浅谈预制U形混凝土防渗渠道的施工技术

U形防渗渠道因具有防渗效果好、占地少、流速快、有利于防治冻害等优点 ,是目前我国小型渠道防渗工程中正在推广的优良的防渗渠道断面形式。笔者根据自己的实践经验对预制混凝土 U形防渗渠道的施工技术作以介绍 ,供交流与参考。     

浅谈预制U型混凝土防渗渠道的施工技术

U形防渗渠道因具有防渗效果好，占地少，流速快，有利于防治冻害等优点，是目前我国小型渠道防渗工程中正在推广的优良的防渗渠道断面形式，笔者根据自己的实践经验对预制混凝土U形防渗渠道的施工技术作以介绍，供交流与参考。     

运城市北赵引黄灌区二期工程渠道断面的优化设计与研究

通过对渠道梯形断面和U形断面水力最佳断面的计算,导出梯形断面和U形断面水力最佳断面的计算公式,通过理论与工程分析,选用U形断面最为优化的渠道断面设计方案。     

北疆某寒冷灌区U形渠道抗冻胀结构应用分析

U形渠道的抗冻胀性能与U形断面形状尺寸及渠基土的冻胀性有着密切关系,通过计算量化断面的形状参数与渠道衬砌抗冻胀性能之间的定量关系来确定渠道的最优断面,对寒冷灌区U形渠设计有着重要意义。以北疆某寒冷灌区的U形渠为例,从抗冻胀结构和水力条件两方面,通过合理的假设简化,建立恰当的力学模型,分析计算了在渠基冻胀作用下U形渠断面倾角坡长与渠道抗冻胀性的定量关系,从而确定渠道最佳断面参数及范围,并根据渠基土的冻胀特性设置合适的防冻垫层,达到了很好的抗冻胀破坏效果,对寒冷灌区U形渠抗冻胀设计提供有益的参考和借鉴。     

基于遗传算法的沙河渡槽优化设计

对遗传算法进行了改进,分别研制了基于混合遗传算法的U形和矩形2种断面形式的渡槽结构优化设计程序.针对沙河渡槽进行了优化设计,分别得到了U形断面4、2槽和矩形断面4、2槽共4种槽型方案.优化结果表明,U形渡槽比矩形渡槽具有较明显的优势,如自重轻、受力条件好、应力集中现象不明显、温度应力较低等.其中矩形断面4槽方案已被委托单位采用,U形断面4槽方案被列为替换方案.     

小型混凝土渠道输水能力及衬砌工程量探讨

经过对U形断面与矩形断面的小型混凝土渠道的输水能力进行推导和比较，结果表明，当过流量、渠宽相同时，U形渠道的过水断面可减少4．9％～4．5％，衬砌工程量减少12．7％～11．5％；当过水断面与渠宽相同时，U形渠道的泄流量增加5.9％～5.2％，衬砌工程量减小9.6％～8.4％。     

渠道改造U形及弧形底梯形断面的设计

在诸多的灌排系统渠道设计中,均以梯形断面为多,但在护坡工程改造中,出于经济和安全的考虑,其断面采用U形或弧形底梯形断面能改善水力条件。U形主要指半园形加直段,也泛指半园形,半椭形或抛物线形,在我国应用较广泛的一种形式。文章阐述了各种防渗渠道断面参数的选择和断面尺寸的计算。     

沙河渡槽槽身结构优化设计

以遗传算法为全局搜索方法,以混合离散变量的直接搜索与查点法为局部搜索方法,对遗传算法改进而形成了混合遗传算法。研制开发了基于混合遗传算法的渡槽结构优化设计程序。对于沙河渡槽进行了优化设计,得到了U形断面4槽、2槽和矩形断面4槽、2槽共4种槽型方案。从中确定U形断面4槽方案为最优方案,并被设计单位采用。优化结果表明：U形渡槽的经济性和安全性优越于矩形渡槽;遗传算法是一个很有推广应用价值的优化设计方法。     

水电站U形混凝土渠道的设计

小型水电站动力渠道断面大多选用梯形断面。按水力最佳断面设计的梯形断面一般是窄深的,这种断面在施工和运用方面都不够理想,有一定的局限性,且梯形断面占地面积大,土石方开挖量大等。结合白石头河电站工程引水渠设计,对梯形和U形混凝土渠道两种方案进行经济比较分析,结果是采用U形混凝土衬砌渠道造价低,且水力条件优于梯形断面。图1个,表2个。     

U形渠道临界水深的最简算法

U形渠道已广泛应用于水利工程中,对于U形渠道临界水深,目前虽可直接计算,但算式比较复杂。所提出的U形渠道临界水深直接计算公式,极其简单,且精度满足工程要求,在U形渠道参数范围内,相对误差绝对值小于1.235 8%。最简算法的主要计算步骤是,首先计算分界流量,当已知流量大于分界流量时,过水断面为U形,可直接用公式进行最简计算而得出结果;当已知流量小于分界流量时,过水断面按弓形,可用另文公式进行计算。     

基于两阶段人工鱼群算法的U型渠道断面优化设计

渠道断面优化是控制农田水利工程成本的重要因素,已有的渠道断面优化研究以梯形渠道为主,对U型渠道研究较少。以优化U型渠道深度、圆弧半径和直线段外倾角为目标,建立以U型渠道过水断面面积最小为目标函数、满足设计流量要求的数学优化模型。根据U型渠道水力计算的复杂性,利用引入协调行为的两阶段人工鱼群算法,对渠道断面设计进行优化。优化结果满足边坡稳定等约束条件。将模型应用于连云港市赣榆区黑林镇土地整理项目,10条斗渠过水断面面积均减小,优化后占地面积共减少28.603 m~2,占原占地面积的5.0%。     

