JGD公路排水设计规范宣贯培训三

JTG/TD33-2012

《公路排水设计规范》2013.3第三部分水文及水力计算9.1水文计算9.2沟和管的水力计算9.3泄水口水力计算9.4地下排水设施水力计算提纲9.1水文计算9.1.1设计径流量9.1.2设计降雨重现期9.1.3降雨历时9.1.4坡面汇流历时9.1.5沟管内汇流历时9.1.6有资料时设计重现期降雨强度9.1.7无资料时降雨强度9.1.8径流系数9.1.9设计径流计算流程图设计径流量路界内各项排水设施所需排泄的设计径流量应按下式计算确定：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）；ψ——径流系数；F——汇水面积（km2）。设计降雨重现期设计降雨的重现期应根据公路等级和排水类型，按表确定。表9.1.2设计降雨的重现期（单位：年）公路等级路面和路肩表面排水路界内坡面排水公路等级路面和路肩表面排水路界内坡面排水高速公路和一级公路515二级及二级以下公路310降雨历时计算路面表面排水时，单向三车道及以下的路面汇流历时可取5min；单向三车道以上的路面汇流历时可按下式（）计算确定，可不计沟管内汇流历时。坡面汇流历时坡面汇流历时可按下式计算确定：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。

表9.1.4地表粗度系数s

地表状况粗度系数s地表状况粗度系数s沥青混凝土路面、水泥混凝土路面0.013牧草地、草地0.40光滑的不透水地面0.02落叶树林0.60光滑的压实土地面0.10针叶树林0.80稀疏草地、耕地0.20沟管骆内汇解流历港时计算交沟管袄内汇嗓流历遭时时楼，先贸在断江面尺京寸、吹坡度周变化个点或旋者有埋支沟注（支恶管）趋汇入税处分像段，证分别监计算短各段暖的汇沾流历貌时后悠再叠壤加而活得，露按式猾（）是计算嘴确定汽。当其沿程夹有旁兴侧入赏流时抢，第例一段虾沟管素的平的均流皇速可桥用该芬段沟愧管的材末断铜面流摔速乘争折减鞋系数0.受75计算幕，其崇余各格段可鸣用上呢、下菜端断厌面流铲速的袋平均顺值计鼠算：t2——沟管学内汇华流历滩时（mi酬n）；n和m——分段协数和说分段趁序号像；lm——第m段的派长度晌（m）；vm——第m段的残平均事流速蔑（m/狠s）；im——第m段沟难管的钓平均软坡度惜。有资妨料时怨设计浙重现水期降发雨强谊度当地坝气象盐站有10年以摄上自梯记雨甜量计乳资料激时，与可利真用气转象站搏观测观资料件，经醒统计靠分析吊，确双定相探关参武数后楼，按痕下式千计算仔设计赛重现引期的兽降雨桌强度旬。t——降雨报历时芽（mi灰n）；P——重现掏期（赞年）岭；b,n，c，d——回归升系数评。无资平料时孤设计苍重现罚期降宾雨强档度当地窃缺乏咐自记习雨量株计资欧料时堪，可每利用劲标准蜻降雨黄强度碧等值祖线图肢和有德关转雷换系悠数，科按下把式计迷算降弱雨强奥度：q5,鲁10——忽5年重独现期套和10分钟翁降雨眨历时将的标员准降类雨强滥度（mm晨/m孕in），静按公遵路所倾在地尤区，爆由图酿查取栏；cp——重现办期转蛮换系察数，愧为设币计重葵现期菊降雨燃强度qp同标究准重颠现期填降雨敞强度q5的比容值，般按公嫩路所荐在地吩区由较表查怪取；ct——降雨本历时序转换谁系数胜，为饶降雨租历时t的降蓄雨强发度qt同10脂mi绑n降雨胆历时询的降姻雨强释度q10的比煌值，尖按公料路所芳在地艇区的60配mi既n转换梁系数c60，由疾表查笑取，c60则可挤由图葡查取乳。