鋼筋混凝土箱涵在渠道滑坡治理中的應(yīng)用

1、鋼筋混凝土箱涵在渠道滑坡治理中的應(yīng)用顧友新(長豐縣永豐水庫管理所，安徽合肥231100)1工程概述長豐縣羅戶滑坡位于淠史杭灌區(qū)淠河總干渠瓦東干渠尾部李崗機耕橋至杜集水庫進水閘段陳崗切嶺上的杜集鄉(xiāng)羅戶村。該干渠自李崗機耕橋至杜集水庫進水閘長2710m，于1970年人工開挖。設(shè)計灌溉面積051llYm，設(shè)計流量，設(shè)計水位4104m～4100m，渠底比降1：5000，底寬40m，渠底高程3903m一3850m，正常水深20m一25m，渠道邊坡

2、1：20，切嶺段堤頂高程達500m。羅戶滑坡始發(fā)于1994年，當(dāng)時滑坡較小。1998年起，滑坡位移速度加快，滑體已嚴(yán)重阻塞干渠，直接影響杜集水庫(中型)進水和杜集、沛河兩鄉(xiāng)的農(nóng)田灌溉以及人民群眾生活用水。因此，必須盡快實施瓦東干渠羅戶滑坡治理工程，緩解江淮分水嶺北側(cè)的杜集、沛河鄉(xiāng)干旱缺水問題。2現(xiàn)狀和成因羅戶滑坡段屬于陳崗切嶺滑坡總長度170m，其中上游左巖滑坡長40m?；诟?0m，滑體超越渠道中心；下游左岸滑坡長60m、寬30m，滑

3、壁高15m；右岸滑坡長70m、寬30m，滑壁高15m；右岸滑坡長70m、寬30m，滑壁高20m，此處兩岸滑坡對稱下滑，滑舌相接，嚴(yán)重阻礙干渠通水。滑坡最大滑動面深度54m，滑動面殘余強度指標(biāo)：Cp=003—007kg／om，q~r=_4o5013oO0。從以往長豐縣瓦東干渠新集、舒崗、古樓崗及萬崗等多處滑坡的原因，結(jié)合該滑坡的地形、地貌和地質(zhì)條件進行分析，羅戶滑坡的主要原因是：①地體裂隙發(fā)育，土體被多方裂縫分割成棱塊，渠道開挖后，由于卸

4、荷膨脹，裂隙張開，雨水人浸后，在土體中的裂隙間形成軟弱結(jié)合面，從而削弱了土體的強度；②羅戶滑坡段最大挖深6m，最大堆土高度5m，渠道施工中邊坡未留平臺或馬道，棄土一直沿邊坡坡腳堆到堤頂，從而增大了渠道邊坡的高度；③渠道開挖后，渠堤兩側(cè)均未及時做排水設(shè)施，同時堆土區(qū)也未做草皮等植被保護，在遇到長時間大降雨后。雨水通過渠堤表層裂隙滲人坡體，使坡內(nèi)的土體逐漸軟化，時間一長使邊坡失穩(wěn)；④管理不得力，防治不及時等。3方案選擇和箱涵設(shè)計31方案選擇

5、本著技術(shù)可靠、節(jié)省經(jīng)費、確保效益的原則，長豐縣邀請省、市有關(guān)水利專家，針對滑坡治理方案進行了深入分析和研究。根據(jù)該處滑坡的現(xiàn)狀趨勢及其特點，如采用人工減載或混凝土樁錨方案，一是土方量較大，必須征地堆土；二是工期長、造價高，可靠性差。綜合了該處滑坡具有對稱性的特點，以及在170m長滑坡段內(nèi)渠道左右和上下有多處小滑坡正在發(fā)展的趨勢，一致同意采用涵洞方案進行治理。在涵洞的形式選擇中，進一步比較鋼筋混凝土箱涵、漿砌石拱涵、漿砌石重力擋土墻加支撐

