內蒙古紅峽化工場區道路排水綜合治理

賈 玉 琴

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

內蒙古紅峽化工場區道路排水綜合治理

賈 玉 琴

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊 050021)

對內蒙古紅峽化工有限公司原材料生產區道路邊坡地質環境現狀進行了詳細的調查，闡述了道路排水涵管設計的依據，對廠區內的道路排水涵管的設計技術要求作了探索，通過合理的設計及科學的施工，有效的解決了廠區內的道路排水問題。

地質環境，穩定性，排水管涵

0 引言

航天科工集團第六院內蒙古紅峽化工有限公司擬建場區位于呼和浩特市賽罕區黃合少鎮南地村，場區內原材料生產區道路邊坡部分區域存在陡坡、浮石，并且地表出露地層主要為粉土、強風化以及中風化的花崗巖，受降雨的影響極易形成坍塌、滑坡等等地質災害，對場區內過往車輛及行人造成了較大的安全隱患。因此，為了保證礦區道路的安全運行必須對其進行綜合治理。本文主要對道路排水涵管進行設計。

1 工程地質

1.1 自然地理

內蒙古紅峽化工有限公司擬建場區屬于內蒙古中緯度內陸高原，年降雨量少并且集中，自然蒸發量強烈、季節溫差變化大，為典型的大陸性，干旱半干旱氣候。據統計年均降雨量400 mm 左右，降雨大多集中在7，8，9三個月份；擬建場區內全年主導風向為西北風，平均風速1.67 m/s，最大風速可達25 m/s；最近幾年來，由于嚴重破壞自然生態環境，沙塵暴次數有所增多，氣候略有異常。

1.2 地質條件

該場地屬于蠻漢山山前沖洪積扇的下部，場地地形較平坦。區內邊坡為道路開挖形成，標高在1 169.65 m～1 181.69 m之間，邊坡坡度多在80°～90°，邊坡最大高差為12.98 m。

場區位于呼(市)包(頭)斷陷盆地東北部，以北為山巒起伏的大青山山區，以南為廣闊的呼包斷陷盆地。自第四紀以來新構造活動強烈，主要表現為大青山間歇性上升，盆地不均勻下降。

廠區內主要出露地層依次為粉土、強風化～中風化的花崗巖。

2 道路排水涵管設計

2.1 設計依據

地表排水工程設計最首要的是降雨標準。本設計選擇50年一遇暴雨強度作為內蒙古紅峽化工有限公司擬建場區設計標準：設計暴雨(50年一遇暴雨)強度為50 mm/h。1)工程布置。排水管涵長16 m，覆土厚度2.0 m，排水管涵進口地面標高比出口地面標高高0.32 m。2)結構設計。排水管涵采用鋼筋混凝土預制圓形斷面排水管，管徑d=1 250 mm，管壁厚度δ=12 mm，每1 m一節。管道的糙率系數取n=0.013。

2.2 流量計算

涵洞流量的計算采用無壓圓管的水力計算。圓管既是水力最優斷面，并且具有制作方便、受力性能好等優點。由于圓管內的水流流動具有自由液面，所以建議采用明渠均勻流計算公式。

圓管無壓均勻流計算模型的過水斷面見圖1。由幾何關系可得各水力要素之間的關系為：

過水斷面面積：

(1)

濕周：

(2)

水力半徑：

(3)

所以：

(4)

(5)

