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1 长距离输水工程设计概述1

1.1 长距离（跨流域）输水工程的作用与意义1

1.2 长距离（跨流域）调水工程总体规划3

1.2.1 论证工程建设的必要性与可行性4

1.2.2 确定工程任务与规模4

1.2.3 长距离调水对水源区的影响分析及补偿措施5

1.3 长距离输水工程设计的一般过程6

2 长距离输水工程总体布置7

2.1 平面布置7

2.1.1 平面布置技术要点与原则7

2.1.2 平面布置成果10

2.2 纵断面布置11

2.2.1 纵断面布置的主要工作内容11

2.2.2 纵断面优化设计模型13

2.3 场地工作软件在明渠布置方面的运用14

2.3.1 选用场地工作软件的理由14

2.3.2 工程实例14

2.4 建筑物24

2.4.1 各类建筑物的形式与特点24

2.4.2 各类建筑物的适用条件与选择24

2.5 渠道外洪水位确定26

2.5.1 调洪演算目的26

2.5.2 洪水演进形式分类27

2.5.3 单河调洪的计算原理和方法27

2.5.4 串流洪水调洪的计算原理和方法28

2.6 总体布置的主要成果与形式35

2.6.1 总体布置报告35

2.6.2 总体布置附表集36

2.6.3 总体布置附图册39

3 输水渠道设计40

3.1 横断面设计40

3.1.1 渠道边坡的渗流分析40

3.1.2 渠道边坡的稳定分析48

3.2 输水渠道结构设计53

3.2.1 衬砌设计53

3.2.2 地下水排泄设计59

3.2.3 边坡加固设计63

3.2.4 渠基稳定设计69

3.2.5 运行维护道路设计87

3.2.6 渠外防护带设计88

4 压力管道工程设计90

4.1 压力管道总体布置90

4.1.1 压力管道的平面布置90

4.1.2 压力管道的纵断面布置92

4.1.3 压力管道管材的选择94

4.1.4 合理管径及管道根数的比选95

4.1.5 管道横断面设计96

4.1.6 压力管道的阀件设置98

4.1.7 压力管道穿建筑物设计101

4.1.8 压力管道的接口形式101

4.1.9 压力管道镇支墩设置102

4.1.10 PCCP管道防腐设计103

4.2 压力管道的水力设计107

4.2.1 管道糙率的选择107

4.2.2 压力管道水力计算109

4.2.3 大宁调压池容积分析111

4.2.4 压力管道水力过渡过程计算112

4.3 压力管道的结构设计116

4.3.1 一般规定116

4.3.2 PCCP管道结构设计116

4.3.3 管件及钢岔管124

4.4 加压泵站设计124

4.4.1 总体布置124

4.4.2 厂房的布置与设计要点125

4.4.3 进出水系统130

4.4.4 水力机械134

4.4.5 电气一次135

4.4.6 电气二次136

4.4.7 金属结构137

5 输水箱涵设计138

5.1 概述138

5.2 箱涵总体布置139

5.2.1 输水方式139

5.2.2 平面布置145

5.2.3 纵断面布置145

5.2.4 主要控制性建筑物布置149

5.3 箱涵的水力设计153

5.3.1 糙率的确定153

5.3.2 水力计算154

5.3.3 调度运行设计172

5.3.4 调节堰井的设计175

5.4 箱涵结构设计180

5.4.1 荷载及组合180

5.4.2 结构体系与计算断面选取184

5.4.3 不同内力分析方法及地基反力模型对箱涵结构计算结果的影响185

5.5 变形缝设计187

5.5.1 变形缝的作用、分类与设置原则187

5.5.2 缝距及缝宽的确定188

5.5.3 变形缝的构成及材料要求189

5.6 防腐设计190

5.6.1 腐蚀性介质及腐蚀机理190

5.6.2 防腐措施191

5.6.3 防腐材料192

6 渡槽设计193

6.1 梁式渡槽193

6.1.1 基础资料及基本条件193

6.1.2 设计原则193

6.1.3 梁式渡槽布置194

6.1.4 水力学设计194

6.1.5 梁式渡槽上部结构设计196

6.1.6 上部结构荷载及工况组合197

6.1.7 结构分析201

6.1.8 下部支撑219

6.1.9 渡槽基础225

6.1.10 梁式渡槽设计实例232

6.2 涵洞式渡槽245

6.2.1 布置245

6.2.2 水力设计246

6.2.3 调洪演算249

6.2.4 消能防冲设计250

6.2.5 防渗排水设计252

6.2.6 地基土的抗渗稳定性分析253

6.2.7 防渗排水措施设计253

6.2.8 荷载与组合253

6.2.9 稳定计算257

6.2.10 地基液化、软弱地基判别及处理措施257

6.2.11 结构计算260

6.2.12 工程实例264

7 倒虹吸设计281

7.1 概述281

7.1.1 倒虹吸的适用条件281

7.1.2 倒虹吸的分类281

7.2 设计所需基本资料284

7.2.1 工程等别及设计标准284

7.2.2 总干渠设计要素285

7.2.3 地形资料285

7.2.4 地质资料285

7.2.5 水文资料286

7.2.6 对外交通运输条件286

7.2.7 交叉建筑物附近居民、耕地防洪条件286

7.2.8 科研及试验成果286

7.3 倒虹吸布置286

7.3.1 建筑物形式比选286

7.3.2 总体布置原则286

7.3.3 主要尺寸拟定288

7.3.4 进出口段布置288

7.3.5 管身段布置291