6、等3種形式。首先選取單寬lm對3種型式的斷面進行比較。①鋼筋混凝土框架箱涵：每米工程量：土方41m3、鋼筋混凝土384m3~每米投資029萬元；優(yōu)點：造價底、造田04hm，技術(shù)可靠；缺點：水位須降低007m，施工難度較大。②漿砌石拱涵：每米工程量：土方38m3漿砌石131m3~混凝土28m，，每米投資043萬元；優(yōu)點：造田04m，技術(shù)可靠；缺點：造價較高，水位須降低007m，施工難度較大。③漿砌石重力擋土墻加支撐：每米工程量，土方24m

7、、漿砌石187m，、每米投資046萬元；優(yōu)點：施工難度??；缺點：造價高，方案可靠性差，水位須降低003m。經(jīng)過上述綜合比較最后確定選用鋼筋混凝土箱涵。32箱涵的設(shè)計321水力計算設(shè)計流量Q=71m3，s，箱涵斷面凈尺寸30mz25m2入水口渠底高程△。=3875，水位H=4102m，水深Ho=227m，渠底寬B=40m，邊坡1：20，渠底比降i=1：3300。L／Ho=170／227=7491OH。，按明渠均勻流計算，其計算成果：①涵內(nèi)

8、正常水深ho=22m；②進口涵底高程A2=3875m；③出水口涵底高程A=3872m；④下游渠底高程／k4=3868m；(~)T游水位為4095m。322箱涵結(jié)構(gòu)設(shè)計采用C20鋼筋混凝土箱涵，計算寬度33m、高度28m，涵壁厚03m，取鋼筋混凝土容重為25t／m3土容重為20t／m3涵頂填土厚14m。計算簡圖如圖1。①桿端彎矩計算：查，表計算桿端彎矩為：M^：MB=一151—063—052=266”MMD==一240063063=366

9、②剪力計算如圖2，Q仰=553t，QB^=一553tQBD=4384Qr~=687t，Q762t，Q762t，Q687t，Q438t266266)0622∈一一一——、；6／，＼I366266360圖2【單位：t—m)③跨中彎矩計算：AB段Mm~=190CD段Mm=263DB、CA段M=062④彎矩圖。⑤配筋計算：保護層a=25m，II級鋼筋R=3400kg／cm，k=l5hs=275cm，in∞混凝土R~=140kg／cm，公式KMt

10、FaRg(hox／2)，x=F~g／bR~O55h。，計算結(jié)果：頂板配筋：3~16@330，Ag=603cm，(計算值A(chǔ)g=439cm)底板配筋：4q~16@250，Ag=804cm，(計算值A(chǔ)g=605em。)側(cè)墻配筋：4qb16@250，Ag=603cm，(計算值A(chǔ)g=439cm)⑥剪力校核：R=110kg／cm007bhoK。=212t，03bhoR~=908t，KQ~=885一l219t(k取16)因為KQ~03)，斷熱鋁中空玻

11、璃已很難滿足節(jié)能計算的要求，建議直接選用斷熱鋁LOW—E中空玻璃，墻面保溫層的厚度則根據(jù)計算確定。②窗墻面積比較小時(約≤025)，斷熱鋁中空玻璃基本可滿足節(jié)能計算的要求，同時墻面擠塑聚苯板保溫層選用25ram即可(選用20mm厚的擠塑聚苯板會導(dǎo)致墻面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大于10，不能滿足規(guī)定的傳熱系數(shù)限值)。③窗墻面積比介于025和03之間時，可以選擇較薄的外墻保溫材料配合斷熱鋁LOW—E中空玻璃的外窗或者稍厚的外墻保溫材料配合斷熱鋁普通中空玻璃

12、的外窗，這兩種方案都可以滿足節(jié)能計算的要求，此時可以通過比較這兩種方案的造價來確定最終的節(jié)能方案。在規(guī)定性指標(biāo)節(jié)能計算書中會有外窗和外墻的面積統(tǒng)計，與該材料的單價相乘即可得出總價格，比較兩種方案的造價，選擇造價較低的即可。表3與表4為鋁合金窗和擠塑聚苯板的單價估算表。在節(jié)能計算的過程中，我們發(fā)現(xiàn)通常修改外窗玻璃的類型比修改外墻厚度更易改變計算結(jié)果，所以在造價許可的前提下，可以選用斷熱鋁LOW—E中空玻璃的外窗，這樣可以較大程度的減少外墻