地质灾害排水治理工程设计规范.pdf
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1、地质灾害排水治理工程设计规范主讲人:王亮清Technical Specifications for Drainage Design in Control Engineering of Geohazard目录CONTENTS12345基本规定基本规定6地表排水工程地表排水工程目录CONTENTS7891011设计成果设计成果附录附录PARTONE前言PPT模板下载: 1.1-2009)编写规则起草。本标准提出和归口单位为中国地质灾害防治工程协会。本标准由正文、附录两部分组成。正文共分10章。第1章为适用范围,第2章为规范性引用文件,第3章为术语和定义,第4章为基本规定,第5章为水文与水力计算,第
2、6章为地表排水工程,第7章为地下排水工程,第8章为监测要求,第9章为施工要求,第10章为设计成果。本规范由国土资源部中国地质灾害防治工程行业协会负责管理和对强制条文的解释,由中国地质大学(武汉)负责具体技术内容的解释。前言5PPT模板下载: 编 单 位:中国地质大学(武汉)北京市水利规划设计研究院 广东省地质灾害应急抢险技术中心参 编 单 位:中国地质科学院探矿工艺研究所 深圳市工勘岩土集团有限公司 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司主要起草人:唐辉明 王亮清 刘培斌 金炯球 周 毅 张 勇 王贤能 章广成 张琦伟 程凌鹏 陈志杰 陈丽萍 葛云峰 韩新强 黄宗万 马君伟 刘礼领前言6P
3、ARTTWO范围及规范性引用文件PPT模板下载: 143-2010 GB50330-2013GB50014-2006(2016版)GB51016-2014GB 50010-2010GB 50003-2011GB50497-2009GB/T50625-2010GB/T8162-2008GB/T3091-2015 GB/T3422-2008GB/T11836-2009 名称泥石流灾害防治工程设计规范滑坡防治工程设计与施工技术规范埋地塑料排水管道工程技术规范建筑边坡工程技术规范室外排水设计规范非煤露天矿边坡工程技术规范混凝土结构设计规范砌体结构设计规范建筑基坑工程监测技术规范机井技术规范结构用无缝钢
4、管低压流体输送用焊接钢管连续铸铁管混凝土和钢筋混凝土排水管规范性引用文件9PPT模板下载: 5353-2006DL/T5195-2009JGJ120-2012JTG/D70-2014JTG/TD33-2012JTG/TD70-2010SL454-2010SL386-2007SL/T154-1995SL 191-2008 SL253-2000TB10001-2016名称崩塌、滑坡、泥石流监测规范水电水利工程边坡设计规范水工隧洞设计规范建筑基坑支护技术规程公路隧道设计规范公路排水设计规范公路隧道设计细则地下水资源勘察规范水利水电工程边坡设计规范混凝土与钢筋混凝土井管标准水工混凝土结构设计规范溢洪道
5、设计规范铁路路基设计规范规范性引用文件10PARTTHREE术语和定义PPT模板下载: geohazards drainage engineering3.2地表排水工程surface drainage engineering在防治对象地面修建的由排水沟、截水沟等工程组合形成的排水系统,常见类型有排水沟、截水沟、跌水、沉砂井、急流槽、排水管道、排导渠和排导堤等。3.3排水沟drainage ditch用于排泄由降水、泉水等转化的坡面水流或截水沟水流而设置的地表排水工程。PPT模板下载: ditch3.5跌水hydraulic drop为解决高落差水流、减缓水流冲刷力,将沟底设置呈阶梯形结构的排水
6、沟消能措施。3.6沉砂池Desilting basin,Grit chamber去除水中自重很大、能自然沉降的较大粒径沙粒或杂粒的水池。PPT模板下载: drainage engineering在防治对象主体内,修建的由排水孔、洞、井相互连接形成的地下排水设施。3.9排水竖井drainage vertical well去除水中自重很大、能自然沉降的较大粒径沙粒或杂粒的水池。PPT模板下载: tunnel3.11排水孔drainage hole将岩土体中的地下水导流并排出岩土体外的小口径、微倾斜式孔洞。3.12盲沟french drain,blind drainage ditch埋置在地面以下用
