水土保持工程措施-防洪排導(dǎo)工程

排洪渠設(shè)計(jì)案例

某棄渣場(chǎng)集水面積2.767km2，棄渣場(chǎng)占地面積28.96hm2，占地類型主要為林地和耕地，堆渣高程435~505m，容渣量450.00萬(wàn)m3，擬堆渣量382.48萬(wàn)m3。棄渣場(chǎng)地地形呈近圓形的小盆地，四周山體雄厚，植被發(fā)育，山頂高程都在800m以上，西南側(cè)有一埡口，為水流集中出口處，盆地內(nèi)小沖溝發(fā)育，在盆地底部匯流為主溝，常年流水，主溝底部高程在430.0~480.0m，四周山坡坡度15°~25°，局部較陡區(qū)域約25°~35°，底部較平緩區(qū)域?yàn)?0°~15°。渣場(chǎng)內(nèi)覆蓋層厚度一般2~3m，底部平緩地帶厚度較大，為5~10m，兩側(cè)山坡覆蓋層較薄，渣場(chǎng)范圍地質(zhì)條件較好，場(chǎng)地?zé)o滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。1.棄渣場(chǎng)概況及設(shè)計(jì)條件棄渣場(chǎng)所在地區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛，多年平均氣溫21.1℃，極端最高氣溫37.6℃，極端最低氣溫0℃，多年平均年降水量1526.4mm，降水主要集中在3~9月，約占全年的80%。1.棄渣場(chǎng)概況及設(shè)計(jì)條件時(shí)段頻率（%）12510201h11911096.685.874.43h2392151821561296h34530625421317212h48843135429523724h679595487403319各頻率1h、3h、6h、12h和24h降水量成果（單位：mm）棄渣場(chǎng)防洪標(biāo)準(zhǔn)按照50年一遇設(shè)計(jì)，根據(jù)棄渣場(chǎng)堆渣形態(tài)、沖溝分布及周邊地形情況，棄渣場(chǎng)上游主要匯水通過(guò)渣場(chǎng)后部的1#排洪渠、左側(cè)的2#排洪渠排導(dǎo)，渣場(chǎng)右側(cè)匯水通過(guò)3#排洪渠排導(dǎo)，同時(shí)，為了使匯水匯入排洪渠，共設(shè)置兩座攔洪壩。2.排洪渠布置3.排洪渠設(shè)計(jì)

經(jīng)水文計(jì)算，棄渣場(chǎng)各段排洪渠上游匯水對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)洪峰流量詳見表：3.排洪渠設(shè)計(jì)

