DB52∕T 1383-2018 岩溶洼地 排水系统设计指南(贵州省).pdf

ICS 93.020 P 13 DB52 贵州省地方标准 DB52/T 13832018 岩溶洼地 排水系统设计指南 Karst depression-Design guide of drainage system 2018 - 12 - 28 发布 2019 - 05 - 28 实施贵州省市场监督管理局 发 布 DB52/T 13832018 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总体设计 . 2 5 环向截水沟与径向排水沟设计 . 3 6 底部积水池与底部沉砂池设计 . 5 7 排水隧道设计 . 6 DB52/T 13832018 II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 请注意：本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由贵州正业工程技术投资有限公司提出并归口。 本标准起草单位：贵州正业工程技术投资有限公司、中国科学院遥感与数字地球研究所、贵州省标准化院。 本标准主要起草人：沈志平、聂跃平、余能彬、余永康、王鸿、杜小平、高晓芬、陈卓、徐燕、李良懿、伍官灵、王晓、马静、折小荣。 DB52/T 13832018 1 岩溶洼地 排水系统设计指南 1 范围 本标准规定了岩溶洼地排水系统的总体设计、环向截水沟与径向排水沟设计、底部积水池设计、排水隧道设计。 本标准适用于汇水面积小于10 km2、流域特征值低于30的岩溶洼地排水系统的基本设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 50218 工程岩体分级标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 岩溶洼地 karst depression 由岩溶作用形成的底部平缓，面积较大封闭负地形。 3.2 汇水面积 catchment area 汇集降雨的流域面积。 3.3 排水系统 drainage system 应对岩溶洼地内涝将多种排水设施以一定方式组合成的总体。 3.4 排水隧道 drainage tunnel 在山体或地下开挖具有封闭断面的过水通道。 3.5 无压隧洞 free-flow tunnel 洞内部分充水、水流具有自由表面的水工隧洞。 DB52/T 13832018 2 3.6 环向截水沟 circular intercepting drain 沿岩溶洼地等高线布设，具有一定水力坡度的拦截水流水沟。 3.7 径向排水沟 vertical drain 垂直与岩溶洼地等高线方向布设的排泄水流的水沟。 3.8 消能池 stilling basin 将排水沟泄出的急流转变为缓流，以消除动能的设施。 3.9 急流槽 chute 坡度大于临界坡度的人工沟槽。 3.10 凸榫 tongue 急流槽内设置的与底板成整体的榫状凸块。 4 总体设计 4.1 基本要求 4.1.1 岩溶洼地排水系统总体设计应在全面调查周边区域水文、气象、地形、地质等建设条件的基础上， 根据设计原则及地质勘察成果， 划分区域确定截、 排水沟和主要水工构筑物的布设方案和排水路线，完成排水系统布置图设计。 4.1.2 排水设施的结构应安全耐久、经济合理，便于施工、检查和养护维修。 4.1.3 流域特征值 值按(1)式计算。 4/13/1FJL. (1) 式中： 流域特征值； j 径流坡降； F流域汇水面积，单位为平方千米（km2）； L径流长度，单位为千米（km）。 DB52/T 13832018 3 4.1.4 设计洪峰流量 Q 值按特小流域雨洪计算公式(2)计算。 1.143P890. 0149. 0223. 0571. 0SC481. 0FjfrQ. (2) 2LFf. (3) 式中： r 汇流系数； f流域形状系数； F流域汇水面积，单位为平方千米（km2）； j 径流坡降； L 径流长度，单位为千米（km）； C洪峰径流系数； pS设计暴雨雨力，单位为毫米每小时（mm/h）。 4.2 设计原则 4.2.1 岩溶洼地排水设计应根据岩溶洼地形态、洼地内地形地貌及岩溶发育特征，并结合各勘察阶段成果，合理布设环向截水沟、径向排水沟、消能池、底部积水池等构筑物，在具备水平排水条件时宜设置排水隧道，构成岩溶洼地排水系统（见图 1）。 4.2.2 岩溶洼地排水应与洼地内其他工程相适应。设计中应注重与其他排水设施相互之间的衔接，做到防、排结合，形成完善的排水系统。 