地区（年）351015海南、广东、广西、云南、贵州、四川东、湖南、湖北、福建、江西、安徽、江苏、浙江、上海、台湾0.861.001.171.27黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、四川西、西藏0.831.001.221.36内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆（非干旱区）0.761.001.341.54内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆（干旱区*）0.711.001.441.72表9.勇1.超7-倘1重现所期转废换系薄数cp降雨历时t（min）3510152030405060901200.301.401.251.000.770.640.500.400.340.300.220.180.351.401.251.000.800.680.550.450.390.350.260.210.401.401.251.000.820.720.590.500.440.400.300.250.451.401.251.000.840.760.630.550.500.450.340.290.501.401.251.000.870.800.680.600.550.500.390.33表9.胸1.我7-霜2降雨欧历时虑转换副系数ct图9.茄1.统7-挤1中国5年一警遇10励mi双n降雨东强度q10等值幅线图丧（mm删/m闹in）图9.膏1.屑7-仓2中国60紫mi廊n降雨丘强度叼转换烟系数c60等值明线图溉（mm忠/m侦in）径流待系数径流趟系数并应按降汇水择区域菜内的稿地表尖种类肿由表殿确定甩。当广汇水斩区域境内有非多种竞类型托的地粮表时腰，应春分别协为每麻种类械型选叶取径零流系绍数后致，按碧相应绣的面钟积大丛小取园加权家平均五值。表9.码1.亦8径流桐系数ψ地表种类径流系数ψ地表种类径流系数ψ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0.70～0.80软质岩石坡面0.50～0.75设计僚径流偶量计差算流昏程9.摇1.爪9设计显径流势量计说算流菠程9.所2沟和还管的螺水力婆计算9.牵2.艺1沟和粮管水咽力计树算要践求9.胆2.虎2沟或克管泄塌水能客力计咸算9.泰2.逢3沟或倘管内颈平均帆流速核计算9.汽2.城4浅形剖沟过羡水断蕉面泄吧水能玻力计末算9.挑2.勤5沟和柔管的溉允许炼流速9.寺2.命1沟和述管的奸水力薪计算供要求沟和荡管的增水力书计算颤：应依搏据设欧计流归量确味定沟锐和管挖所需毫的断战面尺薪寸。并检稻查其巾流速猫是否抵在允博许范顶围内贺。沟或疼管泄培水能勾力计发算沟或卵管的警泄水火能力宁应按酸下式额计算穗：Qc——沟或悠管的笼泄水未能力再（m3/s）；v——沟或辞管内堡的平籍均流佣速（m/特s）；A——过水密断面果面积爹（m2），超各种旱沟或雨管过馆水断粉面面萍积计卸算式碌可参芹考附乌录B。9.柱2.伶3沟或炊管内久平均旱流速妙计算沟或手管内死的平贺均流疤速应叫按下素式计润算：n——沟壁栋或管坦壁的挑粗糙桥系数兄；R——水力馒半径挠（m），R=A/ρ，各种页沟或骑管的咏水力顾半径支计算糟式可乳参考乡丰附录B；ρ——过水兼断面跑湿周劈燕（m）；I——水力菌坡度恋，无予旁侧装入流爪明沟奇，可缸取用喊沟或壤管的朵底坡晋；有单旁侧途入流龙明沟盏，可校采用姜沟段钳的平红均水究面坡志降。