7.3.6 渠道倒虹吸工程布置实例292

7.3.7 河道倒虹吸工程布置实例296

7.4 水力学计算299

7.4.1 倒虹吸水力计算299

7.4.2 调洪演算303

7.4.3 河道倒虹吸水力学计算实例305

7.4.4 调洪演算实例307

7.5 稳定分析308

7.5.1 计算工况308

7.5.2 荷载计算310

7.5.3 稳定计算314

7.5.4 软弱地基及地基振动液化的判别及处理317

7.6 结构计算319

7.6.1 横向结构计算319

7.6.2 纵向结构计算322

7.6.3 有限单元法322

7.7 配筋计算322

7.8 河道冲刷及河道防护设计322

7.8.1 基本要求322

7.8.2 河道冲刷计算323

7.8.3 河道及岸坡防护设计324

8 排水建筑物326

8.1 河沟归并326

8.2 排水建筑物分类326

8.3 排水建筑物设计常用规范326

8.4 排水建筑物设计的基本资料327

8.5 排水建筑物布置327

8.6 排水倒虹吸设计327

8.6.1 主要设计条件和标准328

8.6.2 工程布置330

8.6.3 水力设计333

8.6.4 建筑物结构设计336

8.6.5 地基处理351

8.6.6 河沟控导工程与防护设计353

8.7 排水涵洞353

8.7.1 分类353

8.7.2 排水涵洞工程布置354

8.7.3 涵洞的水力设计354

8.7.4 其他设计356

8.8 排水渡槽356

9 渠渠交叉建筑物设计357

9.1 渠渠交叉建筑物布置357

9.1.1 定义357

9.1.2 交叉建筑物的确定357

9.1.3 建筑物设计标准357

9.1.4 建筑物形式和一般布置357

9.2 渠渠交叉建筑物水力计算360

9.2.1 倒虹吸水力计算361

9.2.2 渡槽水力计算363

9.3 渠渠交叉建筑物结构计算365

9.3.1 渠渠交叉倒虹吸结构计算365

9.3.2 渠渠交叉渡槽结构计算372

9.4 渠渠交叉渡槽设计举例379

9.4.1 基本情况379

9.4.2 建筑物布置380

9.4.3 水力计算381

9.4.4 结构计算382

9.5 渠渠交叉倒虹吸设计举例384

9.5.1 工程概况384

9.5.2 设计依据385

9.5.3 建筑物总体布置386

9.5.4 水力设计386

9.5.5 建筑物结构设计387

9.5.6 基础处理设计391

10 控制建筑物设计393

10.1 节制闸设计393

10.1.1 节制闸等级划分及洪水标准393

10.1.2 节制闸的总体布置394

10.1.3 节制闸水力设计396

10.1.4 节制闸的防渗排水设计399

10.1.5 节制闸闸室的布置和稳定计算400

10.1.6 地基计算及处理设计408

10.1.7 节制闸结构设计415

10.1.8 节制闸计算实例417

10.2 退水闸设计424

10.2.1 退水闸等级划分及洪水标准424

10.2.2 退水闸的总体布置425

10.2.3 退水闸水力设计427

10.2.4 退水闸的防渗排水设计431

10.2.5 退水闸的布置和稳定计算431

10.2.6 地基计算及处理设计434

10.2.7 退水闸结构设计434

10.2.8 退水闸计算实例435

10.3 分水口门设计442

10.3.1 分水口门设计标准442

10.3.2 分水口门的总体布置443

10.3.3 分水口门水力设计444

10.3.4 分水口门的防渗排水设计448

10.3.5 分水口门闸室布置和稳定计算448

10.3.6 地基计算及处理设计448

10.3.7 分水口门结构设计448

10.3.8 分水口门计算实例449

11 隧洞设计456

11.1 概述456

11.1.1 我国长距离调水工程应用输水隧洞概况456

11.1.2 南水北调中线工程输水隧洞基本情况456

11.1.3 输水隧洞设计与施工的主要技术问题457

11.2 输水隧洞设计所需基本资料458

11.2.1 一般资料458

11.2.2 各阶段对基本资料的要求458

11.3 输水隧洞工程选线及总体布置458

11.3.1 输水隧洞选线的一般规定458

11.3.2 输水隧洞进口与出口布置460

11.3.3 无压输水隧洞的选线原则和总体布置460

11.3.4 有压输水隧洞选线原则和总体布置462

11.4 输水隧洞水力设计462

11.4.1 无压输水隧洞水力设计462

11.4.2 有压输水隧洞水力设计463

11.5 输水隧洞结构设计及支护、衬砌计算463

11.5.1 一般规定463

11.5.2 荷载及荷载组合465

11.5.3 混凝土及钢筋混凝土衬砌设计467

11.5.4 预应力钢筋混凝土衬砌设计469

11.5.5 临时支护及永久支护设计470

11.5.6 不衬砌隧洞设计471

11.5.7 隧洞衬砌分缝472

11.5.8 封堵设计472

11.6 输水隧洞灌浆、防渗和排水设计473

11.6.1 隧洞回填灌浆及固结灌浆设计473

11.6.2 隧洞防渗及排水设计474

11.7 土洞及穿越不良地质段隧洞设计475

11.7.1 土洞设计475

11.7.2 不良地质段隧洞处理设计476

11.8 隧洞进、出口连接建筑物及弃渣场设计478

11.8.1 隧洞进、出口连接建筑物布置478

11.8.2 隧洞进、出口深挖方段边坡处理479

11.8.3 隧洞进、出口挡土墙设计479

11.8.4 隧洞进、出口闸室段设计479

11.8.5 隧洞弃渣场设计479

参考文献480