城區(qū)段加固工程設(shè)計分析

1、城區(qū)段加固工程設(shè)計分析摘要洛陽市邙山渠城區(qū)段竣工至今運(yùn)行60年,運(yùn)行期間因“引黃入洛工程文家溝分水口”位置調(diào)整,將位于櫻桃山莊以東渠道上樁號0+205、0+241處的2座路涵由原來的上游改到了下游,洛北鑄鋼廠（卡口段）渠道經(jīng)過廠區(qū)內(nèi),且部分被廠區(qū)覆蓋。導(dǎo)致渠道阻水嚴(yán)重且水質(zhì)污染,遠(yuǎn)低于原設(shè)計過流能力。故對現(xiàn)狀路涵進(jìn)行拆除重建,對廠區(qū)段的渠道采取永久防護(hù)措施。改造后可保證邙山渠暢通,實(shí)現(xiàn)灌溉、排澇和向?yàn)e河補(bǔ)充景觀用水的規(guī)劃目標(biāo)。關(guān)鍵詞邙山渠；加固工程；渠道建筑物邙山渠位于洛陽市區(qū)北部邙嶺南坡,1957年12月動工修建,1958年竣工,原設(shè)計為農(nóng)業(yè)灌溉渠道,兼顧排澇功能。渠首位于新安縣磁澗鎮(zhèn)金家村

2、西,引澗河水入渠,補(bǔ)充水源為金水河水庫。邙山渠沿邙嶺自西向東流經(jīng)新安縣、洛陽市西工區(qū)、老城區(qū)、瀍河區(qū)至瀍河,全長26km,其中市區(qū)段長15km。渠道設(shè)計引水流量2m3/s,原設(shè)計灌溉面積2.4萬畝。隨著澗河徑流水量的減少,邙山渠首取水困難,灌區(qū)灌溉面積逐步萎縮,目前有效灌溉面積為1.05萬畝。故渠道的主要功能由灌溉變?yōu)槌鞘信潘团艥场?022年對邙山渠城區(qū)段進(jìn)行過治理。1工程段現(xiàn)狀存在的問題（1）位于櫻桃山莊以東渠道上現(xiàn)狀有2座路涵,分別位于渠道樁號0+205、0+241處,因“引黃入洛工程文家溝分水口”位置調(diào)整,由在2座路涵的下游調(diào)整至路涵的上游,導(dǎo)致原設(shè)計過流能力遠(yuǎn)低于2m3/s,阻水嚴(yán)重

3、,急需改造加固改變現(xiàn)狀。（2）洛北鑄鋼廠（卡口段）,該段渠道西接龍興路（原經(jīng)五路）橋,東接龍泉（原經(jīng)六路）長約320m。2004年、2007年該廠分期對該段渠道進(jìn)行硬化改造。其中：一鋼筋砼箱涵結(jié)構(gòu)長約70m,二段為漿砌石渠壁加鋼筋砼框架支撐結(jié)構(gòu)長約190m,三段為砼結(jié)構(gòu)梯形斷面約長60m。該段渠道從廠區(qū)經(jīng)過,且廠房直接建在渠道上,廠區(qū)內(nèi)還有部分渠道被覆蓋,且廠區(qū)的渠底高程比龍興路原經(jīng)五路路涵底設(shè)計渠底高程高1.2m1.4m,使渠道上下游連接不順暢,影響渠道正常過流,且污染嚴(yán)重,見圖1。2工程渠道加固設(shè)計針對目前渠道現(xiàn)狀及存在問題,結(jié)合工程實(shí)際情況,解決邙山渠渠道排水不暢問題,對渠道進(jìn)行改造加固

4、。2.1生產(chǎn)橋生產(chǎn)橋方便渠道兩岸群眾的生產(chǎn)、生活出行,本次拆除現(xiàn)狀路涵,在原址處重建生產(chǎn)橋。為保證生產(chǎn)橋處不阻水,生產(chǎn)橋設(shè)計按渠道設(shè)計水位,加安全超高考慮橋梁底板高程,橋兩端與兩岸現(xiàn)狀路平順連接。上部結(jié)構(gòu)：荷載標(biāo)準(zhǔn)按公路設(shè)計,橋長8m,橋?qū)捑鶠?.0m,凈寬4.5m,橋面板采用c40鋼筋砼空心板（空心板截面為圓孔,2座生產(chǎn)橋橋面共由4塊中板、2塊邊板拼裝而成）,板厚0.42m,各板之間鉸縫采用c40砼,單板兩端封端采用c40砼。主鋼筋采用級鋼筋。下部結(jié)構(gòu):生產(chǎn)橋基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),樁直徑為0.8m,樁長15m蓋梁采用c30砼,橋墩樁、橋墩柱、橋臺樁等采用水下c25砼,主筋采用級鋼筋。樁基承

