵壁厚 0．3m，取钢筋混凝土容重为 2．5t／m3,土容重为 2．0t／m3,涵顶填土厚 1．4m。计算简图如图 1。 ①杆端弯矩计算

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