南水北调中线工程陶岔至鲁山段总干渠线路比选

南水北调中线工程陶岔至鲁山段总干渠,起点位于丹江口水库的陶岔闸,终点位于河南省鲁山县薛寨北(沙河南岸),全长238.742 km。渠线受陶岔渠首、方城垭口、穿黄工程3处控制点的约束,总体走向先由西南向东北,再向正北方向布置,经过河南省南阳市的淅川、邓州、镇平、方城4个县市和卧龙、宛城两个城郊区,以及平顶山市的叶县和鲁山县。沿线穿越大小河流131条,灌溉渠系45处,公路227处,铁路4处,全部采用立交型式。简要介绍了渠线选线方案、设计比选的思路和方法,以期为相关工程的规划设计提供参考。     

南水北调中线陶岔至鲁山段排水建筑物布置研究

南水北调中线工程总干渠陶岔至鲁山渠段位于河南省西南,起始于南阳盆地的西部边缘地区,沿伏牛山脉南麓山前丘岗地带及山前倾斜平原延伸。总体上南阳盆地渠段左岸地势较高,为此需布置左岸排水建筑物。对于较大的河流(流域面积大于20 km2),可直接修建排水建筑物;对于较小的河沟,可通过开挖引渠、修建截流沟归并水流再修建排水建筑物。经过对交叉河流和坡面径流的水文分析与计算,结合地形与地质条件综合分析比较,优化了工程布置和建筑物选型,确保总干渠的防洪安全。     

总干渠陶岔至鲁山段工程地质问题及处理措施

南水北调中线总干渠线路长达1 276.6 km,其中陶岔至鲁山段为中线干渠的起始段,长239.042 km,跨越长江、淮河两大流域。渠线通过的地质单元多,存在的工程地质问题复杂,其中膨胀土(岩)问题、高地下水问题是陶岔至鲁山段最主要的工程地质问题。简要介绍了陶岔至鲁山段的地形地貌、区域地质构造与地震、地层岩性、水文地质以及主要工程地质问题。     

南水北调中线一期工程陶岔渠首枢纽设计研究

陶岔渠首枢纽工程是南水北调中线输水总干渠的引水渠首,也是丹江口水库的副坝,主要承担挡水、南水北调中线工程引水、利用引水流量和闸上下游水位落差发电的任务。综合分析工程任务、建闸条件、老闸利用、工程运用模式等各方面因素,经技术经济比较选择了在初期工程下游70 m处重建方案,左岸主流道布置贯流式机组水电站、右侧布置引水闸,根据基岩的完整性和透水性在坝基和两岸山体采取了系统渗控措施。     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡稳定分析

膨胀土渠坡由于膨胀土的胀缩性、裂隙性、超固结性,渠坡滑动破坏模式与一般土质边坡有很大差别。膨胀土渠坡的滑动通常沿结构面发生,并且大多为浅层滑动,采用常规的土质渠坡稳定分析方法不能完全反映膨胀土渠坡破坏的特性。根据膨胀土的工程特性,并针对南水北调中线工程膨胀土渠坡的8种典型工况,分析了其破坏模式。对常规分析方法进行改进,提出了适合膨胀土渠坡稳定分析的方法,计算结果有助于南水北调中线工程膨胀土渠段的边坡设计。     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡处理措施

根据南水北调中线工程南阳段膨胀土的工程地质特性,对膨胀土渠坡的运行环境、处理措施、处理厚度及应注意的问题进行了现场试验研究。研究成果表明:采用换填非膨胀土或水泥改性土是处理膨胀土边坡行之有效的方法;弱膨胀土渠坡的换填厚度0.6~1.0 m、中膨胀土换填厚度1.0~1.5 m、强膨胀土换填厚度1.5~2.0 m。研究成果可用于南水北调中线工程膨胀土渠段的设计与施工。经处理的膨胀土边坡可以较大程度减轻其工程危害。     

南水北调中线一期工程跨渠桥梁设计特点

丁洼东南跨渠桥是南水北调中线工程总干渠南阳膨胀土试验段上的一座大桥,该桥的设计施工对于其他跨渠桥梁的设计施工具有典型意义。通过对该桥桩基础的理论计算和试验结果的对比分析,得出了膨胀土地区大气影响带范围内桩基础负摩阻力应考虑土层深度;通过桥墩止水方案的研究比选,选定了合理的止水方案;最后,提出了解决桥头跳车问题和桥面排水、防护问题的具体方案。其试验结果为今后膨胀土地区的桥梁建设,特别对于其他待建的南水北调中线工程跨渠桥梁的设计和施工积累了宝贵的经验。     

南水北调中线一期工程白河倒虹吸工程布置设计

白河倒虹吸是南水北调中线工程陶岔—鲁山段总干渠穿越白河干流的大型河渠交叉建筑物,全长1 337m,在河渠交叉建筑物设计中具有一定的代表性。通过简要介绍工程概况,结合工程水文、地形地质条件,从建筑物的轴线选择、河渠交叉型式选择及长度选择等方面,详细阐述了河渠交叉建筑物总体布置方案比选原则,通过对倒虹吸管的埋深、型式及孔数选择,阐述了渠道倒虹吸管身段的布置原则。总结了渠道倒虹吸工程布置设计的基本思路。     

南水北调中线工程总干渠河北省段水毁风险评价

南水北调中线总干渠沿线河流水系发达,与大小河流交叉近千条.通过分析京广铁路交叉建筑物的实际防洪安全情况,对比京广铁路(河北省段)和总干渠(河北省段)与河流交叉建筑物的设计指标,认为中线总干渠交叉建筑物所承担的水毁风险是比较低的,工程是可行的.     

