排水涵洞_secret.doc

排水涵洞
1、工程布置
为消除某区废石堆形成废渣流，在废石堆东北侧冲沟位置修建196m长排水涵洞，排水涵洞进口地面标高908.10m，出口地面标高818.50m。
2、结构设计
排水涵洞采用浆砌石块拱形断面，长196m（其中进口2m为喇叭口），宽1.8 m，高2.2m。基础采用0.4m×1.55m条型基础，涵洞内底铺设0.2m的C20砼护底，基础和护底下铺设0.1m厚的碎石垫层，侧墙高1.9m，侧墙顶厚0.95m，底厚1.3m，拱矢高0.3m，拱顶厚0.3m，拱脚厚0.5m，拱弧半径1.5m。对于底板较陡地段需设消力坎。消力坎断面为直角三角墩0.5*0.5 m（高*宽）,坡降1:0208-1：0.737（详图见图册）。
具体尺寸计算如下：
平拱的矢高f与跨度l比f/l一般在1/5～1/10。
取f/l=1/6则l=180cm，f=300cm,r=150cm。
1）拱顶厚度，采用石拱f0=1.57（r+l/2）0.5+6=1.57（150+180/2）0.5=30.3cm。
取t0=30cm。
拱角厚度：t1(1.5～2.0)t0=45～60cm。
2）侧墙顶厚：a=0.2r+0.1f+60=0.2×150+0.1×300+60=120cm。
3、流量及强度验算
（1）排水涵洞断面流量校核：
水力计算：
QP=φSPF
式中： QP—流量（m3/s）
φ—径流系数（因比较陡峭，取0.9）
SP—设计降雨强度（90.7mm/h）
F—汇水面积(m2)
QP=0.9*90.7/1000/3600*1.31*106=29.70 m3/s
排水涵洞水力计算：

排水涵洞过流量计算公式：
Q=WC（Ri）0.5=W(R2)1/3i1/2/n
公式中：Q—断面过流量
i—排水涵洞水力坡降
R—水力半径(m)
C—流速系数(m2/s)
W—过流断面面积(m2)
R=（b+mh）h/[b+2(1+m2)0.5h]
W=(b+mh)h
m=ctgθ，为边坡系数，θ为边坡顶角
b=沟底宽(m)
h=水深（m）
n=粗糙率（取0.017）
Q=1.8*2.2*0.6391/6/0.017*(0.639*0.20)0.5=77.28（m3/s）
坡降为1：0.20的能满足设计要求。
同理可得其他坡降断面均能满足设计要求。
（2）排水涵洞强度验算：
1） 拱顶抗剪强度验算：
竖向荷载：顶面假顶填渣3m厚； r1矿渣重度17kN/m3, r石块石重度26.4kN/m3, M10砂浆块石抗剪强度0.22MPa。
Q拱竖=r1·H=17×3=51kN，
G自=rz·h=26.4×0.3=7.92kN，
Q总=Q竖+G自=51+7.92=58.92kN
P总= Q总/A=51+7.92=58.92kN÷（1×1）=0.05892MPa<0.22MPa
满足要求
2）侧墙抗剪强度验算
e=ζr1H1
式中：ζ——系数，对一般砂性和较干的粘性土，可采用0.35～0.45，本例取0.45。
H1——填土平面至计算截面高度
E=0.45×17×(3+0.6+2.2)÷(1×1)=44.37kN/㎡=0.04437MPa<0.22MPa 。
侧墙抗剪满足要求。
3）侧墙抗压强度验算：
Q竖墙=G拱自×1.8/2+Q拱竖×（1.8+1.9）/2=7.92×1.8/2+51×3.7/2=101.478kN
G墙自=（0.55+1.5）×2.8/2×26.4=75.76kN
Q总2=101.478+75.768=177kN
P竖=177÷（1×1）÷1000=0.177MPa<3.17MPa
MU30石材强度，M10砂浆强度，毛石砌体抗压强度设计值为3.17MPa。
验算满足要求。
4、工程量：详见表4-2。
排水涵洞工程量统计表 表4-2
序号
项目名称
计算式或基数
单位
工程量
1
挖漂石
(0.5*1.55*2+0.3*1.6+0.15*0.5/2*2)*194（涵洞）+(0.5*0.95*2+0.3*1.8)*2（喇叭口）
m3
411
3
填方
0.15*0.5/2*2*194
m3
15
4
拱料石
0.75*194
m3
146
5
侧墙块石
2.4*2*194（涵洞）+0.95*2.3*2（喇叭口）
m3
936
6
基础块石
0.4*1.55*2*194
m2
241
7
碎石垫层
4.7*0.1*196（涵洞）+3.75*0.1*2（喇叭口）
m2
93
8
C20护底砼
0.2*1.6*194（涵洞）+0.2*1.8*2（喇叭口）
m3
63
9
勾缝
1.9*2*194（涵洞）+1.9*2*192（喇叭口）
m2
745
10
抹面
1.8*194（涵洞）+1.8*2（喇叭口）+0.893*3*1.8*5（消力坎）
m
377
11
消力坎C20砼
0.789*1.8*5
m3
7
12
伸缩缝
7.36*19
m3
145
5、 施工要求
（1）基坑
基坑采用挖掘机开挖、预留20cm左右人工清底，和整修基坑尺寸，基坑开挖完成后，按设计要求检测基底承载力，当基底承载力符合设计要求并经监理工程师隐蔽检查签证后，回填砂砾垫层，拉线砌筑基础和涵身。
（2）基础及涵身砌筑
①涵基和涵身砌筑时先按设计位置进行放样及挂线，放样挂线经过现场核对合格而后采用挤浆法和坐浆法进行砌筑。施工中经常检查挂线架是否牢固以及挂线位置是否无偏差。
②砌块在使用前先浇水湿润，表面需清洗干净。
③当基底为岩石时，砌筑前先将基底冲洗干净后铺上座灰再砌石块。
④施工时先砌角石，再砌面石，然后填腹。将大块的石料砌筑于下层，向上逐渐选用较小石料。砌筑时第一层石块大面朝下，以确保基础的稳定，在砌下层下石块时，同时考虑上层石块如何接砌，挑选合适的石块使上面的石块与下层石块做到犬牙交错、搭接紧密。每砌隔70～120cm高时对砌面进行找平一次作为一水平层，各水平面层间垂直缝错开，错开距离不小于8cm。
⑤填腹时，采用挤浆法，先铺砂浆，再将石块放入挤紧，垂直缝中挤入1/3～1/2的砂浆，不满部分再分层插入灰浆。对较大的垂直灰缝尽量填塞小石块，水平灰缝不用小石块支垫或找平。
⑥砌镶面石时，为使镶面石和填腹石紧密连结，我们采用丁石和顺石相间排列的方法，即采用两顺一丁。
⑦每砌高1m或3～4层砌石时，即于四周吊线，将中收轴线翻在砌层面上，据以校核砌体外形的正确，并及时调整。
⑧所用建筑材料应做好强度检测工作，必须满足设计及相关规范的要求。
⑨本工程宜在枯水季节施工。