地质灾害排水治理工程设计规范.pptx
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1、地质灾害排水治理工程设计规范Technical Specifications for Drainage Design in Control Engineering of Geohazard主讲人:王亮清目录CONTENTS范围及规范性引用文件地表排水工程地表排水工程术语与定义基本规定基本规定前言水文与水力计算265143目录CONTENTS监测要求附录附录施工液术要求设计成果设计成果地下排水工卷9781110PARTONE前言本标准按照标准化工作导则第 1 部分:标准的结构和编写(GB/T 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
2、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 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5本规范主编单位、参编单位、主要起草人:主 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
3、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6PARTTWO范围及规范性引用文件本规范适用于:地质灾害治理中地表水和地下水的截、排水工程设计。地质灾害排水治理工程设计规范范围适用范围8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管低压流体输送用焊接钢管连续铸铁管混
4、凝土和钢筋混凝土排水管代码DZ/T0239-2004DZ/T0219-2006CJJ 143-2010GB50330-2013GB50014-2006(2016 版)GB51016-2014GB 50010-2010GB 50003-2011GB50497-2009GB/T50625-2010GB/T8162-2008GB/T3091-2015GB/T3422-2008GB/T11836-2009规范性引用文件9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
5、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设计规范铁路路基设计规范代码DZT0221-2006DL/T 5353-2006DL/T5195-2009JGJ120-2012JTG/D70-2014JTG/TD33-2012JTG/TD70-2010SL454-2010SL386-2007SL/T154-1995SL 191-2008SL253-2000TB10001-2016规范性引用文件10PARTTHREE术语和定义3.1 地质灾害排水工程 geohazards drainage engineering 用于防治地质灾害的地表排水和地下排水工程。包括设于地表的截水、排水与防渗 工程
6、和修建于地下的汇集、输导与排泄水流等工程。3.2 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。术语和定义123.4 截水沟 intercepting ditch 为拦截流向防治对象的地表水流而在其上侧设置的地表排水工程。3.5 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
7、结构的排水沟消能措施。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。术语和定义133.7 急流槽 chute 修建在陡坡或深沟地段的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽。3.8 地下排水工程 sub-surface 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。术语和定义143.10 排水隧洞 infiltration tunnel 在
8、地面以下修筑的用以汇集、疏导和排出地下水流的洞形构筑物。3.11 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 埋置在地面以下用以汇集和排除地下水的沟状构筑物。术语和定义153.13 支撑渗沟 supporting seeping groove 位于斜坡坡脚,起排水与稳定作用的构筑物。3.14 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。术语
9、和定义163.16 径流系数 runoff coefficient 同一时间段内流域面积上的径流深度(mm)与降水量(mm)的比值,以小数或 百分数表示。3.17 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。术语和定义173.19 汇流历时 duration of confluence 径流从汇水区最远点(按水流时间计)流达设计地点所需的时间,由坡面汇流历时 和沟管内汇流历时组成。3.20 降雨
10、历时 duration 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。术语和定义18设计降雨历时的降雨强度与某一标准降雨历时的降雨强度的比值。3.23 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
11、量在某一范围内的集中的水量。3.22 降雨历时转换系数 converting factor of durationof confluence术语和定义193.25 地表粗糙系数 ground surface roughness coefficient 反映地表起伏变化与侵蚀程度的指标,一般定义为地表单元曲面面积与投影面积之 比。术语和定义20PARTFOUR基本规定4.1n 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。n 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。n 地质灾害排水治理工程设计
12、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。基本规定4.24.3224.4n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。n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。n 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
13、料。基本规定4.54.6234.7n 崩塌、滑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。n 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。n 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。基本规定4.84.9244.10n 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