南水北调中线工程膨胀土渠坡稳定问题及对策

重点分析了非饱和膨胀土边坡失稳的原因,在降雨入渗的条件下,膨胀土常发生浅层滑动,这种滑动与通常饱和土的边坡失稳的原因是不同的.为了弄清膨胀土边坡滑动(主要是浅层滑动)的机理,在南水北调中线工程渠道附近进行了大型人工降雨试验,得到了有意义的结论.由此认为,采用通常饱和土边坡稳定分析方法来校核非饱和膨胀土边坡的稳定,对于深部过于保守,而对浅部则不够安全,因此是不合适的.根据非饱和膨胀土边坡失稳的机理提出了防止边坡浅层滑动的对策措施.     

南水北调中线工程水源区水质现状分析

为了掌握南水北调中线工程水源区水资源的水质情况,依据2012~2014年水源区水质实测资料,参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),采用单因子评价法,选用21项指标对丹江口水库直接入库河流、水功能区、省界断面、库区的水质进行评价,并分析了入河排污口的污染情况。评价结果表明,南水北调中线工程水源区河流水质情况总体为良,部分污染严重的河流污染整治已初见成效,部分支流短期内水质难以达到要求;主要存在的问题有产业结构不合理、污水处理设施未充分运行。根据水源区水质评价结果和存在的问题,提出了相关建议及水源区的水资源保护措施。     

南水北调中线工程陶岔-沙河段混凝土碱骨料反应试验研究

南水北调中线工程陶岔-沙河段路线长,涉及料场多,骨料品种杂.碱-骨料反应具有反应缓慢、持续时间长的特点.碱-骨料反应十分复杂,需用不同的试验方法进行综合评定.通过岩相法、砂浆棒快速法、碳酸盐圆柱体法等不同试验方法对碱活性进行了研究,试验结果表明: 料场部分骨料具有潜在危害性反应的碱活性.为确保混凝土的耐久性和工程安全,应严格控制工程所用水泥的碱含量及采取其它工程措施来抑制碱-骨料反应.     

大坝在人类改造自然可持续发展中的作用

大坝工程是对流域资源、环境、生态巨系统进行人工调控的工程.论述了大坝工程在可持续发展中的作用,在防洪、清洁能源、灌溉、供水、旅游等主要方面的经济和社会效益.同时,大坝也会对生态环境带来负面影响,如移民,生态、自然景观和文物古迹的破坏等.如不妥善解决,将影响社会和经济可持续发展.修建大坝要考虑到对环境和社会经济可持续发展的影响,对工程的利与弊要进行充分的论证,对不利因素要通过精心规划设计及施工阶段的环境管理和监测,使其得到控制或减缓.     

南水北调中线穿黄隧道盾构注浆浆材试验

为满足南水北调中线工程穿黄隧洞盾构施工工法要求,对研制开发的水泥-膨润土-水玻璃系双液塑性壁后注浆材料,通过室内模拟注浆试验,重点探讨了材料组分对注浆材料流动性、稳定性、凝胶特性、强度等性能的影响.结果表明:凝胶时间可控制在10 s左右;不同配比注浆材料1 h单轴抗压强度为0.08～0.12 MPa,28 d为7.81～8.52 MPa;渗透系数为2.0×10-8 cm/s;模拟注浆时浆液不被水稀释,充填良好;且不会对地层产生劈裂,也不会向开挖掌子面渗漏.     

南水北调中线干线工程中的安全监测

结合南水北调中线干线工程在充水试验期和应急供水期安全监测的实际情况,阐述了安全监测实施的必要性及设计原则,介绍了安全监测仪器设施的布设情况。通过分析监测成果对工程安全进行了评价,认为部分渠道工程、大型建筑物、穿渠建筑物等在对充水试验期和应急供水期间发现的异常问题经分析和处理后,不会影响全线通水,对工程通水期及运行期的安全监测提出了建议。     

南水北调中线工程组合斜梁桥受力分析

以南水北调中线工程中某组合斜梁桥为例,基于梁格法理论,建立了斜梁桥的有限元模型,通过改变斜度和支座支承刚度,对组合斜梁桥的受力性能进行了计算分析。结果表明,当支座支承刚度变化时,支座反力分布的总体趋势还是一致的,当支承刚度较小时,支座反力分布相对均匀些;同时,随着支承刚度的增大,主梁的弯矩值有减小的趋势,而扭矩值则相应变大。     

南水北调中线总干渠冰期运行调度措施研究

南水北调中线输水工程面临着复杂的结冰和融冰过程。在分析汇总国内类似已建调水工程冰期输水经验的基础上,结合南水北调中线工程近年运行经验和冰期输水水力特性,提出了中线工程冰期输水调度方式和管理措施,包括合理确定冰期输水流量,制定冰期应急预案,建立冰情预报预警控制系统等。相关经验可供类似输水工程运行调度借鉴。