排洪溝工程設(shè)計說明

3排洪工程設(shè)計方案開縣是四川盆地東部地區(qū)的一局部,背后〔南側(cè)〕有一山體。由于山體地形坡度大，積水時間短,洪水歷時也不長，一到雨季,大量山洪水排泄而下，水流急，流勢猛，且水命財產(chǎn)安全,必需要認真做好防洪規(guī)劃，擬在山坡上建一條排洪溝，攔截山洪,將山洪引出居住區(qū)，排入四周水體中。3。1設(shè)計原則,切實解決山洪對小區(qū)造成的危害和隱患。排洪工程的設(shè)計應(yīng)與原有的DN1200市政水泥涵管結(jié)合起來，使山洪能夠順當流入市政管道。為減小對市政管道的堵塞，應(yīng)考慮設(shè)置沉砂設(shè)施.3。2設(shè)計依據(jù):1、《城市防洪工程設(shè)計標準》〔CJJ50—92〕2、《城市防洪標準》GB50201—943、《室外排水設(shè)計標準》GB50014-2023；4、《混凝土構(gòu)造設(shè)計標準》GB50010—2023；5、《大路橋涵設(shè)計通用標準》JTGD60—2023;6、《市政排水管渠工程質(zhì)量檢驗評定標準》CJJ3—907、《砌體構(gòu)造設(shè)計標準》〔GB5003-2023〕8、《砼構(gòu)造設(shè)計標準》〔GB50010—2023〕9、實測地形圖。3。3 排洪溝設(shè)計要點〔1〕排洪溝應(yīng)盡量利用原有山洪溝，必要時可作適當整修原有山洪溝是山洪假設(shè)干年來沖刷形成的，其外形、底板都比較穩(wěn)定，因此應(yīng)盡量利用原有的自然溝道作排洪溝。當利用原有溝不能滿足設(shè)計要求而必需加以整修時，應(yīng)留意不宜大改大動，盡量不要轉(zhuǎn)變原有溝道的水力條件，而要因勢利導,暢通下泄.〔2〕排洪溝應(yīng)盡量利用自然地形坡度排洪溝的走向應(yīng)沿大局部地面水流的垂直方向，因此應(yīng)充分利用地形坡度使截流的山洪水能以最短距離重力流入受納水體。(3〕排洪溝承受明渠或暗渠應(yīng)視具體條件確定—般排洪溝最好次用明渠，但當排洪溝通過市區(qū)或廠區(qū)時，由于建筑密度較高、交通量大,應(yīng)承受暗渠?！?〕排洪溝縱坡確實定排洪溝的縱坡應(yīng)依據(jù)地形、地質(zhì)、護砌、原有排洪溝坡度以及沖淤狀況等條件確定，一般不小于1％，設(shè)計縱坡時,要使溝內(nèi)水流速度均勻增加，以防止溝內(nèi)產(chǎn)生淤積。當縱坡很大時應(yīng)考慮設(shè)置跌水或陡槽，但不得設(shè)在轉(zhuǎn)彎處。一次跌水高度通常為0。2～0.6m，有的多達20～30級，消能效果很好.陡槽頁稱急流槽,縱坡一般為20～60,多承受片石、塊石或條石砌筑也有承受鋼筋混凝土澆筑的。陡槽終端應(yīng)設(shè)消力設(shè)備?！?〕排洪溝的斷面形式排洪明渠的斷面形式常用矩形或梯形斷面，最小斷面B×H=0。4m×0.4m排洪溝的材料及加固形式應(yīng)依據(jù)溝內(nèi)最大流速、當?shù)氐匦渭暗刭|(zhì)條件、當?shù)夭牧瞎┙o狀況確定。〔6〕排洪溝的設(shè)計流速為了防止山洪沖刷應(yīng)按流速的大小選用不同材質(zhì)的溝底溝壁。明渠最小流速為0。4m/s，但水深為0。4～1。0m時，排水明渠的最大流速應(yīng)按下表規(guī)定取值。表3—1 明渠最大設(shè)計流速明渠類別粗砂或低塑性粉質(zhì)粘土最大設(shè)計流速〔m/s)08粉質(zhì)粘土1.0粘土12草皮護面1.6干砌塊石2.0漿砌塊石或漿砌磚3.0石灰?guī)r和中砂巖40混凝土40(7〕排洪溝的其他規(guī)定明渠和蓋板渠的底寬，不宜小于0.3m。無鋪砌的明渠邊坡，應(yīng)依據(jù)不同的地質(zhì)按表32的規(guī)定取值;用磚石或混凝土鋪砌的明渠可承受1:0。75～1:1的邊坡。表3-2 明渠邊坡值地質(zhì) 邊坡粉砂松散的細砂、中砂和粗砂密實的細砂、中砂、粗砂或粘質(zhì)粉土粉質(zhì)粘土或粘土礫石或卵石半巖性土風化巖石巖石

