水土保持工程措施-防洪排導工程

排洪渠設計案例

某棄渣場集水面積2.767km2，棄渣場占地面積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m3，擬堆渣量382.48萬m3。棄渣場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，西南側有一埡口，為水流集中出口處，盆地內小沖溝發(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)域為10°~15°。渣場內覆蓋層厚度一般2~3m，底部平緩地帶厚度較大，為5~10m，兩側山坡覆蓋層較薄，渣場范圍地質條件較好，場地無滑坡、泥石流等不良地質現(xiàn)象。1.棄渣場概況及設計條件棄渣場所在地區(qū)屬亞熱帶海洋性季風氣候區(qū)，溫暖濕潤，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.棄渣場概況及設計條件時段頻率（%）12510201h11911096.685.874.43h2392151821561296h34530625421317212h48843135429523724h679595487403319各頻率1h、3h、6h、12h和24h降水量成果（單位：mm）棄渣場防洪標準按照50年一遇設計，根據(jù)棄渣場堆渣形態(tài)、沖溝分布及周邊地形情況，棄渣場上游主要匯水通過渣場后部的1#排洪渠、左側的2#排洪渠排導，渣場右側匯水通過3#排洪渠排導，同時，為了使匯水匯入排洪渠，共設置兩座攔洪壩。2.排洪渠布置3.排洪渠設計

經(jīng)水文計算，棄渣場各段排洪渠上游匯水對應的設計洪峰流量詳見表：3.排洪渠設計

根據(jù)洪水過程，排洪渠過流能力按明渠均勻公式計算，初擬各段排洪渠斷面尺寸和比降等參數(shù)，根據(jù)以上公式計算棄渣場排洪渠的過流能力，復核其是否滿足設計洪水要求，經(jīng)試算，棄渣場各段排洪渠過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防洪排導工程類型及適用條件排洪渠設計防洪排導工程類型及適用條件01防洪排導工程就是運用工程措施，防止山洪及泥石流的發(fā)生。項目建設在基建施工和生產(chǎn)運行中，由于損壞地面或棄土、棄石、棄渣，易遭受洪水危害，必須修建防洪排導工程，以防害減災。防洪排導工程主要包括排洪渠、攔洪壩、排洪涵洞、防洪堤、護岸護灘、清淤清障等工程。1.防洪排導工程類型及適用條件根據(jù)洪水的來水量及其危害程度：項目區(qū)上游有小流域溝道洪水集中危害時，應在溝道中修建攔洪壩。項目區(qū)一側或周邊坡面有洪水危害時，應在坡面與坡腳修建排洪渠，并對坡面進行綜合治理。當坡面或溝道洪水與項目區(qū)的道路、建筑物、堆渣場等發(fā)生交叉時應采取涵洞或暗管進行地下排洪。項目區(qū)緊靠溝岸、河岸，洪水影響項目區(qū)安全時，應修建防洪堤。項目區(qū)內溝岸、河岸在洪水作用下易發(fā)生坍塌時，應布置護岸護灘工程。對泥石流溝道應實施專項治理工程。1.防洪排導工程類型及適用條件排洪渠設計02排洪渠：一般修建在項目區(qū)周邊，同時要求項目區(qū)內各類場地、道路和其他地面排水，應結合排洪渠統(tǒng)一布置。洪渠等3種類型。2.排洪渠設計排洪渠是為了保證項目區(qū)生產(chǎn)建設的安全，而興建的排除周邊坡面及區(qū)域內的洪水危害的工程設施。2.排洪渠設計

根據(jù)建筑材料不同，可分為：土質排洪渠三合土排洪渠漿砌石排洪渠

(1)、土質排洪渠不加襯砌，結構簡單，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.排洪渠設計2.排洪渠設計國家級水土流失重點防治區(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，夯實而成。適用于有高含沙山洪的地方。2.排洪渠設計

(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的山洪。防洪標準渠道斷面設計：常用的渠道橫斷面形式有梯形、矩形、U型和復式斷面等，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)最大流量計算排洪渠過水斷面，按明渠均勻流公式計算：2.排洪渠設計2.排洪渠設計國家級水土流失重點防治區(qū)劃分2.排洪渠設計縱坡及縱斷面設計：排洪渠設計縱坡應根據(jù)渠線、地形、地質以及與山洪溝連接要求等因素確定。當自然縱坡大于1:20或局部高差較大時，應設置陡坡式跌水。排洪渠縱斷面設計應將地面線、渠底線、水面線、渠頂線繪制在縱斷面設計圖中。排洪渠斷面變化時，應采用漸變段銜接，其長度可取水面寬度變化之差的5~20倍。2.排洪渠設計國家級水土流失重點防治區(qū)劃分排洪渠進出口平面布置：采用喇叭口活八字形導水墻。導水墻長度可取設計水深的3-4倍。出口底部設置放沖、消能等設施。防沖措施：當排洪渠水流流速大于土壤最大允許流速時，應采用防護措施防止沖刷。安全超高：安全超高根據(jù)建筑物等級確定，在彎曲段凹岸應考慮水位壅高的影響。2.排洪渠設計2.排洪渠設計

