2 4 排水系统设计

,路基工程,注册土木工程师（道路工程）执业资格考试培训,第一节路基工程概述第二节一般路基设计第三节路基边坡稳定性设计第四节路基排水设计第五节路基防护、加固与支挡结构设计第六节特殊路基工程,目录,第四节路基排水设计,掌握边沟、截水沟、排水沟的构造以及加固类型渗沟的类型、构造及适用条件路基排水设计的目的与一般原则排水明沟的水力计算方法熟悉路基地面排水设施和地下排水设施的使用条件排水系统综合设计的内容与要求,大纲要求,第四节路基排水设计,公路路基设计规范20154路基排水公路排水设计规范20124路界地表排水6路界地下排水9水文与水力计算,相应标准规范,一、掌握三种沟的构造以及加固类型,1）边沟断面形式三角形、浅碟形、U形、梯形、矩形、带盖板矩形、暗埋式边沟等。2）边沟断面尺寸应根据地形地貌、汇水面积、暴雨强度、路基填挖，经水文水力计算，并结合经验确定。,边沟,边沟,边沟,一、掌握三种沟的构造以及加固类型,3）边沟设计边沟出水口的间距，梯形、矩形边沟不宜超过500m,多雨地区不宜超过300m;三角形和蝶形边沟不直超过200m。,边沟,一、掌握三种沟的构造以及加固类型,截水沟,-一、掌握三种沟的构造以及加固类型,1）排水沟断面形式排水沟的断面形式应结合地形、地质条件确定，一般采用梯形断面2）排水沟断面尺寸深度与底宽均不应小于0.5m，排水沟的沟壁坡率视土质而定，一般土层为1:11:1.5,排水沟,一、掌握三种沟的构造以及加固类型,3）排水沟设计排水沟的长度不宜大于500m。排水沟的沟底纵坡不宜小于0.3%，与其他排水设施的连接应顺畅。水流排入河河道或沟渠时，为防止对原水道产生冲刷或淤积,两者水流流向应成小于45的锐角相交，并设半径为10倍排水沟顶宽的圆弧。,排水沟,一、掌握三种沟的构造以及加固类型,设计时综合考虑沟渠土质、水流速度、沟底纵坡和使用要求等条件设计加固类型。,排水沟渠加固,沟渠加固类型,一、掌握三种沟的构造以及加固类型,浆砌式加固不仅可防止水流对沟渠的冲刷,还可起防渗作用。简易式和干砌式加固不能防止水的渗漏。,排水沟渠加固,考点1:掌握三种沟的构造以及加固类型,在坡面排水设施中，主要用于汇集和排除路面、路肩和边坡坡面上流下的表面水的抖休结构是（）(A)急流槽；(B)边沟(C)截水沟；(D)渗沟,例题1,考点1:掌握三种沟的构造以及加固类型,挖方路基的堑顶截水沟应设置在坡口()以外，填方地段斜坡上方的路堤截水沟距路堤坡脚的距离,应不小于（）。(A)5m,5m；(B)5m,2m(C)2m,5m；(D)2m*2m,例题2,二、掌握渗沟类型、构造及适用条件,渗沟的类型及构造,二、掌握渗沟类型、构造及适用条件,渗沟的类型及构造,二、掌握渗沟类型、构造及适用条件,渗沟的类型及构造,二、掌握渗沟类型、构造及适用条件,填石渗沟：也称盲沟，易淤塞失效，排水阻力较大,纵坡不宜小于1%管式渗沟：最小纵坡0.5%,最大流速1.0m/s,最小管径150mm洞式渗沟：洞口大小依设计流量而定，最小纵坡0.5%,渗沟的类型及构造,二、掌握渗沟类型、构造及适用条件,渗沟的类型及构造,考点2：掌握渗沟的类型、构造及适用条件,有地下水出露的挖方路基、斜坡路堤、路基填挖交接结合部，以及地下水位埋深小于0.5m的低路堤路段，应设置（）(A)渗沟；(B)渗井(C)暗沟；(D)渡槽,例题1,考点2：掌握渗沟的类型、构造及适用条件,根据构造的形式,可将渗沟分成（）。(A)填石渗沟(B)管式渗沟(C)洞式渗沟(D)压力渗沟,例题2,考点2:掌握渗沟类型、构造及适用条件,当地下水埋藏浅或无固定含水层时，可采用（）排水设施.(A)隔离层(B)排水垫层(C)暗沟(D)渗沟,例题3,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,地表排水设施的使用条件,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,水流通过坡度大于10%,水头高差大于1.0m的陡坡地段或特殊陡坎地段时,宜设置跌水或急流槽。跌水与急流槽设计应满足：1跌水和急流槽应采取加固措施。2急流槽底的纵坡应与地形相结合,进水口应予防护加固，出水口应采取消能措施。3急流槽底应设置防滑平台或凸榫,防止基底滑动。