13~13512～1：2。51:15~1：21125～1:1.51:0.5~1：11025～1:0.5101~1：0。253。4 排洪溝設(shè)計計算3。4。1 設(shè)計防洪標準在進展防洪工程設(shè)計時，首先要確定洪峰設(shè)計流量，然后依據(jù)該流量擬定工程規(guī)模。為了準確、合理地擬定某項工程規(guī)模需要依據(jù)該工程的性質(zhì)、范圍以及重要性等因素，選定某一頻率作為計算洪峰流量的標準，稱為防洪設(shè)計標準。實際工作中一般常用重現(xiàn)期衡量設(shè)計標準的凹凸，即重現(xiàn)期越大則設(shè)計標準越高工程規(guī)模也就越大；反之設(shè)計標準低，工程規(guī)模小。依據(jù)我國現(xiàn)有山洪防治標準及工程運行狀況，山洪防治標準見表33.防洪標準工程等別防護對象頻率〔〕重現(xiàn)期表防洪標準工程等別防護對象頻率〔〕重現(xiàn)期(a〕二大型工業(yè)企業(yè)、重要中型企業(yè)2～150～100三中小型工業(yè)企業(yè)5～220～50四工業(yè)企業(yè)生活區(qū)10~510～20本設(shè)計中主要防護對象為山坡下居民生活區(qū)，因此本設(shè)計重現(xiàn)期取25年，頻率為43。4。2 設(shè)計洪峰流量的計算排洪溝屬于小匯水面積上的排水構(gòu)筑物。一般狀況下，小匯水面積沒有實測的流量資料，所需的設(shè)計洪水往往用實測暴雨資料間接推求并假定暴雨與其所形成的洪水流量同頻率。同時考慮山區(qū)河溝流域面積一般只有幾平方公里至幾十平方公里，尋常水小，甚至枯槁;汛期水量急增，急流快。目前我國設(shè)計洪峰流量的計算主要有三種方法：洪水調(diào)查法、推理公式法及閱歷公式法。本設(shè)計承受閱歷公式法計算洪峰流量。常用的閱歷公式計算方法有：一般地區(qū)性閱歷公式、大路科學爭論所閱歷公式、第二鐵路設(shè)計院等值線法、第三鐵路設(shè)計院計算方法.本設(shè)計承受大路科學爭論所閱歷公式：Q=K×Fn 〔3—1)式中：Q—-設(shè)計洪峰流量〔m3/s);F--流域面積〔km2);K-—徑流模數(shù),3—1承受；n-—面積參數(shù)，當F<1km2時，n=1;1<F<10km2，按表32取值。重現(xiàn)期〔地區(qū)表3—1 徑流模數(shù)K重現(xiàn)期〔地區(qū)a〕 華北 東北 東南沿海 西南 華中 黃土高原2818011.09010055513.011515012.01406.01016513.5180140170751518014619.514.51807.72519515822016.019685注重現(xiàn)期50a時，可用25a的K值乘以120。表3—2面積參數(shù)n地區(qū)華北東北東南沿海西南華中黃土高原n0.750850.750850750.80注：當F〈1km2時,n=1,其中疆、西藏及西北部分地區(qū)，以及臺灣省，南海諸島,由于缺乏資料,K值及n值待補。本工程位于開縣，屬于西南地區(qū)，且匯水面積小于1km2,重現(xiàn)期設(shè)計為25年,因此徑流模數(shù)K=16，面積參數(shù)n=1。中原小區(qū)A線排洪溝的匯水面積為50000m2，設(shè)計洪峰流量QA=K×Fn=16×50000 ×10?6=0.8m3/s木橋小區(qū)B線排洪溝的匯水面積為45000m2，設(shè)計洪峰流量QB=K×Fn=16×45000 ×10?6=0.72m3/s3。4.3 排洪溝水力計算流量公式:管道流速計算：