表9.掀2.近3沟壁筋或管拨壁的净粗糙徒系数n沟或管类别n沟或管类别n塑料管（聚氯乙烯）0.010土质明沟0.022石棉水泥管0.012带杂草土质明沟0.027水泥混凝土管0.013砂砾质明沟0.025陶土管0.013岩石质明沟0.035铸铁管0.015植草皮明沟（流速0.6m/s）0.050～0.090波纹管0.027植草皮明沟（流速1.8m/s）0.035～0.050沥青路面（光滑）0.013浆砌片石明沟0.025沥青路面（粗糙）0.016干砌片石明沟0.032水泥混凝土路面（镘抹面）0.014水泥混凝土明沟（镘抹面）0.015水泥混凝土路面（拉毛）0.016水泥混凝土明沟（预制）0.0129.菠2.纸4浅形廉沟过赴水断律面泄曾水能宪力计块算浅形计沟过医水断兼面的思泄水唐能力灿根据复沟的缩慧不同饺型式区应分李别计蚂算。1单一滥横坡漂的浅旗三角史形沟液泄水丹能力姿应按惨下式特计算菠：ih——沟或贯过水晃断面峡的横喇向坡订度；h——沟或盼过水兽断面津的水嗓深（m）。2复合壳横坡宫浅三烟角形动沟应廉按下锐式计拴算，奋如图问所示姻：Q*——单一禾横坡陪的浅乐三角跪形沟肿的水昆流量凳，可刘单一牢横坡夏浅三业角形昌沟泄封水能盗力计禁算式植计算忍得出雪；α、β、γ——系数谅，α=i2/i3，β=b2/b3，γ=b1/(枪b1+b2+b3)。b1b2b3i1i2hi3图9.逃2.客4双向皆开口悲且有阻变坡斥浅三揪角形杏沟过卧水断胃面计桶算图3其他北深宽帮浅沟持的泄狠水能客力按埋下式盘计算修：9.播2.娇5沟和丙管的慕允许际流速沟和址管的稼允许签流速毅应符搏合下蕉列规正定：1.明沟粘的最忘小允惰许流从速为0.肆4m慨/s，暗妻沟和灭管的茶最小寺允许歪流速舍为0.姻75如m/占s。2.管的些最大倾允许朵流速盛为：贱金属魂管10链m/渔s；非六金属问管5m京/s。3.明沟纽奉的最麻大允已许流既速，跑在水酷深为0.僵4～1.宣0m时，侨按表俯取用懒。其宽他水佩深的龙允许浓流速妄，应仰乘以液表中灵相应冈的修东正系腹数。表9.脑2.班5-车1明沟欺的最兵大允网许流念速（m挖/s）明沟类别亚砂土亚粘土干砌片石浆砌片石粘土草皮护面水泥混凝土允许最大流速0.81.02.03.01.21.64.0表9.剩2.笨5-圣2最大桑允许昂流速籍的水献深修昏正系躬数h（m）＜0.40.4<h≤1.01.0<h

＜2.0h≥2.0修正系数0.851.001.251.409.痰3泄水将口水冻力计币算9.侵3.碌1泄水钩口水闪力计闯算依植据9.辩3.把2纵坡堪坡段驼上开踏口式郊泄水忙口泄涂水量9.圆3.克3凹形过竖曲接线底惠部开鸣口式桌泄水爪口泄酸水量9.榴3.耳4纵坡敏坡段妻上格锄栅式抬泄水陕口泄吉水量9.零3.豆5凹形斯竖曲脚线底糕部格无栅式号泄水采口泄退水量9.千3.违6纵坡陪坡段胖上泄填水口链布置泄水餐口水筑力计送算流保程图9.耍3.线1泄水壳口水遭力计跟算依非据泄水困口的侧水力外计算瞧，应煮依据托设计枣流量浴和截职流要样求：确定障泄水节口的棍尺寸铺和布答设间笔距。9.仇3.调2纵坡朝坡段度上开冶口式腥泄水梨口泄杰水量在纵握坡坡撒段上察的开阳口式光泄水竿口，葡其泄戴水量初随开文口长兔度Li、低议凹区妇的宽精度Bw和下何凹深翻度ha以及杆过水平断面东的纵扁向坡削度iz和横者向坡亿度ih而变阅化（哑图）瞧。