淮河流域涵洞檢測方法及病害特征研究

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1、成果編號：材密級：內(nèi)部水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目項(xiàng)目編號：Gq410001淮河流域涵洞病害特征與檢測復(fù)核計(jì)算方法淮河流域涵閘工程安全評估關(guān)健技術(shù)研究專題報(bào)告之二南京水利科學(xué)研究院二○一三年三月項(xiàng)目名稱：淮河流域涵閘工程安全評估關(guān)健技術(shù)研究項(xiàng)目性質(zhì)：水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目任務(wù)書編號：201101013項(xiàng)目編號：S411004項(xiàng)目來源：水利部國際合作與科技司中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：陳燦明黃衛(wèi)蘭項(xiàng)目參加人：黃衛(wèi)蘭陳燦明金初陽李弘王宏徐銀鳳賈寧一陳健鄧昌李建吳喬張淼李森林陸道彪賴艷燕報(bào)告編寫人：黃衛(wèi)

2、蘭陳燦明金初陽李弘報(bào)告評審人：唐崇釗（教授級高工）、丁偉農(nóng)（高級工程師）報(bào)告審查人：胡少偉（教授級高工、所長）報(bào)告審批人：胡少偉（教授級高工、所長）目錄1.前言42涵閘的結(jié)構(gòu)與病害特征分析42.1涵閘的結(jié)構(gòu)特征42.2涵閘的主要病害與特征103涵洞病害與特征參數(shù)檢測方法153.1涵閘主體結(jié)構(gòu)材料特征參數(shù)153.2涵閘主體主要施工缺陷173.3涵閘的老化病害183.4涵閘運(yùn)行損傷243.5其它254涵洞特征參數(shù)安全復(fù)核計(jì)算方法264.1防洪能力復(fù)核264.2過流能力復(fù)核264.3抗?jié)B穩(wěn)定復(fù)核294.4消能防沖復(fù)核304.5洞

3、身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度復(fù)核344.5.1洞頂垂直土壓力計(jì)算344.5.2側(cè)向水平土壓力計(jì)算354.5.3水壓力計(jì)算364.5.4汽車車輛荷載計(jì)算394.5.5自重力計(jì)算404.5.6涵洞的結(jié)構(gòu)計(jì)算405小型涵洞現(xiàn)場檢查與核查方法466結(jié)論與建議49涵洞檢測方法及病害特征研究1.前言淮河流域穿堤涵洞眾多，也是歷年防汛的重點(diǎn)。但由于工程規(guī)模小，管理較為薄弱，目前涵洞的安全鑒定并沒有專門的規(guī)定，在進(jìn)行除險加固時也往往僅做簡單的檢測，有的檢測都沒有，給堤防工程的安全運(yùn)行造成很大的影響。因此，針對淮河流域水利工程中水閘和穿堤涵洞眾多的特點(diǎn)，開展

4、淮河流域涵閘工程安全評估關(guān)鍵技術(shù)研究，建立適合流域特點(diǎn)的涵閘工程安全評估體系，為主管部門提供決策依據(jù)、為已建工程管理和工程除險加固提供技術(shù)支撐是十分必要的。為此，針對淮河流域水利工程中水閘和穿堤涵洞眾多的特點(diǎn)，2011年度水利部設(shè)立公益性行業(yè)科研專項(xiàng)資金項(xiàng)目《淮河流域涵閘工程安全評估關(guān)鍵技術(shù)研究》，通過淮河流域涵閘工程安全評估關(guān)鍵技術(shù)研究，提出淮河流域涵閘工程的安全評估方法，建立淮河流域涵閘工程安全評估體系，對流域涵閘工程的安全狀態(tài)做出符合實(shí)際的評價分級，為即將開展的淮河流域大中型病險水閘除險加固提供技術(shù)支持，加快流域涵閘

5、工程除險加固的進(jìn)程。另外該成果也可對流域內(nèi)現(xiàn)有涵閘運(yùn)行風(fēng)險作出評估，為防洪減災(zāi)提供技術(shù)支撐，減少由于涵閘工程失事所造成的損失。根據(jù)項(xiàng)目分工，本課題主要承擔(dān)淮河流域病險水閘的資料收集、補(bǔ)充檢測、資料分析和病害特征的研究工作。本報(bào)告主要分析研究了涵洞的結(jié)構(gòu)與病害特征，對涵洞的檢測方法和病害特征進(jìn)行研究。2涵閘的結(jié)構(gòu)與病害特征分析2.1涵閘的結(jié)構(gòu)特征在水利工程各種建筑物中，涵洞工程的規(guī)模相對較小，結(jié)構(gòu)型式也比較簡單，但數(shù)量卻是較多的。涵洞一般由進(jìn)口建筑物（段）、洞身（段）、出口建筑物（段）三大部分組成。涵洞洞身結(jié)構(gòu)型式主要有箱涵

6、、蓋板涵洞、拱涵及圓管涵等。進(jìn)口、出口的建筑物常用的有八字式洞口、端墻（一字墻）式洞口、扭曲面式洞口及跌水式洞口等。（1）按涵洞功能分類根據(jù)涵洞的功能可分為輸水涵洞及排（引）水涵洞兩大類。1）輸水涵洞輸水涵洞一般位于輸水渠道上，與上下游渠道相連，輸送渠水。當(dāng)輸水渠道與公路、鐵路、河溝或另一渠道交叉時需要設(shè)置輸水涵洞。2）排（引）水涵洞排水涵洞是取水輸水工程中最多的一種涵洞類型，其作用是排泄洪水或澇水。平原地區(qū)河道兩側(cè)低洼地帶在汛期常因降雨形成內(nèi)澇積水，多修建排澇涵洞排水。在這種情況下，需在涵洞進(jìn)口設(shè)閘門控制，在河水位較高時

7、，關(guān)閉閘門以防河水倒灌，當(dāng)河水位較低時再開閘排澇。排水渠系中的各級排水溝與道路或渠道相交時，需在道路或渠下設(shè)置排水涵洞，這類排水涵洞規(guī)模多較小，一般多為預(yù)制鋼筋混凝土管。（2）按洞身結(jié)構(gòu)布置型式分類涵洞按洞身結(jié)構(gòu)布置型式主要分為箱涵、蓋板涵洞、拱涵及圓管涵等。1）箱涵箱涵為矩形斷面現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)承載能力高。流量及洞徑較大或內(nèi)水壓力較大的涵洞多采用箱涵，如南水北調(diào)中線總干渠上的排水涵洞及渠涵（暗渠）均采用箱涵，其排水涵洞的孔寬一般為3m左右，孔數(shù)為1～3孔；渠涵（暗渠）每孔的寬度為6m左右，2孔或3孔

8、一聯(lián)。2）蓋板涵洞蓋板涵洞的蓋板一般為預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，側(cè)墻及底板根據(jù)洞徑及荷載大小，可分別采用漿砌石、素混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。蓋板涵洞的優(yōu)點(diǎn)是施工簡單，但因蓋板為簡支結(jié)構(gòu)，因此其承載能力相對較低，且防滲條件差，因此多用于中等規(guī)模及洞頂填土高度不大的無壓涵洞。一般從居民區(qū)附近經(jīng)過的輸水暗渠多采用蓋板