图1 岩溶洼地排水系统平面示意图 DB52/T 13832018 4 5 环向截水沟与径向排水沟设计 5.1 环向截水沟与径向排水沟相交，径向排水沟与底部积水池连接。 5.2 环向截水沟基本上沿等高线布设，与等高线取 1%2%的比降。 5.3 径向排水沟垂直于等高线布设。 5.4 环向截水沟宜做成梯形断面，内坡比为 1:0.51:1.5，如图 2 所示。 5.5 径向排水沟宜做成矩形断面，如图 3 所示。 5.6 环向截水沟与径向排水沟沟槽断面按最大洪峰流量设计，沟帮顶面高度宜大于设计水位 0.1 m。 图2 环向截水沟断面示意图 图3 径向排水沟断面示意图 5.7 在径向排水沟纵坡大于 25以上时，设置跌水梯步，梯步的高度根据实际地形条件进行选择。 5.8 在环向截水沟和径向排水沟的出口衔接处，设置出口带有凸榫急流槽的消能池（见图 4）。 5.9 急流槽采用矩形断面形式，槽深不应小于 0.2 m ，槽底宽度不应小于 0.25 m（见图 5）。 图4 消能池剖面示意图 DB52/T 13832018 5 图5 急流槽立面示意图 5.10 环向截水沟、 径向排水沟断面设计根据设计频率暴雨坡面最大径流量， 按明渠均匀流(4)式计算。 RiCQA. (4) 6/11RnC . (5) xAR/. (6) )(6ptIIFQ. (7) 式中： A排水沟断面面积，单位为平方米（m2）； Q设计坡面最大径流量，单位为立方米每秒（m3/s）； R 水力半径，单位为米（m）； i 排水沟比降； C 谢才系数； n 排水沟糙度； x 排水沟断面湿周，单位为米（m）； F 坡面汇水面积，单位为公顷（hm2）； tI 设计频率10 min最大降雨强度，单位为毫米每分（mm/min）； pI 相应时段土壤平均入渗强度，单位为毫米每分（mm/min）。 6 底部积水池与底部沉砂池设计 6.1 底部沉砂池（见图 7）内侧与底部积水池（见图 6）连接，底部沉砂池外侧与排水隧道连接。 6.2 底部沉砂池与底部积水池连接处设置进水拦渣格栅。 6.3 底部沉砂池与排水隧道连接处设置消能阻沙台，消能阻沙台高度为排水隧道高度的 20%30%。 6.4 底部积水池布设于岩溶洼地底部，为环形构造，无顶盖半地上类型。 6.5 底部积水池底面设不小于 1.5%的排水坡度。 6.6 底部积水池壁板与底板厚度不小于 20 cm。 DB52/T 13832018 6 图6 底部积水池平面布置图 图7 底部沉砂池剖面示意图 6.7 底部沉砂池为矩形有盖水池。 6.8 底部沉砂池池壁及池底厚度不小于 40 cm。 6.9 当底部积水池及底部沉砂池承受上层滞水浮力时，抗浮稳定性应满足（8）式要求。 KsFGk. (8) 式中： kG抗浮力，为水池自重、基底以上的覆盖土总重量之和，单位为千牛（kN）； F 浮力，单位为千牛（kN）； Ks稳定性抗力系数，取1.05。 6.10 底部积水池及底部沉砂池地基满足积水池结构自重及满水极限状态下的承载力和变形量需求。 6.11 底部积水池及底部沉砂池高度满足设计洪峰流量水位，并预留一定的安全高度。 7 排水隧道设计 7.1 排水隧道进水口与底部消能池连接，出口与临近洼地或沟谷连接。 7.2 排水隧道线路设计应根据地质条件、地形地貌、工程布置、运输条件等各种因素，通过技术经济比较选定。 7.3 隧道进出口布置在山坡稳定、土质条件较好地区，出口处设置跌水消能构筑物。 DB52/T 13832018 7 7.4 排水隧道洞门的设计根据洞口的地形和地质条件，结合洞口地段排水要求，按照“早进洞、晚出洞”的原则，尽量采用小开挖的进洞方案，减少洞口边坡、仰坡的开挖，保证岩（土）体的稳定性，尽可能保持原地形的绿色植被坡面。 7.5 排水隧道横断面设计根据所在洼地设计洪峰流量值决定，并考虑一定的安全高度，隧道断面设计 按(9)(13)式计算。 1.366H / 23QB . (9) Hhk591. 0. (10) 21725. 0kVH . (11) )/(kkhBQV. (12) 9 . 0/kcVV . (13) 式中： Q 过洞流量，应大于或等于设计流量，单位为立方米每秒（m3/s） ； H 隧洞前水深，单位为米(m) ； kh 隧洞内进水口附近的临界水深，单位为米(m) ； kV 临界断面的流速，单位为米每秒（m/s） ； cV 收缩断面流速，单位为米每秒（m/s） ； B 隧洞净宽，单位为米(m) ； 收缩系数。 7.6 排水隧道围岩分类按 GB/T 50218 的规定。 7.7 排水隧道采用无压隧洞，断面采用圆拱直墙，当地质条件较差时，选用圆形或马蹄形断面。 7.8 排水隧道采用复合衬砌形式，复合衬砌形式根据排水隧道埋深及围岩级别的确定。 _ DB52/T 1383-2018