14、或膨胀土等),应符合现行有关标准的规定。n 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。n 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。基本规定4.114.1225n 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
15、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。基本规定4.134.1426PARTFIVE水文与水力计算水文与水力计算 水文计算 地下水计算 水力计算28a)各项排水设施所需排泄的设计径流量可按式(1)计算确定。Q=16.67q tF式中:Q 设计径流量(m3/s);qp,t 设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度(mm/min),由式(2)或式(6)计算确定;径流系数,由表 4 查取;F 汇水面积(km2)。(1)水文计算29p,b)当地气象站有 10 年以上自记雨量计资料时,宜利用气象站观测资料,经统计分析,确定相关参数后按式(2)和(3)计算设计重现期和降
16、雨历时内的平均强 ap =c+dlg P 式中:式中:t 降雨历时(降雨历时(min),指径流达到计算坡面所需的径流时间;),指径流达到计算坡面所需的径流时间;P 重现期(重现期(a),),由表由表 1 查取,排水工程设计等级与地质灾害防治工程等级查取,排水工程设计等级与地质灾害防治工程等级 对应,见附录对应,见附录 A;b、n、c、d 回归系数。回归系数。水文计算30表表 2 2 设计降雨重现期设计降雨重现期 P P排水工程设计等级设计降雨重现期/a50201031c)降雨历时降雨历时应按公式(4)计算:t=t1 +m.t2 (4)式中:t 降雨历时(min);t1 坡面汇流时间(min),
17、与汇流面积大小、地形坡度陡缓、土度 ,以及地面覆盖等有关,,一般 V1=0.15 0.6m/s,L1 为所计算管 管 内)雨,s 2;为流程长度,即m 折减系数,明渠折减系数 m=1.2,暗渠折减系数 m=2,在陡 坡地区暗渠折减系数 m=1.2 2.0。33)LV2 为所计算水流行时间(m渠度渠t2;)(m坡面长度壤干湿程水文计算d)坡面汇流时间坡面汇流历时可按公式(5)计算确定。t1 =1.445 (Lp 370m)(5)式中:t1 坡面汇流历时(min);Lp 坡面流的长度(m);ip 坡面流的坡度;s 地表粗度系数,按地表情况查附录 B 确定。0.467水文计算34e)当地缺乏自记雨量
18、计资料时,可利用标准降雨强度等值线图和有关转换系数,按式(6)计算降雨强度。qp,t =cpc t q5,10 (6)式中:q5,105 年重现期和 10min 降雨历时的标准降雨强度(mm/min),按灾 害点所在地,由图 1 查取;cp 重现期转换系数,为设计降雨重现期降雨强度 qp与标准重现期降雨强度 q5 的比值(qp/q5),按灾害点所在区域由表 2 可得;ct 降雨历时转换系数,为降雨历时 t 的降雨强度 qt与 10min 降雨历时的降雨强度 q10的比值(qt/q10),按灾害点所在区域的 60min 转换系数c60,由表3 查取,c60可由图 2 查取。35水文计算地区类别地
19、区重现期 P(年)3510152050一类海南、广东、广西、云南、贵州、重庆、湖 南、湖北、福建、江西、安徽、江苏、浙江、上海、台湾0.861.001.171.271.351.58二类黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山东、山西、河南、四川、西藏0.831.001.221.361.451.75三类内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆非干旱 区0.761.001.341.541.832.10四类干旱区(2)0.711.001.441.722.092.431.20 年一遇与 50 年一遇重现期按照下面对数拟合公式所得。第一类地区:对数拟合公式为:cp =0.253log(P)+0.585,R2
20、 =0.999;第二类地区:对数拟合公式为:cp=0.327log(P)+0.470,R2 =0.999;第三类地区:对数拟合公式为:cp =0.485log(P)+0.223,R2 =0.999;第四类地区:对数拟合公式为:cp =0.627log(P)+0.006,R2 =0.998;表表 2 2 重现期转换系数重现期转换系数c cp pi in 降雨强度小于 0 5mm/m干旱区约相当于 5 年 遇10mn 的地区表表 3 3 降雨历时转换系数降雨历时转换系数 c ct tc60降雨历时 t(min)3510152030405060901200.301.401.251.000.770.6
21、40.500.400.340.300.220.180.351.401.251.000.800.680.550.450.390.350.260.210.401.401.251.000.820.720.590.500.440.400.300.250.451.401.251.000.840.760.630.550.500.450.340.290.501.401.251.000.870.800.680.600.550.500.390.33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0.75 0.90水泥混凝土路面0.90起伏的山地0.60 0.80透水性沥青路面0.60 0.80起
22、伏的草地0.40 0.65粒料路面0.40 0.60平坦的耕地0.45 0.60粗粒土坡面和路肩0.10 0.30落叶林地0.35 0.60细粒土坡面和路肩0.40 0.65针叶林地0.25 0.50硬质岩石坡面0.70 0.85水田、水面0.70 0.80f)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值。表表 4 4 径流系数径流系数 软质岩石坡面0 50 0 75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(
23、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)地下水在岩土体内或层间的主要运动形式为渗流。渗流作为一个矢量,包括的计 算参数有渗透系数、渗流速度、水头、水力梯度(或水力坡度)等。线性渗流的计算主要采用达西定律。式中:Qs 渗透流量(m3/d);K 渗透系数(m/d);A渗流断面面积(m2);i 水力梯度。a)稳定流流量的计算公式如下:Qs =KAi (7)地下水计算40式中:v 渗流速度(m/s);K 渗透系数(m/s);H 水头(m);沿流线任意点的水力梯度。b)稳定
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- 地质灾害 排水 治理 工程设计 规范