5、載力計算依據(jù)邙山渠改造加固地質(zhì)報告橋處地質(zhì)剖面圖：橋基土共分4層。設(shè)樁長h為未知數(shù)。依據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（jtjd63-2007）分層進(jìn)行計算：式中：ra為單樁軸向受壓承載力容許值kn；u為樁身周長,u=3.14×0.8=2.512m；li為承臺地面或局部沖刷線以下各土層的厚度,l1取4.5m,l2取7.2m,l3取3.3m,l4為（h-4.5-7.2-3.3）m；qik為與li對應(yīng)的各土層與樁側(cè)的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值,q1k取32kpa,q2k取40kpa,q3k取42kpa,q4k取46kpa；ap為樁端截面面積,a=3.14×0.42=0.5024m2；qr為樁端處

6、土的承載力基本容許值,取282.2kpa,采用下列公式計算：式中：mo為鉆孔樁清底系數(shù),取0.8；k2為樁端以上土層的附加荷載作用的系數(shù)取2；r2為樁端以上土的容重,計算18.7kn/m3；h為樁長,m。由上式求得:ra57.78h-7.7經(jīng)計算：6.0m寬橋梁有4塊中板2塊邊板。（2）可變荷載根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtgd60-2022）,p2627計算可變荷載。公路-級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk計算見表2。計算可變荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.4,永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2,則橋臺單根樁底所受最大垂直力：nmax=1.4×283.88/2+1.2×（107.

7、2+372）/2+1.2×198+1.2×12.56h=723.82+15.1h橋臺樁的上部荷載（上部荷載包括：橋板及鋪裝層、欄板）,則橋墩單根樁底所受最大垂直力nmax=723.82/2+15.1h=361.91+15.1h57.78h-7.7=361.91+15.1h,則h=8.6m,本次取橋臺樁長13m。因左、右橋臺巖性深相差不大,故生產(chǎn)橋橋臺樁長取13m。2.2龍泉路（原經(jīng)六路）以東新建渠道段該段渠道從洛陽德美機(jī)械公司和洛陽力為機(jī)械科技公司廠區(qū)穿過,渠道樁號4+063.44+189.6,長126.2m,目前現(xiàn)況該段渠道為臨時加固措施,且被廠區(qū)覆蓋。為保證渠道安全通水

8、,對廠區(qū)段的渠道采取永久防護(hù)措施,重新設(shè)計。為使該段渠道上下游保持暢通,不存在積水問題,本次采取封閉施工方案,在不拆除渠道上廠房建筑前提下,對原有渠底結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部改造,保證渠道輸水通暢。（1）水力計算參照規(guī)范及相關(guān)資料選擇合適的河道糙率系數(shù)等水力要素,采用明渠均勻流公式推求設(shè)計水位,計算公式如下式中：q為設(shè)計洪峰流量,m3/s,設(shè)計流量2.0m3/s；a為過水?dāng)嗝婷娣e,m2；c為謝才系數(shù)；r為控制斷面水力半徑,m；i為渠道底坡；i=1/3155；n為河道斷面綜合糙率,取0.015。經(jīng)六路以東段渠道水力計算成果見表3。本次改造加固措施：拆除原臨時加固渠道,對該段渠道采用永久加固措施,渠道設(shè)計斷面

9、采用矩形斷面型式,渠道的設(shè)計流量與原渠道相同,渠道底寬4m,渠深3m,縱坡1/3155,底板采用厚0.2m的c20現(xiàn)澆砼襯砌；側(cè)墻采用現(xiàn)澆c20砼重力式擋土墻,擋墻頂寬0.5m,底寬2.38m,擋墻高3m。渠道和側(cè)墻橫向每5m設(shè)一道伸縮縫,縫寬2cm,縫內(nèi)填聚乙烯閉孔低發(fā)板。進(jìn)口底板高程與龍泉路（原經(jīng)六路）涵洞出口底板高程相接,出口底板高程與原設(shè)計渠道底高程連接。3結(jié)語洛陽市邙山渠城區(qū)段治理工程建成后大大提高了區(qū)域的行洪能力、過流能力,提高了下游灌溉能力,改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。大大保護(hù)了沿線其他設(shè)施安全和下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全。該工程改造加固后,將發(fā)揮城市的河渠生態(tài)用水,美化城市及渠道環(huán)境,改善居民的生存生活條件、提高城市品位,將給居民及游客提供一個休閑和娛樂的場所,為實(shí)現(xiàn)“引黃濟(jì)瀍”提供重要保障。因此該工程實(shí)施后,促進(jìn)北部嶺區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,帶動沿渠兩岸地塊開發(fā),不僅可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益,而且可獲得較大的社會和環(huán)境效益。作者：蔡旭陽 單位：洛陽市河渠管