摘要：为保证排洪涵洞处堤防安全，采用midas FEA结构计算软件对排洪涵洞进行建模计算，分析结构内力与变形，结合现场施工及后期运行管理经验，保证不影响涵洞功能与安全的前提下，进一步优化结构设计，确保涵洞经济、安全、适用。文中通过工程实例详细介绍了midas FEA结构计算软件对青年运河大边塘排洪涵洞的设计过程，对类似工程有很强的参考性。
关键词：青年运河；灌区；midas；FEA；排洪涵洞
1 引言
湛江市雷州青年运河灌区原设计标准低、配套设施不完善、管理手段落后、工程维护资金严重不足等，经过近50年的运行，工程设施老化损坏、渠道渗漏严重、险情不断，工程效益逐年衰减，1997年起该灌区被列为实施续建配套的全国重点大型灌区之一。2011年1月湛江市雷州青年运河灌区续建配套与节水改造工程（运河部分）开工建设至今。
东运河1＃（大边塘）排洪涵为拆除原址重建建筑物，位于东运河桩号4+434，于2014年1月-2月施工，尚未完工，2014年5月20日发生决堤损毁。
2014年6月17日至6月27日期间，广东省水利厅对湛江市雷州青年运河灌区续建配套与节水改造工程进行了稽查，2014年7月24日，广东省水利厅发文《广东省水利厅关于湛江市雷州青年运河灌区续建配套与节水改造工程稽查整改意见的通知》（粤水农水【2014】26号），文中提出：对全部渠下涵进行补充渗流计算和涵洞洞径相关计算，全面复核其安全性，进而完善方案。
2 工程概况
湛江市雷州青年运河灌区是自鹤地水库引水灌溉的大（2）型灌区，灌区位于广东省西南部的雷州半岛北部，北以九洲江南岸为界，南至南渡河北岸，东北至化州鉴江西岸及吴川塘缀河之西，西南至北部湾，东南濒临广州湾。灌区原设计可灌溉面积200万亩，现状实际灌溉面积100.1万亩，工程同时承担廉江市区、遂溪县城、湛江市赤坎区、麻章区及霞山区生活及工业用水供水任务。灌区涵盖湛江市及茂名市所属的9个县、市、区，分别为：廉江市、遂溪县、雷州市、吴川市、湛江市区的麻章区、赤坎区、坡头区、霞山区和茂名市辖的化州市。该灌区建成于1960年，灌区工程由运河部分（包括主河、四联河、东海河、西海河、东运河、西运河）、灌溉流量1m3/s及以上的干、支渠道和灌溉流量1m3/s以下支、斗、农、毛渠等工程组成。六条运河共长277.659km，恢复灌溉面积大于1万亩的干、支渠54条，总长700.54km。
3 工程地质条件
根据初步设计阶段勘察成果，参考临近位置钻孔资料，东运河大边塘排洪涵洞处分布地层主要有第四系人工填土层（Q4s）、第四系冲积层（Q4al）、第四系中更新统北海组洪冲积层（Q2pal）、第四系湛江组河湖沉积层（Q1mc）组成。各土层力学指标详见表1~2。
4 设计基本情况
原排洪涵洞位于雷州青年运河灌区的东运河中上游，桩号为4+434。
原排洪涵洞与东运河相交，近似垂直穿过东运河底部。原排洪涵洞的设计规模为2（孔）×2.0m（净宽）×1.9m（净高），为浆砌石侧墙，钢筋砼盖板涵，涵洞进水口高程与河底高程基本持平，功能是排洪涝。
原排洪涵洞的集水面积为12.0km2，属于小范围的平原区，田面高程在23.7m～29.4m（珠基，以下同），河长5.0km，比降1.8‰。
本次重建排洪涵洞的设计规模，原则上应不小于原来的过水面积，经计算复核该涵洞的设计规模为2（孔）×2.5m（净宽）×2.0m（净高），为钢筋混凝土箱涵，箱涵进水口高程19.58m，与河底高程基本持平，混凝土等级为C30。
5 管道结构复核
该涵洞计算荷载主要包括：垂直土压力、侧向土压力、内水压力、外水压力及汽车荷载。
计算工况主要包括：施工工况、完建工况及运行工况。
本次计算只考虑最不利工况，即完建工况，计算断面见图1。
计算分析如下：
（1）位移分析
（2）应变分析
根据上图分析可知，涵洞位移为0.2mm，最大应变为4.9×10-5，混凝土最大拉应力为2.06N/mm2，大于混凝土强度设计值1.43N/mm2，经计算复核，受力筋采用φ25@200。
6 结语
midas FEA这一辅助工具对结构计算进一步进行了复核，确保设计、施工及后期运行安全。至今为止，该排洪涵洞已施工完成并顺利通过验收，事实证明midas FEA进一步复核双孔涵洞结构合理。
参考文献：
[1]《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）[S]；北京，中国水利水电出版社，2009.
[2]《水工建筑物荷载设计规程》（DL5077-1997）[S]；北京，中华人民共和国电力工业部，1998.
[3]《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）[S]；北京，人民交通出版社，2015.
作者简介：
黄德胜 出生年月：1979年12月 性别：男 学历：本科 职称：工程师，研究方向：水利工程
论文作者:黄德胜
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/15
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