根據(jù)洪水過(guò)程，排洪渠過(guò)流能力按明渠均勻公式計(jì)算，初擬各段排洪渠斷面尺寸和比降等參數(shù)，根據(jù)以上公式計(jì)算棄渣場(chǎng)排洪渠的過(guò)流能力，復(fù)核其是否滿足設(shè)計(jì)洪水要求，經(jīng)試算，棄渣場(chǎng)各段排洪渠過(guò)流能力均能滿足要求。4.排洪渠典型剖面圖1#排洪渠2#排洪渠4.排洪渠典型剖面圖3#排洪渠排洪渠目錄12防洪排導(dǎo)工程類型及適用條件排洪渠設(shè)計(jì)防洪排導(dǎo)工程類型及適用條件01防洪排導(dǎo)工程就是運(yùn)用工程措施，防止山洪及泥石流的發(fā)生。項(xiàng)目建設(shè)在基建施工和生產(chǎn)運(yùn)行中，由于損壞地面或棄土、棄石、棄渣，易遭受洪水危害，必須修建防洪排導(dǎo)工程，以防害減災(zāi)。防洪排導(dǎo)工程主要包括排洪渠、攔洪壩、排洪涵洞、防洪堤、護(hù)岸護(hù)灘、清淤清障等工程。1.防洪排導(dǎo)工程類型及適用條件根據(jù)洪水的來(lái)水量及其危害程度：項(xiàng)目區(qū)上游有小流域溝道洪水集中危害時(shí)，應(yīng)在溝道中修建攔洪壩。項(xiàng)目區(qū)一側(cè)或周邊坡面有洪水危害時(shí)，應(yīng)在坡面與坡腳修建排洪渠，并對(duì)坡面進(jìn)行綜合治理。當(dāng)坡面或溝道洪水與項(xiàng)目區(qū)的道路、建筑物、堆渣場(chǎng)等發(fā)生交叉時(shí)應(yīng)采取涵洞或暗管進(jìn)行地下排洪。項(xiàng)目區(qū)緊靠溝岸、河岸，洪水影響項(xiàng)目區(qū)安全時(shí)，應(yīng)修建防洪堤。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)溝岸、河岸在洪水作用下易發(fā)生坍塌時(shí)，應(yīng)布置護(hù)岸護(hù)灘工程。對(duì)泥石流溝道應(yīng)實(shí)施專項(xiàng)治理工程。1.防洪排導(dǎo)工程類型及適用條件排洪渠設(shè)計(jì)02排洪渠：一般修建在項(xiàng)目區(qū)周邊，同時(shí)要求項(xiàng)目區(qū)內(nèi)各類場(chǎng)地、道路和其他地面排水，應(yīng)結(jié)合排洪渠統(tǒng)一布置。洪渠等3種類型。2.排洪渠設(shè)計(jì)排洪渠是為了保證項(xiàng)目區(qū)生產(chǎn)建設(shè)的安全，而興建的排除周邊坡面及區(qū)域內(nèi)的洪水危害的工程設(shè)施。2.排洪渠設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑材料不同，可分為：土質(zhì)排洪渠三合土排洪渠漿砌石排洪渠

(1)、土質(zhì)排洪渠不加襯砌，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，就地取材，節(jié)省投資。適用于坡面洪水流量較小，危害不大的地方。2.排洪渠設(shè)計(jì)2.排洪渠設(shè)計(jì)國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分

(2)、三合土排洪渠排洪渠的土堤部分用土、砂和石灰（比例為6:3:1）分層填筑，夯實(shí)而成。適用于有高含沙山洪的地方。2.排洪渠設(shè)計(jì)

(3)、漿砌石排洪渠漿砌石襯砌的方式有兩種：邊坡襯砌邊坡和溝底襯砌漿砌塊石襯砌多用于半挖半填的排洪渠中，襯砌厚度一般為0.3m-0.5m。適合于排泄沖刷力強(qiáng)的山洪。防洪標(biāo)準(zhǔn)渠道斷面設(shè)計(jì)：常用的渠道橫斷面形式有梯形、矩形、U型和復(fù)式斷面等，排洪渠宜采用挖方渠道，一般采用梯形斷面。梯形填方渠道斷面，渠堤頂寬1.5m~2.5m，內(nèi)坡坡比l:1.5~1:1.75，外坡坡比1:1~1:1.5。根據(jù)最大流量計(jì)算排洪渠過(guò)水?dāng)嗝妫疵髑鶆蛄鞴接?jì)算：2.排洪渠設(shè)計(jì)2.排洪渠設(shè)計(jì)國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分2.排洪渠設(shè)計(jì)縱坡及縱斷面設(shè)計(jì)：排洪渠設(shè)計(jì)縱坡應(yīng)根據(jù)渠線、地形、地質(zhì)以及與山洪溝連接要求等因素確定。當(dāng)自然縱坡大于1:20或局部高差較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置陡坡式跌水。排洪渠縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)將地面線、渠底線、水面線、渠頂線繪制在縱斷面設(shè)計(jì)圖中。排洪渠斷面變化時(shí)，應(yīng)采用漸變段銜接，其長(zhǎng)度可取水面寬度變化之差的5~20倍。2.排洪渠設(shè)計(jì)國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分排洪渠進(jìn)出口平面布置：采用喇叭口活八字形導(dǎo)水墻。導(dǎo)水墻長(zhǎng)度可取設(shè)計(jì)水深的3-4倍。出口底部設(shè)置放沖、消能等設(shè)施。防沖措施：當(dāng)排洪渠水流流速大于土壤最大允許流速時(shí)，應(yīng)采用防護(hù)措施防止沖刷。安全超高：安全超高根據(jù)建筑物等級(jí)確定，在彎曲段凹岸應(yīng)考慮水位壅高的影響。2.排洪渠設(shè)計(jì)2.排洪渠設(shè)計(jì)