宁夏灌区支斗农渠衬砌结构优化定型研究

介绍了目前宁夏灌区支斗农渠防渗衬砌的设计情况及防渗衬砌建设中存在的一些问题。在灌区支斗农渠衬砌中,U形断面渠道应用较为广泛,因此对U形断面渠道的重力、冻胀力和坡角进行了分析。提出了U形和弧形支斗农渠衬砌结构型式优化、定型设计结果:给出了比降1/300～1/5 500范围内的渠道衬砌设计断面参数和渠道最佳水力断面计算公式;确定了不同圆弧直径直立段竖直倾角,即直径为20～40、50～180、200～500 cm对应的倾角分别为15°、22°、30°;当设计水深为0.2～1.7 m时,圆弧半径与水深比值取0.5～0.7;圆弧直径为20～50、60～120 cm和≥140 cm时,渠堤顶宽分别取60、80、100 cm;根据圆弧直径还确定了衬砌板厚度和板缝宽度等。     

整体式U形渠道混凝土衬砌结构冻胀破坏力学模型

通过对整体式小型U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏特征及原因分析,将结构简化为在法向冻胀力、法向冻结力、切向冻结力和重力共同作用下的超静定两铰拱,应用结构力学原理求解出衬砌板的冻胀力及内力图,结合混凝土板抗裂条件,给出了最大拉应力、衬砌板厚和抗冻胀破坏验算的公式,并对整体式与两拼式U形衬砌板冻胀效应进行了比对。结果表明,整体式U形混凝土衬砌渠道由于具有冻胀变形均匀、法向冻胀力小、抗冻胀能力强等特点,优于传统的两拼式U形渠道断面。     

光面爆破法在坪上引水隧洞Ⅰ标施工中的应用

坪上引水隧洞Ⅰ标位于山西忻州五台县境内的滹沱河干流上,隧洞全长4 221m,洞身断面为城门洞形,属Ⅲ、Ⅳ类围岩,采用光面爆破法进行洞身开挖。文中介绍该隧洞光面爆破的技术参数、起爆技术及爆破效果。     

松林河大金坪水电站引水隧洞断面优化设计

大金坪水电站为松林河干流河段规划建设的引水式电站,隧洞沿线地质条件复杂。隧洞施工初期,按照圆形断面顶拱进行了一期开挖,根据开挖揭示围岩地质条件及后期工程建设进度的要求,在隧洞布置、设计流量既定,保证电站机组出力不变,确保电站稳定安全运行的情况下进行合理的设计断面优化。对隧洞围岩条件良好洞段,论证取消隧洞原圆形钢筋混凝土衬砌,选定马蹄形锚喷断面作为最终优化断面形式。方法实用方便,满足精度要求。随着中小型水电站实际建设情况,此优化设计可作为隧洞施工中及时进行断面形式调整的一种简捷易行的思路。     

不同断面形式的灌渠过水流量分析

运用水力学中水渠流量计算方法,对7种不同断面类型的水渠进行数值模拟.比较相同的过水流量下各水渠的优点,得出在相同的过水流量条件下,U型水渠具有占地面积少的优点.数值模拟结果发现不同断面形式的水渠过水量与水位深度呈相关性.使用SPSS统计分析软件推算各类水渠的过水量与水位深度的拟合函数方程,其中梯形断面水渠与U形断面水渠的水流量与水位深度呈一次函数的线性相关,而其它断面水渠呈二次函数的曲线相关.     

灌区渠道衬砌型式设计选择

本文从衬砌材料、断面形式、防渗效果、工程造价及施工设计等方面,对常用渠道衬砌型式的优缺点进行了分析比较。预制U型槽占地面积较小,造价较小,易施工,且当地渠道预制U型槽衬砌应用较广泛,有较好的设备和技术实力,由此推荐预制U型槽作为斗渠和农渠的渠道衬砌型式。     

U形断面渠道收缩水深迭代计算初值的研究

对U形断面收缩水深的基本方程进行恒等变形,通过优化拟合分析得到了收缩水深的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用,迭代结果快速收敛。在工程常用范围内,只需一次迭代即可使最大相对误差小于0.50%。误差分析及实例计算表明,收缩水深的迭代计算公式形式简捷、精度高、适用范围广。     

大型U形双渡槽结构动力分析

应用三维有限元动力分析方法,建立大型U形双渡槽结构动力分析有限元模型,计算其在不同过水工况下的自振特性,并采用振型分解反应谱法分别按水工建筑物抗震设计的规范谱和穿黄工程场地危险性分析确定的场地谱计算渡槽的地震动力响应。结果表明：槽中水体对渡槽的自振特性影响显著;按场地谱计算的动力响应约是规范谱的3倍;支撑结构是渡槽抗震的薄弱环节。     

特大型高架渡槽托举效率对比研究

在强震地区,特大型高架渡槽结构设计的主要困难是其抗震减震性能设计。本文首次提出渡槽槽身托举效率的概念,并且用托举效率来衡量大型渡槽槽身的抗震减震性能,即利用ANSYS软件,在保证过水面积相等、结构应力和挠度大致相同的前提下,比较了不同材料、不同截面形式、不同跨度下的渡槽槽身托举效率。有限元分析结果表明40 m跨预应力混凝土两槽独立式U型渡槽为最优方案。