可踢利用痒附录C中图C-坡1查取蹲截流扇率Q0/Qc后，环按过袜水断救面泄芝水能筋力Qc确定速其泄冤水量Q0。泄此水口倚开口杀长度评、下雨凹区笨深度段、宽乒度取圆值应绢根据粒喇叭薪口的地形状辫和尺屋寸确芦定。图9.尝3.敲2开口探式泄求水口污周围征的水碌流状配况1-拦水那带或狡缘石皮；2-低凹控区9.号3.责3凹形论竖曲蠢线底价部开烦口式暂泄水痰口泄恒水量在凹探形竖伤曲线亦底部板的开豪口式干泄水券口，杜按泄掘水口申处的本水深秋和泄劈燕水口默的尺均寸确罗定其覆泄水盖量。1开口谋处设自有低偶凹区乘，当竹开口迟处的元净高h0大于评等于统由图么确定血的满论足堰保流要甩求的端最小灰高度hm时，批可利智用图9.敌3.西3-换2确定皂开口周的泄汇水量Q0或最遇大水挪深hi。图9.窗3.殃3-寨1开口但式泄躬水口旧满足咽堰流道要求恭的最扩小开猾口高踏度hm图9.睁3.遍3-忘2开口胃处净默高h0大于闭等于hm时开朗口的毒泄水殖量Q0或最揪大水斗深hi2不设朽低凹蹈区，腿则按受下式表确定犁其泄专水量Q0：3当开摩口处且水深hi超过您净高h0的1.高4倍时喘，按事下式假确定膀其泄橡水量Q0：9.漏3.禾4纵坡舞坡段啦上格管栅式郑泄水碗口泄贸水量在纵顿坡坡狗段上暑的格夫栅式呼泄水拆口，握其泄槐水量锁为过宴水断灵面中累格栅速宽度Bg所截吐流的某部分烂（图刊），叛可利肃用式续（）懒确定样。格种栅孔腿口所勤需的皇最小手净长缝度Lg按下庄式确邪定：Lg——格栅属孔口失的最豪小净诱长度围（m）；vg——格栅夜宽度泛范围沸内水缴流的纤平均慰流速皱（m/是s）；tb——格栅戒栅条节的厚暗度（m）。图9.稿3.摘4格栅甜式泄稠水口香过水抚断面1-格栅啊；2-水面9.很3.柔5凹形伙竖曲炼线底祥部格河栅式冶泄水宾口泄墓水量凹形步竖曲比线底主部格卵栅式菊泄水盼口泄厌水量旷按下状述公道式计练算。1当格吊栅上漫面的伞水深hi小于0.疯12润m时：Pg——格栅视的有损效周覆边长累，为糕格栅帆进水拌周边敏边长图之和男的一品半（m）。2当格断栅上视面的舟水深hi大于0.票43变m时：Si——格栅迹孔口引净泄隔水面镇积的附一半茂（m2）。3当格当栅上升的水胳深处赢于0.求12～0.捷43虹m之间株时，幅其泄朴水量朋介于伴式（缘瑞）和览式（绑）的霜计算匙结果百之间请，可亩按水箱深通滑过直亮线内四插得内到。9.阅3.抚6纵坡倒坡段吐上泄语水口发布置在纵扰坡坡铲段上悲，上掌方第萄一个诱泄水带口的浊位置文按过轰水断焦面或拘沟内画的水毅面宽饶度不批超出缸条第3款规科定的搏允许馆范围洞内设概立，志随后险各泄退水口冲的间钻距按打该段膊长度警内所翅产生泥的径寺流量溉与该茶泄水败口的随泄水止量相枕等计桥算确联定。骄坡段只上最咸后一伞个泄填水口香的溢艳流量之计入计进入舍凹形蛇竖曲洪线底富部的亦泄水匠口的撒流量粒。9.签3.驰7泄水蚊口水舒力计闲算流屯程图9.岗4地下倒排水备设施栋水力膛计算9.芬4.成1横向两坡度集较小哥的不狸透水纲层流青量9.酱4.漫2不透问水层贞深时惕流量9.丽4.搁3不透狂水层枣的横蛾向坡子度较它陡时流量9.湾4.究4渗沟絮水力吴计算9.启4.湖5渗沟锡埋置彻深度独计算9.箱4.失6渗井掘计算9.堡4.糠1横向龟坡度辉较小好的不灰透水据层流搭量渗沟僵沟底硬部设征在不画透水临层上颠或不咸透水肚层内茂，且逗不透掀水层伯的横醒向坡丘度较廉小时景，可朵采用虫地下艇水自般然流蛇动速端度近达于零株的假榆设，丹按下游列公列式计工算单暮位长场度渗带沟由秤沟壁物一侧劲流入万沟内艇的流最量（坟图）掌。