,跌水和急流槽,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,合理确定蒸发池边缘与路基之间的距离,避免影响路基稳定和路侧安全，并应不小于5m,湿陷性黄土地区不得小于湿陷半径。蒸发池设计水位应低于排水沟的沟底。蒸发池的容量应以一个月内汇入池中的雨水能及时完成渗透与蒸发作为设计依据。经水力、水文计算后确定,并防治产生盐渍化或沼泽化。,蒸发池,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,油水分离宜采用沉淀法处理；污水进入分离池前,应先通过格栅和沉砂池。油水分离池的大小应根据所在路段排水沟汇入水量确定,保证流入分离池的油水能有足够的时间分离或过滤净化。,油水分离池,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,下挖式通道,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,地下排水设施形式可按下列原则确定1、当地下水埋藏较浅或无固定含水层时，可采用隔离层、排水垫层、暗沟、渗沟等。2、当地下水埋藏较深或有固定含水层时，可采用仰斜式排水孔、渗井、排水隧洞等。,地下排水设施形式选择,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,地下排水设施的使用条件,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,渗井用于拦截、引排有固定含水层的深层地下水，以及排除下挖式通道的地表水。用于拦截和引排地下水的渗井，宜成井群布设，并与排水隧洞等排水设施配合使用。用于排除下挖式通道地表水的渗井，距离路堤坡脚不宜小于10m。,渗井,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,暗沟、暗管可用于排除泉水或集中的地下水流。暗沟、暗管沟底的纵坡不宜小于1.0%，出水口处应加大纵坡，并应高出地表排水沟常水位0.2m以上。,暗沟、暗管,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,仰斜式排水孔可用于引排边坡内的地下水。仰斜式排水孔的仰角不宜小于6,长度应伸至地下水富集部位或潜在滑动面,并宜根据边坡渗水情况成群分布。仰斜式排水孔进水口及渗水管段应包裹透水土工布，防止堵塞渗水孔。,仰斜式排水孔,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,排水隧洞可用于截断和引排深层地下水,埋设深度应根据主要含水层的埋藏深度确定，并应埋入稳定地层内,顶部应在滑动面（带）以下不小于0.5m。隧洞平面轴线宜顺直,洞底纵坡不应小于0.5%,不同坡段可采用折线坡或设台阶跌水等形式连接。,排水隧洞,三、熟悉地面和地下排水设施使用条件,深而长的暗沟（管）、渗沟及渗水隧洞，在直线段每隔一定距离及平面转弯、纵坡变坡点等处，宜设置检查井、疏通井。检直井内应设检查梯，井口应设井盖。检查井兼做渗井时，井壁应设置反滤层。,检查井、疏通井,考点3:熟悉地面和地下排水设施使用条件,下列关于地表排水设施和地下排水设施的说法,不符合规范规定的是（）(A)路界地表排水不宜流入桥面、隧道内(B)地表排水设施的地基应密实稳定(C)必要时可以将地表水排放到地下排水设施内(D)地下排水设施应采取反滤措施防止堵塞和失效,例题1,考点3：熟悉地面和地下排水设施使用条件,路基防排水设计中，当地下水埋深较深或为固定水层时,可采用（）（A）排水隧洞（B）排水槽（C）渗水暗沟（D）渗井,例题2,考点3：熟悉地面和地下排水设施使用条件,常用于陡坡地段的路基地面排水设施是（）（A）急流槽（B）边沟（C）排水沟（D）渡水槽,例题2,四、熟悉排水系统综合设计内容与要求,路基排水系统综合设计的成果用路基、路面排水系统布置图表示。排水系统布置图一般公路排水困难地段应绘制本图。高速公路、一级公路绘在路线平面总体设计图内。,综合排水设计的内容,四、熟悉排水系统综合设计内容与要求,综合排水设计的内容,四、熟悉排水系统综合设计内容与要求,四、熟悉排水系统综合设计内容与要求,四、熟悉排水系统综合设计内容与要求,考点4：熟悉排水系统综合设计内容与要求,为了提高截留效果，减少工程量，地表沟渠宜大体沿等高线布置，尽可能使沟渠（）。