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10.2 跌水和陡坡


10.2.1 山洪沟或排洪渠道底部纵坡较陡时,可采用跌水或陡坡等构筑物调整。
10.2.2 跌水和陡坡设计,水面线应平顺衔接。水面线可采用分段直接求和法和水力指数积分法计算。
10.2.3 跌水和陡坡的进、出口段,应设导流翼墙与沟岸相连接。连接形式可采用扭曲面,也可采用变坡式或八字墙式,并应符合下列要求:
    1 进口导流翼墙的单侧平面收缩角,应以进口段长度控制确定,不宜大于15°。翼墙的长度L由沟渠底宽B与水深H的比值确定,并应符合下列规定:
    1)当B/H<2.0时,L=2.5H;
    2)当2≤B/H<2.5时,L=3.0H;
    3)当2.5≤B/H<3.5时,L=3.5H;
    4)当B/H≥3.5时,L宜适当加长。
    2 出口导流翼墙的单侧平面扩散角,可取10°~15°。
10.2.4 跌水和陡坡的进、出口段应护底,其长度应与翼墙末端平齐,底的始、末端应设一定深度的防冲齿墙。跌水和陡坡下游应设置消能防冲措施。
10.2.5 跌水跌差小于或等于5m时,可采用单级跌水,跌水跌差大于5m,采用单级跌水不经济时,可采用多级跌水。多级跌水可根据地形、地质条件,采用连续或不连续的形式。
10.2.6 陡坡段平面布置应力求顺直,陡坡底宽与水深的比值,宜控制为10~20。
10.2.7 陡坡比降应根据地形、地基土性质、跌差及流量大小确定,可取1∶2.5~1∶5,陡坡倾角必须小于或等于地基土壤的内摩擦角。
10.2.8 陡坡护底在变形缝处应设齿坎,变形缝内应设止水或反滤盲沟,必要时可同时采用。
10.2.9 当陡坡的流速较大时,其护底可采取人工加糙减蚀措施或采用台阶式,人工加糙减蚀或台阶式形式及其尺寸可按类似工程分析确定。重要的陡坡,必要时应进行水工模型试验验证。
条文说明
10.2.1 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92第7.4.1条的规定,并与现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—1999第9.7.1条保持一致。具体采用何种形式,需作经济比较。当山洪沟、截洪沟、排洪渠道通过地形高差较大的地段时,需要采用陡坡或跌水连接上下游渠道。坡降在1∶4~1∶20范围内修建陡坡比跌水经济,特别在地下水位较高的地段施工较方便。当坡度大于1∶4时采用跌水为宜,可以避免深挖高填。
10.2.2 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92第7.4.2条的规定。跌水和陡坡水面衔接包括进口与出口,进口段要注意尽量不改变渠道水流要素,使水流平顺均匀进入跌水或陡坡。下游出口流速大,冲刷力强,一般要设消力池消能,从而减轻对下游渠道的冲刷,消力池深度、长度等尺寸应经计算确定。
10.2.3 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92第7.4.3条的规定。进出口导流翼墙单侧收缩角度和翼墙长度的规定系经验数据,在此范围内水流比较平顺、均匀、泄量较大。出口导流翼墙形式和扩散角度的规定,可使水流均匀扩散,对下游消能有利。
10.2.4 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92第7.4.4条的规定。对护底布置及构造作出规定,目的是为了延长渗径,保护基础安全。
10.2.5 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92第7.4.5条的规定,依据设计经验,并与现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—1999第9.7.2条保持一致,将原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92规定的单级跌水高度由3m以内改为5m以内,主要是考虑山洪沟深度一般较小,以及有利于下游消能制定的,在此范围内比较经济,消能设施比较简单。
10.2.6 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92第7.4.6条的规定。规定限制陡坡底宽与水深比值在10~20之间,其目的主要是为了避免产生冲击波。
10.2.7 依据设计经验,对陡坡的比降提出了经验性数据,并与现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—1999第9.7.8条保持一致。当流量大、土质差、落差大时,陡坡比降应缓些;当流量小、土质好、落差小时,陡坡比降应陡些。在软基上要缓些,在坚硬的岩基上可陡一些。
10.2.8 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92第7.4.7条的规定。在陡坡护底变形缝内设止水,其目的是为了防止水流淘刷基础,影响底板安全,同时减少经过变形缝的渗透量。设置排水盲沟可以减小渗透压力,在季节性冻土地区,还可避免或减轻冻害。
10.2.9 本条基本沿用原《城市防洪工程设计规范》CJJ50—92第7.4.8条的规定。人工加糙可以促使水流扩散,以增加水深,降低陡坡水流速度和改善水工建筑物下游流态,对下游消能有利。人工加糙对于改善水流流态作用的大小,与陡坡加糙布置形式和尺寸密切相关,人工加糙的布置和糙条尺寸选择要慎重,重要工程需要水工模型试验来验证,以确保人工加糙的消能效果。
    西北水科所通过试验研究和调查指出,在陡坡上加设人工糙条,其间距不宜过小,否则陡坡急流将被抬挑脱离陡坡底,使陡坡底面各处产生不同程度的低压,而且水流极易产生激溅不稳,水面升高,不仅不利于安全泄水,使糙条工程量加大,陡坡边墙衬砌高度增加,而且对下游消能并无改善作用。
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城市防洪工程设计规范 GB/T50805-2012
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