排洪沟工程设计说明

3排洪工程设计方案开县是四川盆地东部地区的一局部,背后〔南侧〕有一山体。由于山体地形坡度大，积水时间短,洪水历时也不长，一到雨季,大量山洪水排泄而下，水流急，流势猛，且水命财产安全,必需要认真做好防洪规划，拟在山坡上建一条排洪沟，拦截山洪,将山洪引出居住区，排入四周水体中。3。1设计原则,切实解决山洪对小区造成的危害和隐患。排洪工程的设计应与原有的DN1200市政水泥涵管结合起来，使山洪能够顺当流入市政管道。为减小对市政管道的堵塞，应考虑设置沉砂设施.3。2设计依据:1、《城市防洪工程设计标准》〔CJJ50—92〕2、《城市防洪标准》GB50201—943、《室外排水设计标准》GB50014-2023；4、《混凝土构造设计标准》GB50010—2023；5、《大路桥涵设计通用标准》JTGD60—2023;6、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3—907、《砌体构造设计标准》〔GB5003-2023〕8、《砼构造设计标准》〔GB50010—2023〕9、实测地形图。3。3 排洪沟设计要点〔1〕排洪沟应尽量利用原有山洪沟，必要时可作适当整修原有山洪沟是山洪假设干年来冲刷形成的，其外形、底板都比较稳定，因此应尽量利用原有的自然沟道作排洪沟。当利用原有沟不能满足设计要求而必需加以整修时，应留意不宜大改大动，尽量不要转变原有沟道的水力条件，而要因势利导,畅通下泄.〔2〕排洪沟应尽量利用自然地形坡度排洪沟的走向应沿大局部地面水流的垂直方向，因此应充分利用地形坡度使截流的山洪水能以最短距离重力流入受纳水体。(3〕排洪沟承受明渠或暗渠应视具体条件确定—般排洪沟最好次用明渠，但当排洪沟通过市区或厂区时，由于建筑密度较高、交通量大,应承受暗渠。〔4〕排洪沟纵坡确实定排洪沟的纵坡应依据地形、地质、护砌、原有排洪沟坡度以及冲淤状况等条件确定，一般不小于1％，设计纵坡时,要使沟内水流速度均匀增加，以防止沟内产生淤积。当纵坡很大时应考虑设置跌水或陡槽，但不得设在转弯处。一次跌水高度通常为0。2～0.6m，有的多达20～30级，消能效果很好.陡槽页称急流槽,纵坡一般为20～60,多承受片石、块石或条石砌筑也有承受钢筋混凝土浇筑的。陡槽终端应设消力设备。〔5〕排洪沟的断面形式排洪明渠的断面形式常用矩形或梯形断面，最小断面B×H=0。4m×0.4m排洪沟的材料及加固形式应依据沟内最大流速、当地地形及地质条件、当地材料供给状况确定。〔6〕排洪沟的设计流速为了防止山洪冲刷应按流速的大小选用不同材质的沟底沟壁。明渠最小流速为0。4m/s，但水深为0。4～1。0m时，排水明渠的最大流速应按下表规定取值。表3—1 明渠最大设计流速明渠类别粗砂或低塑性粉质粘土最大设计流速〔m/s)08粉质粘土1.0粘土12草皮护面1.6干砌块石2.0浆砌块石或浆砌砖3.0石灰岩和中砂岩40混凝土40(7〕排洪沟的其他规定明渠和盖板渠的底宽，不宜小于0.3m。无铺砌的明渠边坡，应依据不同的地质按表32的规定取值;用砖石或混凝土铺砌的明渠可承受1:0。75～1:1的边坡。表3-2 明渠边坡值地质 边坡粉砂松散的细砂、中砂和粗砂密实的细砂、中砂、粗砂或粘质粉土粉质粘土或粘土砾石或卵石半岩性土风化岩石岩石

