首页 理论教育2016江西地学新进展:截排水沟工程设计成果

2016江西地学新进展:截排水沟工程设计成果

【摘要】:排水沟超高标准定为设计和校核情况下均不低于0.2m。截排水沟的水力计算结果见表3。

2.2.1 设计依据

地表排水工程设计最首要的设计标准是降雨标准(包括暴雨重现期和降雨历时标准)、排水沟的超高标准。历史20年一遇小时最大降雨量35.60mm,50年一遇小时最大降雨量41.60mm。由于“水”对滑坡稳定性的影响很大,故需对乱石窖滑坡进行地表排水工程设计。排水沟超高标准定为设计和校核情况下均不低于0.2m。

2.2.2 设计洪水量计算

采用《四川省水文手册》清水流量计算公式,查阅《四川省水文手册》相关参数,假定暴雨和洪水同频率出现,采用其推荐的推理公式:

式中:QP——频率为P的暴雨洪水设计流量(m3/s);

iB——渗流系数,取0.5;

rp——设计频率的小时最大雨强(mm/h);

F——流域面积(km2),对于大流域因为降雨的不均匀性需要进行修正,5km2以下的不作调整。

根据勘查所得到的数据,20年一遇小时最大雨量35.60mm,50年一遇小时最大雨量41.60mm,经过计算可以得出截水沟流量见表2。

2.2.3 排水沟水力计算

根据沟底纵坡率及设计排水量,进行沟渠的水力计算和设计。由于坡面坡降较大,沟渠水流均为急速,在进行渠道水力设计时,消能和跌水控制是首要考虑的因素。由于排水沟渠的修筑材料根据实际施工条件采用浆砌片石,而对于浆砌石渠道,其最大抗冲能力为10m/s,本设计中排水沟渠的流速设计标准取为10m/s。采用匀速流公式计算各项水力要素:

表1 抗滑桩结构配筋表
Table 1 Lists of structure reinforcements of the slideresistant piles

表2 截排水沟流量
Table 2 Flow of intercepting and drainage ditches

式中:Q——沟渠所通过的流量(m3/s);

ω——沟渠的过水断面积(m2),ω=bh+mh2

ν——平均流速(m/s);

b——端面宽度,m;

h——水流深度,m;

m——排水沟侧沟壁坡率(梯形时m=0.3)。湿周:p=b+kh

式中:k——系数,k=2

式中:i——沟底纵坡率,以小数表示;

c——流速系数,,n为糙度系数取0.020。

截排水沟的水力计算结果见表3。设计超高0.2m,故截水沟截面为0.8m×0.5m。

2.2.4 截排水沟的加糙减速及消能设计

由于截水沟局部沟底纵坡率较大,故设计采用排水沟底部镶嵌卵石消能减速,减轻急速水流对下游沟底的冲刷。

2.2.5 截排水沟结构设计

(1)沟渠的衬砌。

水力计算的设计流速控制在10m/s以内,沟渠采用浆砌石衬砌,沟底衬砌厚度为30cm,沟侧壁的衬砌厚度为25cm。采用M7.5水泥砂浆砌筑Mu30片石,M10水泥砂浆抹面,抹面厚度20mm。

表3 截、排水沟水力计算结果及断面设计表
Table 3 Lists of water force calculation result and section design of intercepting and drainage ditches

(2)沟渠分缝。

为防止温差裂缝和沟渠基础不均匀沉陷造成的沟渠裂缝,所有衬砌进行分缝,分缝间距在沟渠纵坡较大时,采用间距15m。在较为平缓沟段采用的间距为20m。伸缩缝(沉降缝)缝宽2cm,缝内填塞沥青麻丝。

(3)沟渠开挖。

为保障渠道稳定,所有渠道均坐落于挖=之上。开挖深度应大于渠底厚度与侧墙高度之和。沟渠开挖临时边坡比降一般为0.5,但可根据具体的微地貌进行适当的调整。截水沟上边坡开挖区均应加护浆砌石护坡墙,厚度0.30m,护坡坡面石缝均进行勾缝处理。衬砌两侧应进行必要的回填和夯实,以保证边坡的稳定。