水利部公益性行业科研专项经费项目 项目编号:Ｇq ４10０01淮河流域涵洞病害特征与检测复核计算方法淮河流域涵闸工程安全评估关健技术研究专题报告之二南京水利科学研究院二○一三年三月项目名称:淮河流域涵闸工程安全评估关健技术研究项目性质:水利部公益性行业科研专项经费项目任务书编号:201101０13项目编号: S4１１004项目来源:水利部国际合作与科技司中水淮河规划设计研究有限公司项目负责人:陈灿明 黄卫兰项目参加人:黄卫兰 陈灿明 金初阳 李 弘 王 宏徐银凤 贾宁一 陈 健 邓 昌李建 成果编号:材密 级:内 部吴乔张淼李森林陆道彪赖艳燕报告编写人:黄卫兰陈灿明金初阳李弘报告评审人:唐崇钊(教授级高工)、丁伟农(高级工程师)报告审查人:胡少伟(教授级高工、所长)报告审批人:胡少伟(教授级高工、所长)目录1、前言 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

２涵闸得结构与病害特征分析ﻩ错误!未定义书签。

2.1涵闸得结构特征ﻩ错误!未定义书签。

2、２涵闸得主要病害与特征ﻩ错误!未定义书签。

3 涵洞病害与特征参数检测方法 ..................................................... 错误!未定义书签。

3。

1涵闸主体结构材料特征参数 ...................................... 错误!未定义书签。

３、２涵闸主体主要施工缺陷ﻩ错误!未定义书签。

3。

３涵闸得老化病害ﻩ错误!未定义书签。

3。

4涵闸运行损伤 .............................................................. 错误!未定义书签。

３.5其它ﻩ错误!未定义书签。

４涵洞特征参数安全复核计算方法ﻩ错误!未定义书签。

4.１防洪能力复核ﻩ错误!未定义书签。

４、２过流能力复核 ........................................................... 错误!未定义书签。

４、3抗渗稳定复核ﻩ错误!未定义书签。

4、4消能防冲复核 .............................................................. 错误!未定义书签。

4、5洞身结构强度复核 ...................................................... 错误!未定义书签。

４。

５、1 洞顶垂直土压力计算ﻩ错误!未定义书签。

4。

5.2 侧向水平土压力计算 .............................................. 错误!未定义书签。

4。

５。

３水压力计算 ....................................................... 错误!未定义书签。

4、5.4 汽车车辆荷载计算 .................................................. 错误!未定义书签。

４.５。

５自重力计算 ........................................................ 错误!未定义书签。

４。

5.6 涵洞得结构计算 .................................................... 错误!未定义书签。

5 小型涵洞现场检查与核查方法 ..................................................... 错误!未定义书签。

6 结论与建议 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

涵洞检测方法及病害特征研究1、前言淮河流域穿堤涵洞众多,也就是历年防汛得重点。

但由于工程规模小,管理较为薄弱,目前涵洞得安全鉴定并没有专门得规定,在进行除险加固时也往往仅做简单得检测,有得检测都没有,给堤防工程得安全运行造成很大得影响、因此,针对淮河流域水利工程中水闸与穿堤涵洞众多得特点,开展淮河流域涵闸工程安全评估关键技术研究,建立适合流域特点得涵闸工程安全评估体系,为主管部门提供决策依据、为已建工程管理与工程除险加固提供技术支撑就是十分必要得。

为此,针对淮河流域水利工程中水闸与穿堤涵洞众多得特点,2011年度水利部设立公益性行业科研专项资金项目《淮河流域涵闸工程安全评估关键技术研究》,通过淮河流域涵闸工程安全评估关键技术研究,提出淮河流域涵闸工程得安全评估方法,建立淮河流域涵闸工程安全评估体系,对流域涵闸工程得安全状态做出符合实际得评价分级,为即将开展得淮河流域大中型病险水闸除险加固提供技术支持,加快流域涵闸工程除险加固得进程。