13~13512～1：2。51:15~1：21125～1:1.51:0.5~1：11025～1:0.5101~1：0。253。4 排洪沟设计计算3。4。1 设计防洪标准在进展防洪工程设计时，首先要确定洪峰设计流量，然后依据该流量拟定工程规模。为了准确、合理地拟定某项工程规模需要依据该工程的性质、范围以及重要性等因素，选定某一频率作为计算洪峰流量的标准，称为防洪设计标准。实际工作中一般常用重现期衡量设计标准的凹凸，即重现期越大则设计标准越高工程规模也就越大；反之设计标准低，工程规模小。依据我国现有山洪防治标准及工程运行状况，山洪防治标准见表33.防洪标准工程等别防护对象频率〔〕重现期表防洪标准工程等别防护对象频率〔〕重现期(a〕二大型工业企业、重要中型企业2～150～100三中小型工业企业5～220～50四工业企业生活区10~510～20本设计中主要防护对象为山坡下居民生活区，因此本设计重现期取25年，频率为43。4。2 设计洪峰流量的计算排洪沟属于小汇水面积上的排水构筑物。一般状况下，小汇水面积没有实测的流量资料，所需的设计洪水往往用实测暴雨资料间接推求并假定暴雨与其所形成的洪水流量同频率。同时考虑山区河沟流域面积一般只有几平方公里至几十平方公里，寻常水小，甚至枯槁;汛期水量急增，急流快。目前我国设计洪峰流量的计算主要有三种方法：洪水调查法、推理公式法及阅历公式法。本设计承受阅历公式法计算洪峰流量。常用的阅历公式计算方法有：一般地区性阅历公式、大路科学争论所阅历公式、第二铁路设计院等值线法、第三铁路设计院计算方法.本设计承受大路科学争论所阅历公式：Q=K×Fn 〔3—1)式中：Q—-设计洪峰流量〔m3/s);F--流域面积〔km2);K-—径流模数,3—1承受；n-—面积参数，当F<1km2时，n=1;1<F<10km2，按表32取值。重现期〔地区表3—1 径流模数K重现期〔地区a〕 华北 东北 东南沿海 西南 华中 黄土高原2818011.09010055513.011515012.01406.01016513.5180140170751518014619.514.51807.72519515822016.019685注重现期50a时，可用25a的K值乘以120。表3—2面积参数n地区华北东北东南沿海西南华中黄土高原n0.750850.750850750.80注：当F〈1km2时,n=1,其中疆、西藏及西北部分地区，以及台湾省，南海诸岛,由于缺乏资料,K值及n值待补。本工程位于开县，属于西南地区，且汇水面积小于1km2,重现期设计为25年,因此径流模数K=16，面积参数n=1。中原小区A线排洪沟的汇水面积为50000m2，设计洪峰流量QA=K×Fn=16×50000 ×10−6=0.8m3/s木桥小区B线排洪沟的汇水面积为45000m2，设计洪峰流量QB=K×Fn=16×45000 ×10−6=0.72m3/s3。4.3 排洪沟水力计算流量公式:管道流速计算：

Q=A×V〔3-2〕3232

V=1n

·R2

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

·I1(3—4〕32Q=132n

A∙R2

·I1(3—5〕32式中：过水断面面积2公式中的过水断面A和湿周χ的求法为：32对于梯形断面：

A=Bℎ+𝑚ℎ2〔3—6〕χ=B+2ℎ√1+𝑚2〔3-7)B-底宽(m〕;m—沟侧边坡水平宽度与深度之比；n—沟壁粗糙系数。矩形断面：A=Bh(3-8〕χ=B+2ℎ〔3-9〕市政排洪管道中.排洪沟依山上的地势而建，排洪沟外表与坡面相平，的梯形截面.A线排洪沟计算：H=07m，超高取0。3m，则到达设计水深时的过水断面面积和湿周分别为：A=Bℎ+𝑚ℎ2=1×0.7+0.5×0.7×0.7=0.945m2(3-6〕χ=B+2ℎ√1+𝑚2=1+2×0.7×√1+0.52=2.565m〔3-7〕水力半径R=A/χ=0.945/2.565=0.368m山坡上的雨洪沿线收集后汇入山脚段排洪沟,经沉砂池沉淀后排入市政主管，因此山脚段排洪沟的最大流量即为洪峰流量QA=0.8m3/s。该山坡的坡脚处地势最缓，则该段排洪沟的坡度最小，坡0。0230.014，则该段排洪沟的最大输送力量为：Q=1∙A∙R2n 3

I1

=0.945×0.3682

1×0.02320.014

=4.9m3/s〔3—5〕2323小等因素,承受底宽为1m，边坡1：m=1：0。5,有效水深H=0。7m,0。3m的钢筋混凝土梯形明渠是适宜的。量最大，而其他段的设计坡度更大，需要输送的洪水量更小，因此在其他段承受该断面尺寸的排洪沟也是完全可以满足要求的。因此,A线排洪沟的设计尺寸为:1m,1：05，有效水深0.7m0。3m，承受钢筋混凝土构造。B线排洪沟的洪峰流量QB=0.72m3/s,小于A线排洪沟的洪峰流量，而且B线排洪沟的坡度比A排洪沟的坡度更大,因此设计承受与A线排洪沟一样的尺寸和构造。3.5沉砂池设计：2、65、粒径0.2mm以上的砂粒，政管道,避开堵塞市政管道,同时对于山上的雨洪进展肯定的缓冲，起到消能的作用。沉砂池的进水端与排洪沟连接，出水端承受DN1200DN1200式，按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式和旋流式三种;砂池。平流式沉砂池是常用的形式，水在池内沿水平方向流淌，具有构造简洁、截留无机颗粒效果较好的优点.砂量较大，且随雨天间歇运行,因此只需要待砂斗装满，不定期排砂即可.本设计承受吸砂泵不定期进展排砂，吸砂泵不置于现场,需要时运至现场使用即可.平流式沉砂池的设计标准为：1、 最大流速为0.3m/s；2、 最大流量时停留时间不小于30s