7、以汇集和排除地下水的沟状构筑物。PPT模板下载: seeping groove3.14排水暗涵(管)drain pipe埋置在地面以下用以输导水流的方形或圆形的构筑物。3.15汇水面积catchment area雨水流向同一山谷地面的受雨面积。PPT模板下载: coefficient3.17设计径流量design runoff在设计地点,预期由设计重现期和降雨历时的降雨所引起的径流量。3.18设计降雨重现期designed recurrence interval of rainfall某一预期降雨强度的重复出现的平均周期。PPT模板下载: of confluence3.20降雨历时durati
8、on of rainfall降雨过程中的任意连续时段。其计量单位通常以min表示。3.21重现期转换系数converting factor of recurrence interval设计重现期的降雨强度与某一标准重现期的降雨强度的比值。PPT模板下载: factor of duration of confluence3.23设计降雨强度design rainfall intensity在设计地点,与设计工况或等级相一致的设计重现期内的降雨量,以mm/min或mm/h计。3.24设计汇流量design confluence amount在设计地点,预期的流水量在某一范围内的集中的水量。PPT模
9、板下载: surface roughness coefficientPARTFOUR基本规定PPT模板下载: 地质灾害排水治理工程设计方案应根据工程地质、水文地质、环境地质、地形地貌及气象水文等条件,以减轻水对地质灾害体稳定的不利作用为目标,经技术经济比较综合确定。4.2n 地质灾害排水治理工程应与其他类型防治工程相协调,合理布置,共同构成灾害体的防治体系。4.3n 地质灾害排水治理工程包括地表排水与地下排水工程。地表排水与地下排水工程应有机结合,形成统一的排水系统。PPT模板下载: 地质灾害排水治理工程设计宜获得以下资料:a)地形地貌、气象水文、人文经济、社会发展及区域规划等资料;b)区域地
10、质资料;c)灾害体的几何特征参数;d)灾害岩土体物理力学性质与水文地质参数;e)周边建(构)筑物及地下管网概况;f)地下工程设施勘测设计资料;g)当地同类工程设计和施工资料;h)其它必需资料。4.5n 排水工程设计降雨重现期应根据排水工程设计等级按5.1确定。4.6n 排水工程设计等级应与地质灾害防治工程等级一致,并宜按附录A确定。PPT模板下载: 排水工程设施应满足使用功能要求,结构应安全可靠,便于施工、检查和养护维修。4.8n 对于大型、特大型、巨型规模的崩塌、滑坡防治工程,可将排水工程作为安全储备;对于排水工程作为地质灾害综合防治辅助措施时,也可将排水工程作为安全储备。4.9n 崩塌、滑
11、坡地质灾害防治工程中仅采用排水措施的项目应进行专项论证,重点是分析排水工程对地质灾害体稳定性提高的作用。PPT模板下载: 地质灾害排水治理工程设计宜在不断总结实践经验和科研成果的基础上,积极采用新技术、新材料和新工艺。4.11n 地质灾害防治应急排水工程及施工临时性排水工程,应满足地表水、季节性暴雨、地下水和施工用水的排放要求,有条件时应结合地质灾害防治永久性排水措施进行设置。4.12n 冰冻区地表排水设施应具有耐冰冻与耐盐蚀,地下排水设施应置于当地最大冻深线以下,无法满足时,应采取保温措施。对于其他特殊地质条件、特殊地区的排水工程设计(如地震区、湿陷性黄土、盐渍土或膨胀土等),应符合现行有关
12、标准的规定。PPT模板下载: 地质灾害排水治理工程设计应对降水引起的地面变形和对环境的影响进行综合评估,应对地下水进行有效控制,防止因地下水引起的流砂、管涌等渗透变形造成的危害。由于排水引起的建构筑物沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定,并应符合现行相关规范对其允许变形的规定。n 地质灾害排水治理工程应以主体工程同时设计、同时施工和同时竣工验收的原则,贯彻动态设计的原则。PARTFIVE水文与水力计算PPT模板下载: 水文计算p 地下水计算p 水力计算PPT模板下载: 1031表表2 2设计降雨重现期设计降雨重现期P PPPT模板下载: 22260VLt 33PPT模板下载: 2重现期转换
13、系数重现期转换系数c cp pc60降雨历时t(min)3510152030405060901200.301.401.251.000.770.640.500.400.340.300.220.180.351.401.251.000.800.680.550.450.390.350.260.210.401.401.251.000.820.720.590.500.440.400.300.250.451.401.251.000.840.760.630.550.500.450.340.290.501.401.251.000.870.800.680.600.550.500.390.33表表3 3降雨历时转换