另外该成果也可对流域内现有涵闸运行风险作出评估,为防洪减灾提供技术支撑,减少由于涵闸工程失事所造成得损失。

根据项目分工,本课题主要承担淮河流域病险水闸得资料收集、补充检测、资料分析与病害特征得研究工作。

本报告主要分析研究了涵洞得结构与病害特征,对涵洞得检测方法与病害特征进行研究。

２涵闸得结构与病害特征分析２.1涵闸得结构特征在水利工程各种建筑物中,涵洞工程得规模相对较小,结构型式也比较简单,但数量却就是较多得。

涵洞一般由进口建筑物(段)、洞身(段)、出口建筑物(段)三大部分组成。

涵洞洞身结构型式主要有箱涵、盖板涵洞、拱涵及圆管涵等、进口、出口得建筑物常用得有八字式洞口、端墙(一字墙)式洞口、扭曲面式洞口及跌水式洞口等。

(1)按涵洞功能分类根据涵洞得功能可分为输水涵洞及排(引)水涵洞两大类。

1)输水涵洞输水涵洞一般位于输水渠道上,与上下游渠道相连,输送渠水。

当输水渠道与公路、铁路、河沟或另一渠道交叉时需要设置输水涵洞。

2)排(引)水涵洞排水涵洞就是取水输水工程中最多得一种涵洞类型,其作用就是排泄洪水或涝水。

平原地区河道两侧低洼地带在汛期常因降雨形成内涝积水,多修建排涝涵洞排水。

在这种情况下,需在涵洞进口设闸门控制,在河水位较高时,关闭闸门以防河水倒灌,当河水位较低时再开闸排涝。

排水渠系中得各级排水沟与道路或渠道相交时,需在道路或渠下设置排水涵洞,这类排水涵洞规模多较小,一般多为预制钢筋混凝土管。

(2)按洞身结构布置型式分类涵洞按洞身结构布置型式主要分为箱涵、盖板涵洞、拱涵及圆管涵等。

1)箱涵箱涵为矩形断面现浇整体式钢筋混凝土结构,其优点为结构承载能力高。

流量及洞径较大或内水压力较大得涵洞多采用箱涵,如南水北调中线总干渠上得排水涵洞及渠涵(暗渠)均采用箱涵,其排水涵洞得孔宽一般为3m左右,孔数为1~３孔;渠涵(暗渠)每孔得宽度为6ｍ左右,2孔或3孔一联。

2)盖板涵洞盖板涵洞得盖板一般为预制钢筋混凝土结构,侧墙及底板根据洞径及荷载大小,可分别采用浆砌石、素混凝土或钢筋混凝土结构。

盖板涵洞得优点就是施工简单,但因盖板为简支结构,因此其承载能力相对较低,且防渗条件差,因此多用于中等规模及洞顶填土高度不大得无压涵洞。

一般从居民区附近经过得输水暗渠多采用盖板涵洞得结构型式。

3)拱涵拱涵多为浆砌石结构,也有采用预制素混凝土及钢筋混凝土拱圈得。

拱涵得优点就是拱圈承载能力较大,能就地取材,当地基较好时,拱涵顶部得填土高度可超过2０m。

２０世纪７０年代前后修建得灌区工程,其渠系上得涵洞多采用拱涵。

4)圆管涵圆管涵为管壁较薄得钢筋混凝土管,主要用于小流量得排水涵洞、由于圆形模板得施工难于平面模板,因此一般很少采用现场浇筑混凝土施工,而就是采用水泥制品厂得预制混凝土管定型产品,同时受预制定型管孔径得限制,且涵洞如为无压流时,圆形管可利用得有效过水断面相对较小,因此孔径较大得涵洞,多采用其她断面型式。

预制混凝土管圆管涵得优点就是受力条件好,承载能力大,设计施工简单,一般不需要进行结构设计,可直接根据涵洞得设计荷载条件,参照预制混凝土管定型产品得性能指标,选用相应规格得涵管即可。