Q=A×V〔3-2〕3232

V=1n

·R2

·I1(3—3)R-—水力半徑i—-水力坡度；n-—粗糙系數(shù)。將公式(3-3)代入(3-2),得：V=1nR2

·I1(3—4〕32Q=132n

A?R2

·I1(3—5〕32式中：過水斷面面積2公式中的過水斷面A和濕周χ的求法為：32對于梯形斷面：

A=B?+???2〔3—6〕χ=B+2?√1+??2〔3-7)B-底寬(m〕;m—溝側(cè)邊坡水平寬度與深度之比；n—溝壁粗糙系數(shù)。矩形斷面：A=Bh(3-8〕χ=B+2?〔3-9〕市政排洪管道中.排洪溝依山上的地勢而建，排洪溝外表與坡面相平，的梯形截面.A線排洪溝計算：H=07m，超高取0。3m，則到達設(shè)計水深時的過水斷面面積和濕周分別為：A=B?+???2=1×0.7+0.5×0.7×0.7=0.945m2(3-6〕χ=B+2?√1+??2=1+2×0.7×√1+0.52=2.565m〔3-7〕水力半徑R=A/χ=0.945/2.565=0.368m山坡上的雨洪沿線收集后匯入山腳段排洪溝,經(jīng)沉砂池沉淀后排入市政主管，因此山腳段排洪溝的最大流量即為洪峰流量QA=0.8m3/s。該山坡的坡腳處地勢最緩，則該段排洪溝的坡度最小，坡0。0230.014，則該段排洪溝的最大輸送力量為：Q=1?A?R2n 3

I1

=0.945×0.3682

1×0.02320.014

=4.9m3/s〔3—5〕2323小等因素,承受底寬為1m，邊坡1：m=1：0。5,有效水深H=0。7m,0。3m的鋼筋混凝土梯形明渠是適宜的。量最大，而其他段的設(shè)計坡度更大，需要輸送的洪水量更小，因此在其他段承受該斷面尺寸的排洪溝也是完全可以滿足要求的。因此,A線排洪溝的設(shè)計尺寸為:1m,1：05，有效水深0.7m0。3m，承受鋼筋混凝土構(gòu)造。B線排洪溝的洪峰流量QB=0.72m3/s,小于A線排洪溝的洪峰流量，而且B線排洪溝的坡度比A排洪溝的坡度更大,因此設(shè)計承受與A線排洪溝一樣的尺寸和構(gòu)造。3.5沉砂池設(shè)計：2、65、粒徑0.2mm以上的砂粒，政管道,避開堵塞市政管道,同時對于山上的雨洪進展肯定的緩沖，起到消能的作用。沉砂池的進水端與排洪溝連接，出水端承受DN1200DN1200式，按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式、豎流式和旋流式三種;砂池。平流式沉砂池是常用的形式，水在池內(nèi)沿水平方向流淌，具有構(gòu)造簡潔、截留無機顆粒效果較好的優(yōu)點.砂量較大，且隨雨天間歇運行,因此只需要待砂斗裝滿，不定期排砂即可.本設(shè)計承受吸砂泵不定期進展排砂，吸砂泵不置于現(xiàn)場,需要時運至現(xiàn)場使用即可.平流式沉砂池的設(shè)計標準為：1、 最大流速為0.3m/s；2、 最大流量時停留時間不小于30s