14、系数降雨历时转换系数c ct t地表种类径流系数地表种类径流系数沥青混凝土路面0.95陡峻的山地0.750.90水泥混凝土路面0.90起伏的山地0.600.80透水性沥青路面0.600.80起伏的草地0.400.65粒料路面0.400.60平坦的耕地0.450.60粗粒土坡面和路肩0.100.30落叶林地0.350.60细粒土坡面和路肩0.400.65针叶林地0.250.50硬质岩石坡面0.700.85水田、水面0.700.80软质岩石坡面0.500.75 f)径流系数应按汇水区域内的地表种类由表4确定。当汇水区域内有多种类型的地表时,应分别为每种类型选取径流系数后,按相应的面积大小取加权平均
15、值。表表4 4径流系数径流系数图图1 1中国中国5 5年一遇年一遇10min10min降雨强度(降雨强度(q q5,105,10)等值线图()等值线图(mm/minmm/min)图图2 2中国中国60min60min降雨强度转换系数(降雨强度转换系数(c c6060)等值线图()等值线图(mm/minmm/min)PPT模板下载: 5岩土渗透性分级岩土渗透性分级44岩土名称K(cm/s)岩土名称K(cm/s)黏土610-6中砂610-30.02粉质黏土610-6110-4粗砂0.020.06粉土110-4610-4砾石0.060.1粉砂610-4110-3卵石0.10.6细砂110-3610-
16、3漂石0.6100表表6 6代表性岩土渗透系数代表性岩土渗透系数K K经验值经验值PPT模板下载: (9)式中:A、B流动系数,取决于渗流体的流动状态。若渗流属于层流,则系数B=0,i=Av,这与线性流的表达形式一致;反之,若渗流体属紊流,系数A=0,i=Bv2。PPT模板下载: b)地下水的流向可以通过钻孔三点法与人工放射性同位素单井法测定。PPT模板下载: (11)式中:Qc 沟(管)的泄流量(m3/s);va沟(管)内的平均流速(m/s);过水断面面积(m2),各种沟(管)过水断面的面积计算可按附录C执行。沟(管)的水力计算47PPT模板下载: R(13)水力计算48沟(管)类别nc沟(
17、管)类别nc塑料管(聚氯乙烯)0.010土质明沟0.022石棉水泥管0.012带杂草土质明沟0.027水泥混凝土管0.013砂砾质明沟0.025陶土管0.013岩石质明沟0.035铸铁管0.015植草皮明 沟(流速0.6m/s)0.0500.090(范围跨度大)波纹管0.027植草皮明沟(流速1.8m/s)0.0350.050(范围跨度大)沥青路面(光滑)0.013浆砌片石明沟0.025沥青路面(粗糙)0.016干砌片石明沟0.032水泥混凝土路面(镘抹面)0.014水泥混凝土明沟(镘抹面)0.015表表5 5岩土渗透性分级岩土渗透性分级PPT模板下载: 沟 或 过 水 断 面 的 水 深(m
18、)。2138c1377.0ihniQhc(14)2)复合横坡浅三角形沟的泄水能力可按式(14)计算泄水能力乘以系数求得,由式(15)确定。计算示意如图3所示。(15)35111111式中,、系数,其中32113232bbbbbbii,3)深宽比小于1:6浅沟泄水能力取(11)计算泄水能力乘以1.2。50b1b2b3i1i2i3h图图3 3双向开口且有变坡浅三角形沟过水断面计算图双向开口且有变坡浅三角形沟过水断面计算图PPT模板下载: 8明沟的最大允许流速(明沟的最大允许流速(m/sm/s)表表9 9最大允许流速的水深修正系数最大允许流速的水深修正系数PPT模板下载: 4开口式泄水口周围的水流状
19、况开口式泄水口周围的水流状况PPT模板下载: 7格栅式泄水口过水断面格栅式泄水口过水断面PPT模板下载: 5.0096.2iihSQ 式中:Si格栅孔口净泄水面积的一半(m2)。60PPT模板下载: D33-2012)第4.2.1条第4款规定的允许范围的原则确定,随后各泄水口的间距按该段长度内所产生的径流量与该泄水口的泄水量相等的原则计算确定。坡段上最后一个泄水口的溢流量计入进入凹形竖曲线底部的泄水口的流量。61PPT模板下载: 0IhhLgcshkI300010(21)(22)(23)(24)PPT模板下载: 8不透水层坡度平缓时的排水沟流量计算图式不透水层坡度平缓时的排水沟流量计算图式1.