排洪渠彎曲段和彎曲半徑:2.排洪渠設計

洪峰流量的確定:2.排洪渠設計攔洪壩目錄12攔洪壩的壩型攔洪壩的設計攔洪壩的壩型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，保障項目區(qū)生產(chǎn)建設安全的擋水建筑物，被攔截的來水通過排水洞等設施排至項目區(qū)下游或相鄰溝谷。1.攔洪壩的壩型攔洪壩的壩型:攔洪壩按結構分，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，選擇壩型時需綜合考慮山洪的規(guī)模、地質條件及當?shù)夭牧系纫蛩亍?.攔洪壩的壩型攔洪壩的設計022.攔洪壩的設計（1）.壩址選擇：壩址處地形地質條件良好，基礎為抗風化巖石或密實土。應避開較大彎道、跌水、泉眼、斷層、滑坡體、洞穴等，壩肩應無沖溝。河(溝)地形平緩，河床較窄，壩軸線短，庫容大。有適宜布置溢洪道、放水工程的地形地質條件。壩址上下游有充足的筑壩土、砂、石等建筑材料，有水源條件。庫區(qū)淹沒損失小，對村鎮(zhèn)、工廠、鐵路、公路、高壓線等建筑物的安全影響小。2.攔洪壩的設計國家級水土流失重點防治區(qū)劃分(2)、庫容與壩高：包括：攔泥庫容和滯洪庫容兩部分。根據(jù)壩址以上年來沙量和淤積年限，確定攔泥庫容；根據(jù)來洪量與排洪量確定滯洪庫容。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)已確定的攔泥庫容與滯洪庫容，在壩高-庫容關系曲線上查得相應的攔泥壩高和滯洪壩高，再加上相應的安全超高，即為攔洪壩的總壩高。2.攔洪壩的設計攔洪壩防洪標準應根據(jù)國家防洪標準，結合防護對象和防護要求選定。2.攔洪壩的設計

(3)、土壩的斷面設計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。當有交通要求時，應按通行車輛的標準確定，一般單車道為5m，雙車道為7m。2.壩坡：上游壩坡應比下游壩坡緩，壩體高度越大，壩坡應越緩；水墜壩壩坡應比碾壓壩壩坡的緩。3.邊?。翰捎盟畨嫹ㄊ┕さ耐翂危鶕?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，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，在下游壩坡坡腳應設置排水設施。根據(jù)不同條件，分棱體排水、貼坡排水等形式。2.攔洪壩的設計

(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，具體技術要求參照《水土保持治溝骨干工程技術規(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于布置在土壩上游壩坡上，且壩體基礎較好。包括豎井、消力井及涵管設計，具體技術參照《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》(SL289—2003)中的規(guī)定。2.攔洪壩的設計

(5)、溢洪道設計陡坡式溢洪道陡坡式溢洪道適用于壩高20m以上、庫容50×104m3以上的較大型壩庫。由進口段、陡坡段和消力池三部分組成，具體技術參照《水土保持治溝骨干工程技術規(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，庫容50×104m3以下的中小型壩庫。具體技術參照《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》（SL289—2003）中的規(guī)定。2.攔洪壩的設計排洪涵洞目錄12排洪涵洞的類型排洪涵洞的設計排洪涵洞的類型01防洪排導工程的作用:防洪排導工程就是運用工程措施，防止山洪及泥石流的發(fā)生。根據(jù)其洞內水流的狀態(tài)，排洪涵洞可分為有壓、無壓或半有壓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計022.排洪涵洞的設計1、設計流量標準排洪涵洞設計流量標準應與所屬建筑工程洪水標準一致。2、排洪涵洞斷面設計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算確定。在水力計算之前首先應了解水流狀態(tài)。無壓涵洞洞身斷面尺寸較大，但進水口壅高較?。挥袎汉炊瓷頂嗝娉叽巛^小，進水口壅高較大；半有壓涵洞介于兩者之間2.排洪涵洞的設計3、涵洞斷面尺寸確定涵洞中水流流態(tài)按明渠均勻流計算。由于邊墻垂直、下部為矩形渠槽，其過水斷面按公式式中：A——過水面積，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通過試算求解。2.排洪涵洞的設計2.排洪涵洞的設計涵洞高度的確定求得的過水斷面后，其水深h加上不小于0.3m超高，即為涵洞凈高。