当言水由嗽两侧怨流入窗渗沟革内时医，上暑述渗扑沟流柴量应也乘以2。图9.恼4.播1-斗1沟底扑设在钢不透港水层凳上图9.苦4.粉1-贞2沟底丧设在险不透参水层挂内图9.馅4.废1不透含水层材坡度聪平缓磁时的旦渗沟踏流量倡计算1-渗沟马；2-地下旨水位列；3-地下壳水降肤落曲炮线Qs——每延次米长帆渗沟伶由一择侧沟丽壁渗饥入的均流量艰（m3/s膊/m）；hc——含水柱层内敏地下冠水位鸡的高梁度（m）；hg——渗沟雾内的叉水流凝深度疮（m）；樱在渗扮沟底筛位于凭不透罚水层粮内，烂且渗呢沟内物水面狡低于霉不透趴水层田顶面鞭时，杰按式回（）磁取用溪；kh——含水课层材扩料的卡渗透御系数册（m/膜s），践见条办文说铜明中貌表；Ls——地下扯水位敲受渗垃沟影子响而永降落会的水品平距义离（m），税可按渗式（乖）确奏定；I0——地下治水位赔降落果曲线猫的平瓶均坡崇度，乓可按懒含水社层材躬料的捷渗透影系数哈由近局似公铜式（慌）估写算。如水黑由两慎侧流猫入渗守沟内针，则夫上述老渗沟抽流量脊需乘烂以2。9.部4.监2不透咱水层甜深时状流量不透废水层家深时师，位兄于含守水层勤内的前单位倘长度泻渗沟答的流的量按离下式芽计算吗确定鬼（图条）。Ll——两相穴邻渗片沟间糠距之弊半（m）；hs——渗沟来位置扁处地跳下水末位的艘下降着幅度搜（m）。图9.秃4.总2不透恨水层园深时券渗沟裙流量毒的计让算1-原地璃下水悉位；2-降低博后地饥下水蛙位；3-渗沟9.家4.篇3不透挖水层心的横竹向坡辨度较粉陡时监流量不透筋水层窄的横歪向坡欲度较绞陡时烧，按屡下式坝计算加单位节长度吼渗沟耍由沟工壁一辅侧流只入沟驶内的葛流量稠（图手）。ih——不透动水层愧横向厉坡度基；kh——含水书层的辣渗透然系数进（m/掠s）；hs——排水沙管埋规设位狠置处华的地励下水遵位降惨低量忙（m）。图9.赚4.笨3不透华水层般坡度艇较陡猜时的陶渗沟冻流量它计算1-原地惠下水油位；2-不透州水层斧；3-坡面请；4-设渗工沟后捐地下慈水位江；5-渗沟9.自4.危4渗沟史水力蛮计算1盲沟检（填承石渗洁沟）瞧泄水忌能力踏应按宰下式该计算披：iz——沟底堆纵坡巧；ω——渗透湾面积他（m2）；km——紊流秩状态搂时的棕渗流摇系数卷（m/猫s），铃可按林表取爬用，凝当已象知填业料粒谎径d（cm）和舟孔隙荣率n（％兰）时嘱，按登下列洽经验黎公式恳计算艇：设每侍颗填沃料为疑球体微，则N颗填份料的蚁平均才粒径d（cm）可喝表示里为γs——填料颠固体域粒径培的容丢重（KN物/m3）；G——颗填摄料的罚重力叙（KN）。表9.窃4.淡4排水静层填槐料渗疗透系劣数换算成球形的颗粒直径d（cm）排水层填料孔隙率（%）0.400.450.50渗透系数km（m/s）50.150.170.19100.230.260.29150.300.330.37200.350.390.43250.390.440.49300.430.480.532洞式骡（管柿式）甚渗沟碑泄水扑能力丽应按尸下式做计算详：9.驻4.现5渗沟营埋置扛深度日计算渗沟疏埋置缎深度h2，按饭下式估计算渔（图呼）：h2——渗沟兰埋置选深度总（m）；Z——沿路桑基中熔线的纽奉冻结绒深度灶（m），抖非冰腊冻地除区取0；p——冻结摸地区胀沿中随线处泻冻结俭线至您毛细促水上筝升曲隔线的船间距陕，可原取0.烦25托m，非圈冰冻别地区孤路床钳顶面露至毛制细水谈