排洪渠彎曲段和彎曲半徑:2.排洪渠設(shè)計(jì)

洪峰流量的確定:2.排洪渠設(shè)計(jì)攔洪壩目錄12攔洪壩的壩型攔洪壩的設(shè)計(jì)攔洪壩的壩型01攔洪壩的作用:攔洪壩是布置在溝道或河道上游，用以攔沙蓄水，防洪減災(zāi)，保障項(xiàng)目區(qū)生產(chǎn)建設(shè)安全的擋水建筑物，被攔截的來(lái)水通過(guò)排水洞等設(shè)施排至項(xiàng)目區(qū)下游或相鄰溝谷。1.攔洪壩的壩型攔洪壩的壩型:攔洪壩按結(jié)構(gòu)分，主要壩型有重力壩、拱壩；按建筑材料分，有砌石壩(干砌石壩和漿砌石壩)、混合壩(土石混合壩和土木混合壩)等，選擇壩型時(shí)需綜合考慮山洪的規(guī)模、地質(zhì)條件及當(dāng)?shù)夭牧系纫蛩亍?.攔洪壩的壩型攔洪壩的設(shè)計(jì)022.攔洪壩的設(shè)計(jì)（1）.壩址選擇：壩址處地形地質(zhì)條件良好，基礎(chǔ)為抗風(fēng)化巖石或密實(shí)土。應(yīng)避開較大彎道、跌水、泉眼、斷層、滑坡體、洞穴等，壩肩應(yīng)無(wú)沖溝。河(溝)地形平緩，河床較窄，壩軸線短，庫(kù)容大。有適宜布置溢洪道、放水工程的地形地質(zhì)條件。壩址上下游有充足的筑壩土、砂、石等建筑材料，有水源條件。庫(kù)區(qū)淹沒(méi)損失小，對(duì)村鎮(zhèn)、工廠、鐵路、公路、高壓線等建筑物的安全影響小。2.攔洪壩的設(shè)計(jì)國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分(2)、庫(kù)容與壩高：包括：攔泥庫(kù)容和滯洪庫(kù)容兩部分。根據(jù)壩址以上年來(lái)沙量和淤積年限，確定攔泥庫(kù)容；根據(jù)來(lái)洪量與排洪量確定滯洪庫(kù)容。攔洪壩的壩高由攔泥壩高、滯洪壩高和安全超高三部分組成。根據(jù)已確定的攔泥庫(kù)容與滯洪庫(kù)容，在壩高-庫(kù)容關(guān)系曲線上查得相應(yīng)的攔泥壩高和滯洪壩高，再加上相應(yīng)的安全超高，即為攔洪壩的總壩高。2.攔洪壩的設(shè)計(jì)攔洪壩防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)國(guó)家防洪標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合防護(hù)對(duì)象和防護(hù)要求選定。2.攔洪壩的設(shè)計(jì)

(3)、土壩的斷面設(shè)計(jì)1.壩頂寬度的確定：按不同的壩高和施工方法采取不同的壩頂寬度。當(dāng)有交通要求時(shí)，應(yīng)按通行車輛的標(biāo)準(zhǔn)確定，一般單車道為5m，雙車道為7m。2.壩坡：上游壩坡應(yīng)比下游壩坡緩，壩體高度越大，壩坡應(yīng)越緩；水墜壩壩坡應(yīng)比碾壓壩壩坡的緩。3.邊埂：采用水墜法施工的土壩，根據(jù)建筑材料與壩高、施工方法確定。一般壩高較小和土料含沙量較大時(shí)，邊埂寬度可小些；壩高較大、土料含粘量較大的，邊埂寬度可大些。4.壩體排水：在粘土、巖石地基或有清水的溝道上筑壩，在下游壩坡坡腳應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施。根據(jù)不同條件，分棱體排水、貼坡排水等形式。2.攔洪壩的設(shè)計(jì)