(3)按洞身建筑材料分类涵洞按洞身建筑材料可分为钢筋混凝土结构涵洞、浆砌石结构涵洞及混合材料涵洞等。

箱涵及圆管涵为钢筋混凝土结构,盖板涵洞也有全部采用钢筋混凝土结构得;全部采用浆砌石结构得有拱涵、在石料丰富及有砌石经验得地区多采用浆砌石拱涵、除箱涵及圆管涵外,盖板涵及拱涵得不同部位也常采用不同得建筑材料、(4)按水流流态分类涵洞中得水流流态,一般分为有压流、无压流与半有压流三种、(2)涵洞级别得划分根据GＢ50２８8-９9《灌溉与排水工程设计规范》得规定,水闸、渡槽、倒虹吸、涵洞、隧洞、跌水与陡坡等灌排建筑物得级别,根据过水流量大小,由表２－1确定。

在防洪堤上修建得引水、提水工程及其它灌排建筑物,或在挡潮堤上修建得排水工程,其级别不得低于防洪堤或挡潮堤得级别。

当涵洞、倒虹吸等灌排建筑物穿公路及铁路时,其级别不得低于公路或铁路得级别、蓄水、引水与提水枢纽工程中位置特别重要、失事后将造成重大灾害,或采用新型结构、实践经验较少得2～５级主要建筑物;2～５级得高填方灌排渠沟、大跨度或高排架渡槽、高水头或大落差水闸、倒虹吸、涵洞等灌排建筑物,其级别经论证后可提高一级、(3)涵洞检测与鉴定规范与涵洞检测与鉴定相关得规范主要有:水闸设计规范ＳL2６５-2001水工建筑物荷载设计规范DＬ5０77—1997水工挡土墙设计规范SL379—2００７水工混凝土结构设计规范SL 191-２00８水工建筑物抗震设计规范SL20３－97灌溉与排水工程设计规范ＧB 50２88－9９防洪标准GB ５0201-199４泵站设计规范GB ５０265-２０10堤防工程设计规范GＢ502８6—１998水工隧洞设计规范ＳL ２79—2０02水利水电工程钢闸门设计规范SＬ7４-95公路工程技术标准JTGＢ０1—２003公路桥涵设计通用规范JＴＧD 6０-２004公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024—85水工混凝土试验规程SL 352-２00６水工金属结构防腐蚀规范SL １05—1995混凝土结构试验方法标淮GB 5015２-２012混凝土质量控制标准ＧB 50164-20１１钢焊缝手工超声波探伤方法与探伤结果分级GB/T 1１３4５—１989普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T ５00８1-２０0２混凝土强度检验评定标准GB／Ｔ50107—2010土工试验方法标准GB/T5０123—１9９9砌体工程现场检测技术标准ＧB／T ５０３15—2011泵站现场测试与安全检测规程ＳL0５48-2012水利水电工程启闭机制造安装及验收规范SL38１—２00７堤防隐患探测规程SL４36—２０0８水工钢闸与启闭机安全检测技术规程SL101-199４水工金属结构防腐蚀规范SL 1０5—2007水闸安全鉴定规定SL ２14－１99８水利水电工程金属结构报废标淮SL 226-1９98水利水电工程等级划分及洪水标准ﻩSL 252—２0０0水闸施工规范SＬ27—１991水工混凝土试验规程SL ３５2－2006水工建筑物抗震设计规范DL 50７3-２0０0水工建筑物荷载设计规范DＬ５077-１99７水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL5180-2００３水工钢闸门与启闭机安全检测技术规程ＤL／T ８3５—20０3水工混凝土建筑物缺陷检测与评估技术规程ﻩDL/Ｔ５251－２０10水工混凝土施工规范DL／T51４4-200１超声回弹综合法检测混凝土抗压强度技术规程CＥCS 02—20０５钻芯法检测混凝土强度技术规程CECS03:200７超声法检测混凝土缺陷技术规程ＣＥＣS ２1:２００0混凝土结构耐久性评定标准ﻩCＥCS220:2007贯入法检测砌筑砂浆拉压强度技术规程ﻩJＧJ/T 1３6-2001雷达法检测建设工程质量技术规程DGJ32／TＪ79－２009无损检测焊缝磁粉检测JB／T 606１－2007无损检测焊缝渗透检测ﻩＪB/T ６０6２—2007(3)涵洞得受力特征作用于涵洞得主要荷载有:土压力、水压力、车辆荷载及洞身自重力等。