20、地下排水沟;2-地下水位;3-地下水位降落曲线PPT模板下载: 9不透水层较深时排水沟流量计算图式不透水层较深时排水沟流量计算图式1-原地下水位;2-降低后地下水位;3-地下排水沟PPT模板下载: 算,也可以按表10确定。设每颗填料均为球体(体积=),则N颗填料的平均粒径d(cm)可按下式计算:dndkm14203sN6Gd.(28)(29)2)洞(管)式渗沟的泄水能力应按式(11)计算。69换算成球形的颗粒直径d(cm)排水层填料孔隙率n(%)0.400.450.50渗透系数km(m/s)50.150.170.19100.230.260.29150.300.330.37200.350.390
21、.43250.390.440.49300.430.480.53图图1010不透水层的横向坡度较陡时的渗沟流量计算不透水层的横向坡度较陡时的渗沟流量计算PPT模板下载: h2 2=Z+p+f+h=Z+p+f+h3 3-h-h1 1 (3030)地下排水设施水力计算式中:h2渗沟埋置深度(m);Z沿路基中线的冻结深度(m),非冰冻地区取0;p冻结地区沿中线处冻结线至毛细水上升曲线的间距,可取0.25m;非冰冻地区路床顶面至毛细水上升曲线的距离,可取0.5m;毛细水上升高度(m);f路基范围内水落曲线的最大高度(m),与路基宽度B0及I0有关,可近似取f=B0/I0;h3渗沟底部的水柱高度(m)一般
22、取0.30.4m;h1自路基中线顶高计算的边沟深度(m)。71降落曲线冻结线地下水位线图图1111渗沟埋置深度计算渗沟埋置深度计算H-地下水位高度,H0-隔水层高度;m1-渗沟边缘至路基中线的距离PPT模板下载: r0渗井半径(m)。hkSR300073hjXRyhdR0图图1212含水层内渗井的流量计算含水层内渗井的流量计算PPT模板下载: m/s2;h0行近流速作用下的水头(m);对于梯形断面,式(36)计算的是平均宽度,此时应将梯形面积和高度,换算成等面积的矩形面积和高度。2/30f2 hgQbs(36)80PPT模板下载: (2)梯形断面(3)U型断面 (4)复合型断面图图1414排水
23、沟断面形状示意图排水沟断面形状示意图PPT模板下载: 录C取值。121.1212minAvR(41)PPT模板下载: h1-收缩断面水深 v1-收缩断面流速b)水跃长度可按下式计算 L=6.9(h2-h1)(44)(42)(43)式(43)适用范围:Fr1=5.59.0PPT模板下载: 50014-2006)执行。PARTSEVEN地下排水工程PPT模板下载: 地下排水工程常见类型包括排水竖井、排水隧洞、排水孔、渗沟(盲沟)、支撑盲沟、暗管(涵)等,可采用一种或几种措施结合设计。地下排水工程适用于规模较大、成因机理复杂、地下水丰富的地质灾害体治理,常与其它治理工程配合使用。地下排水设施应采取反
24、滤措施,防止堵塞、失效。地下排水设施出水口的排水通道应避免出现漫流或冲刷坡面,出水口处水流应处于无压状态。有冻胀影响地区的出水口,应考虑用耐冻胀材料砌筑,出水口的基础必须设在冰冻线以下。PPT模板下载: 线状展布的地下排水工程,如排水隧洞、盲沟、暗(管)涵、渗沟等,应根据地形地貌条件、平面走向、与其它工程的交叉协调情况及实际需要等沿线设置适宜数量、规模和安全、方便的检查井。检查井的间距一般宜为30-50m。地下排水工程排出的水质应进行含砂量检测,检测结果不宜大于1/100000。PPT模板下载: 排水竖井适宜于地下水量丰富、含水层厚、渗透性强和水位较高的滑坡灾害体治理。排水竖井一般宜与排水隧洞
25、、排水孔联合使用。布置在滑坡体上的排水竖井,宜在滑坡体的中上部、地下水集中汇流的低洼地带布置,井底应穿越滑面以下至少2m。排水竖井平面布置间距依据滑坡区地形地貌、水文地质及工程地质条件,并结合当地防治工程经验综合确定。排水竖井单井设计流量可按下式计算确定:nQq1.1(45)PPT模板下载: 排水竖井井孔直径应能满足井管、滤水管安装和井外填砾要求。井孔直径一般不宜超过2m,超过2m时按大口井设计。采用填砾过滤器时,终孔直径不应小于300mmm;采用非填砾过滤器时,终孔直径不宜小于100mm。排水竖井单井出水能力应大于按式(44)计算的设计单井流量。当单井出水能力小于单井设计流量时,应增加井的数
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- 地质灾害 排水 治理 工程设计 规范