排洪溝工程設計說明

1、WORD格式精心整理3 排洪工程設計方案開 縣是XX盆地東部地區(qū)的一局部，山體較多，中原和木橋小區(qū)背后南側有一山體。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，且水流中還夾帶著砂石等雜質，沖刷力大，容易使山腳下小區(qū)受到破壞而造成嚴重損失。為了盡量減少洪水造成的危害，保護山腳下居民的生命財產平安，必須要認真做好防洪規(guī)劃，擬在山坡上新建一條排洪溝，攔截山洪，將山洪引出居住區(qū)，排入附近水體中。3.1 設計原那么（ 1排洪工程的設計應充分考慮小區(qū)旁邊山洪現(xiàn)狀，切實解決山洪對小區(qū)造成的危害和隱患。（ 2排洪工程的設計應與原有的 DN1200 市政水泥涵管

2、結合起來，使山洪能夠順利流入市政管道。（ 3為減小對市政管道的堵塞，應考慮設置沉砂設施。3.2 設計依據(jù)：1、?城市防洪工程設計標準?(CJJ50-92)2、?城市防洪標準? GB50201-943、?室外排水設計標準?GB50014-2006；4、?混凝土構造設計標準?GB50010-2002；5、?公路橋涵設計通用標準?JTG D60-2004；6、?市政排水管渠工程質量檢驗評定標準?CJJ3-907、?砌體構造設計標準?GB5003-2001專業(yè)資料整理WORD格式精心整理專業(yè)資料整理WORD格式精心整理8、?砼構造設計標準?GB50010 -20029、實測地形圖。3.3排洪溝設計要點

3、1排洪溝應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干年來沖刷形成的，其形狀、底板都比擬穩(wěn)定，因此應盡量利用原有的天然溝道作排洪溝。當利用原有溝不能滿足設計要求而必須加以整修時，應注意不宜大改大動，盡量不要改變原有溝道的水力條件，而要因勢利導，暢通下泄。2排洪溝應盡量利用自然地形坡度排洪溝的走向，應沿大局部地面水流的垂直方向，因此應充分利用地形坡度，使截流的山洪水能以最短距離重力流入受納水體。3排洪溝采用明渠或暗渠應視具體條件確定一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，應采用暗渠。4排洪溝縱坡確實定排洪溝的縱坡應根據(jù)地形、地質、護砌、原有

4、排洪溝坡度以及沖淤情況等條件確定，一般不小于 1%，設計縱坡時，要使溝內水流速度均勻增加，以防止溝內產生淤積。當縱坡很大時，應考慮設置跌水或陡槽，但不得設在轉彎處。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%，多采用片石、塊石或條石砌筑，也有采用鋼筋混凝土澆筑的。陡槽終端應設消力設備。5排洪溝的斷面形式專業(yè)資料整理WORD格式精心整理專業(yè)資料整理WORD格式精心整理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根據(jù)溝內最大流速、當?shù)氐匦渭暗刭|

5、條件、當?shù)夭牧瞎┙o情況確定。6排洪溝的設計流速為了防止山洪沖刷，應按流速的大小選用不同材質的溝底溝壁。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按下表規(guī)定取值。表 3-1明渠最大設計流速明渠類別最大設計流速 m/s 粗砂或低塑性粉質粘土0.8粉質粘土1.0粘土1.2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4.0混凝土4.07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，應根據(jù)不同的地質按表 3-2 的規(guī)定取值；用磚石或混凝土鋪砌的明渠可采用1:0.75 1:1的邊坡。表 3-2明渠邊坡值地質邊坡粉砂

6、1:3 1:3.5松散的細砂、中砂和粗砂1:2 1:2.5密實的細砂、中砂、粗砂或粘質粉土1:1.51:2粉質粘土或粘土礫石或卵石1:1.25 1:1.5半巖性土1:0.51:1風化巖石1:0.25 1:0.5巖石1:0.1 1:0.253.4排洪溝設計計算3.4.1設計防洪標準專業(yè)資料整理WORD格式精心整理專業(yè)資料整理WORD格式精心整理在進展防洪工程設計時，首先要確定洪峰設計流量，然后根據(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，需要根據(jù)該工程的性質、X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，稱為防洪設計標準。實際工作中一般常用重現(xiàn)期衡量設計標準的上下，即重現(xiàn)

7、期越大，那么設計標準越高，工程規(guī)模也就越大；反之，設計標準低，工程規(guī)模小。根據(jù)我國現(xiàn)有山洪防治標準及工程運行情況，山洪防治標準見表 3-3 。表 3-3山洪防治標準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本設計中主要防護對象為山坡下居民生活區(qū)，因此本設計重現(xiàn)期取 25 年，頻率為 4%。3.4.2設計洪峰流量的計算排洪溝屬于小匯水面積上的排水構筑物。一般情況下，小匯水面積沒有實測的流量資料，所需的設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)