(A)垂直于水流方向(B)转弯处以圆曲线连接(C）平行于水流方向(D)转弯处直角连接,例题1,五、掌握路基排水设计目的与一般原则,把降落在路界范围内的表面水有效的汇集，并迅速排除出路界把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危害隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水，并将其引导到路基范围以外,路基排水设计的目的,五、掌握路基排水设计目的与一般原则,1、路基排水设计应遵循总体规划、合理布局、少占农田、环境保护的原则，并与当地排灌系统协调,有利农田灌溉。2、路基排水设计应全面规划,与路基防护、地基处理以及特殊路基地区（段）的其他处治措施综合设计。3、路基排水应防、排、截相结合，并与路面、桥梁、涵洞、隧道等防排水系统相协调,形成完善的综合排水系统。,路基排水设计一般原则,五、掌握路基排水设计目的与一般原则,4、施工场地的临时性性排水设施，应尽可能与永久排水设施相结合。各类排水设施的设计应满足使用功能要求,结构安全可靠，便于施工、检检查和养护维修。5、路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材,以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。,路基排水设计一般原则,考点5：了解路基排水设计目的与一般原则,路基排水设计的原则有（）。(A)路基排水设计应遵循总体规划、合理布局、少占农田、环境保护的原则(B)路界地表水不宜流入桥面、隧道及其排水系统(C)低填浅挖路基及排水困难路段，应采取防、排、截相结合，保证路基处于干燥或中湿状态(d)沿河路基排水措施应根据河流水文特性、设计洪水位、流量以及喝河道地形地质条件，合理布局排水设施,例题1,六、掌握排水明沟的水力计算方法,1）基本计算公式设计径流量指由设计降雨重现期和降雨历时的降雨引起的设计点径流量。路界内各项排水设施所需排泄的设计径流量按公式计算确定,水文计算,六、掌握排水明沟的水力计算方法,2）径流系数,六、掌握排水明沟的水力计算方法,当地气象站有10年以上自记雨量资料时，宜利用气象站观测资料，经统计分析，确定相关参数后按下式计算设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度,3）设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度,六、掌握排水明沟的水力计算方法,当地缺乏自记雨量资料时，可利用标准降雨强度等值线图和有关转化系数,按下式计算降雨强度,3）设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度,六、掌握排水明沟的水力计算方法,六、掌握排水明沟的水力计算方法,六、掌握排水明沟的水力计算方法,降雨历时t是指降雨引起的径流由汇水区最远点到设计控制点的汇流时间。其值为由汇水区最远点到排水设施处的坡面汇流历时t1和在沟或管内t2由入口到控制点的汇流历时之和。,六、掌握排水明沟的水力计算方法,六、掌握排水明沟的水力计算方法,沟管内汇流历时的计算，应在断面尺寸、坡度变化点或者有支沟（支管）汇入处分段，分别计算各段的汇流历时，再叠加而得，按下式计算。,六、掌握排水明沟的水力计算方法,4）设计径流量计算过程,六、掌握排水明沟的水力计算方法,沟和管的水力计算,六、掌握排水明沟的水力计算方法,沟和管的水力计算,六、掌握排水明沟的水力计算方法,沟和管的水力计算,六、掌握排水明沟的水力计算方法,六、掌握排水明沟的水力计算方法,六、掌握排水明沟的水力计算方法,六、掌握排水明沟的水力计算方法,沟渠底宽b与水深h的最佳比例关系为,最佳水力横断面,考点6:了解排水明沟的水力计算方法,沟渠的水力计算内容包括（）。（A）材料强度（B）断面计算（C）糙度系数（D）流速检验,例题1,考点6:了解排水明沟的水力计算方法,胶东地区新建一条二级公路，路基宽度12m,路面选用水泥混凝土面层。其中一段路线为岩石路堑,路线纵坡为1%,边坡坡脚和路肩边缘之间设矩形边沟,请确定设计径流量。计算示意图所示，结合相关规范，试计算该边沟内的设计流速和设计径流量最接近的选项是（）（