(4)、放水建筑物1.臥管式放水工程：臥管式放水工程適用于壩上游岸坡基礎(chǔ)條件較好，坡度為1:2～1:3。包括臥管、涵管及消力池三部分，具體技術(shù)要求參照《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》（SL289—2003）的規(guī)定。2.豎井式放水工程：豎井式放水工程適應(yīng)于布置在土壩上游壩坡上，且壩體基礎(chǔ)較好。包括豎井、消力井及涵管設(shè)計(jì)，具體技術(shù)參照《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》(SL289—2003)中的規(guī)定。2.攔洪壩的設(shè)計(jì)

(5)、溢洪道設(shè)計(jì)陡坡式溢洪道陡坡式溢洪道適用于壩高20m以上、庫(kù)容50×104m3以上的較大型壩庫(kù)。由進(jìn)口段、陡坡段和消力池三部分組成，具體技術(shù)參照《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》（SL289—2003）中的規(guī)定。

明渠式溢洪道：明渠式溢洪道適用于壩高20m以下，庫(kù)容50×104m3以下的中小型壩庫(kù)。具體技術(shù)參照《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》（SL289—2003）中的規(guī)定。2.攔洪壩的設(shè)計(jì)排洪涵洞目錄12排洪涵洞的類型排洪涵洞的設(shè)計(jì)排洪涵洞的類型01防洪排導(dǎo)工程的作用:防洪排導(dǎo)工程就是運(yùn)用工程措施，防止山洪及泥石流的發(fā)生。根據(jù)其洞內(nèi)水流的狀態(tài)，排洪涵洞可分為有壓、無(wú)壓或半有壓3種。涵洞的型式一般分為漿砌石拱形涵洞、鋼筋混凝土箱形涵洞、鋼筋混凝土蓋板涵洞和圓形管涵4種。1.排洪涵洞的類型排洪涵洞的設(shè)計(jì)022.排洪涵洞的設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)流量標(biāo)準(zhǔn)排洪涵洞設(shè)計(jì)流量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與所屬建筑工程洪水標(biāo)準(zhǔn)一致。2、排洪涵洞斷面設(shè)計(jì)要求涵洞的孔徑及下游連接段的型式和斷面尺寸由水力計(jì)算確定。在水力計(jì)算之前首先應(yīng)了解水流狀態(tài)。無(wú)壓涵洞洞身斷面尺寸較大，但進(jìn)水口壅高較??；有壓涵洞洞身斷面尺寸較小，進(jìn)水口壅高較大；半有壓涵洞介于兩者之間2.排洪涵洞的設(shè)計(jì)3、涵洞斷面尺寸確定涵洞中水流流態(tài)按明渠均勻流計(jì)算。由于邊墻垂直、下部為矩形渠槽，其過(guò)水?dāng)嗝姘垂绞街校篈——過(guò)水面積，m2；Q——最大排洪流量，m3/s；v——水流流速，m/s；b——涵洞底寬，m；h——最大水深，m。

水流流速v的計(jì)算，分別選用公式式中：R——水力半徑，m；v——水流流速，m/s；i——涵洞縱坡比降；n——涵洞糙率；C——流速系數(shù)，C=R1/6/n，m1/2/s。A與R通過(guò)試算求解。2.排洪涵洞的設(shè)計(jì)2.排洪涵洞的設(shè)計(jì)涵洞高度的確定求得的過(guò)水?dāng)嗝婧?，其水深h加上不小于0.3m超高，即為涵洞凈高。