8、河溝流域面積一般只有幾平方公里至幾十平方公里，平時水小，甚至枯槁；汛期水量急增，急流快。目前我國設計洪峰流量的計算主要有三種方法：洪水調查法、推理公式法及經歷公式法。本設計采用經歷公式法計算洪峰流量。常用的經歷公式計算方法有：一般地區(qū)性經歷公式、公路科學研究所經歷公式、第二鐵路XX等值線法、第三鐵路XX計算方法。本設計采用公路科學研究所經歷公式:精心整理專業(yè)資料整理WORD格式精心整理(3-1)式中： Q設計洪峰流量 m3/s ;F流域面積 km2;K徑流模數(shù)，按表3-1 采用 ;n面積參數(shù)，當 F<1km2時，n=1 ；當 1<F<10km2,按表 3-2 取值。表 3-1

9、徑流模數(shù) K值重現(xiàn)期地區(qū) a 華北東北東南沿海西南華中黃土高原28.18.011.09.010.05.5513.011.515.012.014.06.01016.513.518.014.017.07.51518.014.619.514.518.07.72519.515.822.016.019.68.5注：重現(xiàn)期 50a時，可用 25a的 K值乘以 1.20。表 3-2面積參數(shù) n 值地區(qū)華北東北東南沿海西南華中黃土高原n0.750.850.750.850.750.80注：當 F<1km2時 ,n=1 ，其中XX、XX及西北局部地區(qū)，以及XX省，南海諸島，由于缺乏資料， K 值及 n 值待

10、補。本工程位于開縣，屬于西南地區(qū)，且匯水面積小于 1 km 2，重現(xiàn)期設計為 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，設計洪峰流量木橋小區(qū) B 線排洪溝的匯水面積為45000m2，設計洪峰流量3.4.3排洪溝水力計算排洪溝水力計算根本公式：專業(yè)資料整理WORD格式精心整理專業(yè)資料整理WORD格式精心整理1流量公式：Q=A×V3-22管道流速計算：3-3式中： V流速 m/s；R水力半徑 m；i水力坡度；n粗糙系數(shù)。將公式 3-3代入 3-2，得：3-43-5式中： A過水斷面面積 m2，其他參數(shù)意義同前。對于梯形斷面：3-

11、63-7式中： h水深 m;B底寬 m；m溝側邊坡水平寬度與深度之比；n溝壁粗糙系數(shù)。矩形斷面：A=B h3-8專業(yè)資料整理WORD格式精心整理專業(yè)資料整理WORD格式精心整理3-9本設計排洪溝主要截留小區(qū)旁邊山上的雨洪，并最終收集后排入市政排洪管道中。排洪溝依山上的地勢而建，排洪溝外表與坡面相平，由于山體坡度較大，因此采用鋼筋混凝土的構造，同時采用穩(wěn)定性好的梯形截面。A 線排洪溝計算：設定梯形明渠的底寬為 1m，邊坡 1：m=1：0.5，有效水深 H=0.7m，超高取 0.3m，那么到達設計水深時的過水斷面面積和濕周分別為：3-63-7水力半徑山坡上的雨洪沿線收集后匯入山腳段排洪溝，經沉砂池

12、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。該山坡的坡腳處地勢最緩，那么該段排洪溝的坡度最小，坡度為 0.023，鋼筋混凝土明渠的粗糙系數(shù)為 0.014，那么該段排洪溝的最大輸送能力為：3-5可以看出，采用該斷面尺寸的排洪溝完全可以滿足最大洪峰時的排水量需要，考慮長期運行會有大量泥沙沉積而使排洪溝有效斷面變小等因素，采用底寬為 1m，邊坡 1：m=1：0.5，有效水深 H=0.7m，超高 0.3m 的鋼筋混凝土梯形明渠是適宜的。由于山腳段地勢最緩，排洪溝的設計坡度最小，需要輸送的洪水量最大，而其他段的設計坡度更大，需要輸送的洪水量更小，因此在其他段采用該斷面尺寸的排洪溝也是完全

13、可以滿足要求的。專業(yè)資料整理WORD格式精心整理專業(yè)資料整理WORD格式精心整理因此， A 線排洪溝的設計尺寸為：底寬1m，邊坡 1：0.5，有效水深 0.7m，超高0.3m，采用鋼筋混凝土構造。B 線排洪溝的洪峰流量，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，因此設計采用與A 線排洪溝一樣的尺寸和構造。3.5 沉砂池設計：沉砂池主要用于去除相對密度 2、65、粒徑 0.2mm 以上的砂粒，在本工程中主要去除隨山洪帶來的泥砂，將其沉淀下來之后再排入市政管道，防止堵塞市政管道，同時對于山上的雨洪進展一定的緩沖，起到消能的作用。沉砂池的進水端與排洪溝連接，出水端采用 D

14、N1200 鋼筋混凝土管，并最終與原市政 DN1200 水泥涵管對接。沉砂池的形式，按池內水流方向的不同，可分為平流式、豎流式和旋流式三種；按池型可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池和旋流式沉砂池。平流式沉砂池是常用的形式，水在池內沿水平方向流動，具有構造簡單、截留無機顆粒效果較好的優(yōu)點。本設計擬采用平流式沉砂池。由于該沉砂池處理的是山上的雨洪，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。本設計采用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，一般采用 3060s。A 線沉砂池計算：1、長度：設計采用最大流速為0.2 m/s，最大流量時停留時間為40s，那么L=vt=0.240=8m精心整理專業(yè)資料整理WORD格式精心整理2、斷面尺寸：A=Q/v=0.8/0.2=4m2，設寬度為4m，那么水深為1m，砂斗的高度設為 1m，考慮到管道連接及超高，設