截洪沟工程断面设计研究

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摘要：为保证临山建设的城市道路不受山洪威胁，需要在道路临山侧设置截洪沟。文章以安庆市外环北路西延伸段截洪沟工程为例，采用经验公式法进行了山体洪峰流量计算，结合沟底拉坡采用谢才公式法进行了截洪沟断面水力计算，完成了截洪沟断面参数的确定，达到了对山洪的截流要求，同时沟体材料采用生态预制块，兼顾了沟体耐久性及整体美观性，为类似项目提供借鉴。

关键词：截洪沟；流量；断面；生态预制块

1工程概况

安庆市外环北路西延伸段为东西走向，全长5.7km，是安庆市城市快速路网“一环两横三纵”的重要组成部分，其中K1+100～K4+730段南侧紧邻山脚，建成后势必会拦蓄山体雨水面临山洪威胁，山洪水量大来势快，仅靠道路雨水口无法收集，因此在道路南侧设置截洪沟系统，与雨水管道系统相互独立，分9段通过道路泄洪涵洞排至四石河。

2山体雨水流量计算

2.1设计标准

四石河为城市内河，作用是排除内涝，故截洪沟的标准按排涝标准考虑。根据《安庆市中心城区排水（雨水）防涝综合规划（2013～2030）》，截洪沟设计排涝标准为50年一遇。

2.2洪峰流量计算

截洪沟设计洪峰流量采用水利电力科学研究院经验公式进行计算，当汇水面积F＜3km2时，公式如下结合区域地形图，对山体雨水汇流进行细致分析，如图1。通过经验公式计算得出各段洪峰流量与安庆市暴雨强度公式法结果作比较，见表1（本次取前5个代表性沟段，下同），可以看出暴雨强度公式法的结果略小于经验公式法，表明经验公式法计算的洪峰流量可靠。

3截洪沟断面的确定

截洪沟断面尺寸的确定主要是确定底宽b，水深h，边坡m，底坡i。截洪沟水流条件可以看作明渠均匀流，采用谢才公式进行水力计算。边坡坡率m根据所处位置确定，糙率n根据渠道材料查规范确定，通过指定底宽b、水深h、底坡比降i，根据谢才公式计算出的流量Q，满足Q>Qp即可。

①边坡坡率m

截洪沟内侧临道路边坡，外侧临山坡脚，采用梯形断面最为合适，内侧坡率m内同路基边坡1:1.5，外侧坡率m外取1:1。

②糙率n

糙率n受沟体材料影响，首先确定沟体材料。沟体材料的选择受多方面因素制约，常用沟体材料对比如表2。截洪沟既要保证排水性能、经济性及易养护性等，同时由于其位于城市道路旁，美观性也是重要因素，表3可以看出生态预制块最符合项目要求。参考《室外排水设计规范》，确定生态混凝土预制块的糙率n为0.025。综上，截洪沟断面参数可全部确定，试算过程较繁琐，可通过Excel辅助计算[4]，截洪沟断面如表3。从表3可以看出，截洪沟设计流量Q均大于洪峰流量Qp，并有一定的富余量，兼顾了截洪沟使用过程中轻微堵塞的情况。

4结语

对于临山市政道路的截洪沟设计，断面尺寸的确定至关重要，既要保证排水安全，又要有效控制断面，减少占地，节约投资。

参考文献：

[1]中国市政工程东北设计研究总院.给水排水设计手册（第7册）城镇防洪（第二版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2]吴持恭,水力学与山区河流开发保护国家重点实验室（四川大学）.水力学上册（第4版）[M].北京:高等教育出版社,2008.

[3]GB50014-2006,室外排水设计规范（2016年版）[S].

[4]黄裕健.Excel函数和迭代计算在渠道设计中的应用[J].黑龙江水利科技,2011,39(06):156-157.

作者:郑伟 单位:合肥信睦工程建设有限公司