為方便計算，表1給出了不同充滿度工況時圓形管道過水斷面面積A和水力半徑R的取值。

表1 不同充滿度時圓形管道過水斷面面積A和水力半徑R的值

1)管涵最大最小流量及最大流速的計算。

進水口與出水口的高差為0.32 m，管涵長L=16 m。

則：底坡i=h/L=0.32/16=0.02。

a.當h/d=0.95時，Amax=Q/Q0=1.076。

此時通過圓管斷面的流量為最大。

過水斷面面積：

A=0.770 7d2=0.770 7×1.252=1.204 2 m2。

水力半徑：

R=0.286 5d=0.286 5×1.25=0.358 1 m。

謝才系數：

參考SL 18—2004渠道防滲工程技術規范，n取0.013。

則最大流量：

則α=0.25，此時通過的流量為最小。

過水斷面面積：

A=0.153 5d2=0.153 5×1.252=0.239 8 m2。

水力半徑：

R=0.146 6d=0.146 6×1.25=0.183 3 m。

謝才系數：

則最小流量：

c.當h/d=0.81時，Bmax=v/v0=1.14,此時管中的液體流速為最大流速，正好為液體充滿圓管時流速的1.14倍。

過水斷面面積：

A=0.681 18d2=0.681 2×1.252=1.064 4 m2。

水力半徑：

R=0.304 0d=0.304 0×1.25=0.380 0 m。

謝才系數：

2)實際流量計算。

流量經驗推理公式為：

Qp=0.278φSpF/τn。

由于沒有必要的流域資料，按照中國公路科學研究所提出的經驗公式計算，即當F<3 km2時，Qp=φSpF=0.3×50×0.18=2.7 m3/s，Qmin≤Qp≤Qmax，滿足要求。

3 道路排水涵管技術要求

1)排水管涵材料強度。

管身混凝土：C25；管身鋼筋：HPB300；洞口墻、隔水墻：M7.5砂漿砌片石；勾縫：M7.5砂漿；片石強度：≥MU30。

2)排水管涵材料技術要求。

a.鋼筋。“φ”表示熱軋鋼筋HPB300，進場應具有出廠合格證，使用前必須對鋼筋進行抽樣檢查，做試驗，滿足相關規范要求后才能使用。

b.混凝土。排水管涵管身應采用不低于C25混凝土澆筑。澆筑前，必須按設計的配合比做試樣，并做抗壓力學試驗，其強度設計值必須滿足規范要求。

c.水泥。水泥品質應符合現行的國家標準，一般采用P.O42.5，應采用統一標號和強度等級的水泥。

d.石材。石料須采用結構密實、質地堅硬新鮮，無風化或裂縫的硬質石料，塊石形狀應大致方正、上下面大致平整，塊石強度為MU30，單塊最小厚度不小于20 cm。

e.砂。砂應質地堅硬、清潔、級配良好，含泥量不得大于3%。

3)排水管涵施工技術要求。

a.排水管節在對頭拼接處，應首先用麻絮填塞縫隙，上半圈排水管應從外往里填塞麻絮，下半部位應從里向外填塞。

b.管節預制、存放過程中，應注意輕搬輕放，堆放處的底面應平整無隆起，必要時鋪設5 cm～10 cm的砂墊層，使管節受力均勻，避免開裂。

c.管涵全長范圍每3 m應設置一道沉降縫。

d.施工時，必須注意管涵的全長與管節的配置及端墻位置的準確。

e.洞口尺寸的設計系數系按路基邊坡1∶1.5計算，若路基邊坡與此不同，應按設計邊坡進行調整。

f.施工時，當管頂覆土厚度小于0.5 m時，應嚴禁重型車輛通過。

4 結語

內蒙古紅峽化工有限公司擬建場區道路過路涵管排水綜合治理手段治理場區內地質災害，設計合理、施工科學，有效的消除了場區內的安全隱患，其設計思想及施工工藝可為同類工程提供借鑒。

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The road drainage comprehensive treatment of Inner Mongolia Hongxia chemical field

Jia Yuqin

(NorthChinaNonferrousEngineeringInvestigationInstituteLimitedCompany,Shijiazhuang050021,China)

This paper made detailed investigation on the present situation of road slope geological environment of Inner Mongolia Hongxia Chemical Limited Company raw materials production area, illustrated the design basis of road drainage culvert, explored the design technology requirements of road drainage culvert into plant, through the reasonable design and scientific construction, effectively solved the road drainage problems into plant.

geological environment, stability, drainage pipe culvert

2015-02-07

賈玉琴(1982- )，女，碩士，工程師

1009-6825(2015)12-0155-02

U417.3

A