1、排水工程排水工程 概述概述 地表排水工程地表排水工程 地下排水工程地下排水工程概述概述概述概述坡体水调查坡体水调查滑坡处治中常见的排水措施滑坡处治中常见的排水措施1.防渗工程防渗工程 地表覆盖防渗材料2.地表排水工程地表排水工程 截(集)水沟、排水沟、急流槽3.地下排水工程地下排水工程 浅层地下水工程:(集水、排水)暗沟、(大型)明暗沟、水平钻孔 深层地下水工程:长的水平钻孔、集水井4.泄水隧洞泄水隧洞(基岩内或附近分布大量地下水脉时)5.立体排水工程立体排水工程6.截断地下水工程截断地下水工程明暗沟明暗沟水平钻孔水平钻孔立体排水工程立体排水工程集水井集水井地表排水工程地表排水工程 一般规定一
2、般规定 地表排水体系结构形式地表排水体系结构形式 地表排水设计地表排水设计 1 1、排水工程设计,应在滑坡防治总体方案、排水工程设计,应在滑坡防治总体方案基础上,结合基础上,结合工程地质、地下水和降雨条件工程地质、地下水和降雨条件及本及本区生态环境,制定地表排水、地下排水及其二者区生态环境,制定地表排水、地下排水及其二者相结合方案。相结合方案。2 2、地表排水工程的设计标准,应根据防护、地表排水工程的设计标准,应根据防护对象等级所确定的对象等级所确定的防洪标准防洪标准予以确定,并依此确予以确定,并依此确定定排水工程建筑物级别、安全超高及设计标准排水工程建筑物级别、安全超高及设计标准。3 3、当
3、滑坡体上存在地表水体,且必须保留、当滑坡体上存在地表水体,且必须保留时,应进行防渗处理,并与拟建排水系统相接。时,应进行防渗处理,并与拟建排水系统相接。一、一般规定一、一般规定 4 4、地下排水工程,应视滑动面状况、滑坡、地下排水工程,应视滑动面状况、滑坡所在山坡汇水范围内的所在山坡汇水范围内的含水层与隔水层水文地含水层与隔水层水文地质结构及地下水动态特征质结构及地下水动态特征,选用以隧硐排水、,选用以隧硐排水、或者盲沟或者盲沟(硐硐)排水等方案。排水等方案。5 5、地质条件和水文条件复杂时,排水工程、地质条件和水文条件复杂时,排水工程对于滑坡稳定系数的提高值可不作为对于滑坡稳定系数的提高值可
4、不作为设计依据设计依据,但可作为但可作为安全储备安全储备加以考虑。加以考虑。一、一般规定一、一般规定二、地表排水体系结构二、地表排水体系结构形式形式(一)滑坡体外截水沟设置及其结构形式(一)滑坡体外截水沟设置及其结构形式(二)(二)滑坡体地表排水沟设置及其结构形式滑坡体地表排水沟设置及其结构形式(一)滑坡体外截水沟设置及其结构形式(一)滑坡体外截水沟设置及其结构形式(二)滑坡体地表排水沟设置及其结构形式(二)滑坡体地表排水沟设置及其结构形式 排水沟网分为集水沟和排水沟两类,两类纵横交错形成排水沟网分为集水沟和排水沟两类,两类纵横交错形成良好的排水系统。良好的排水系统。(1)截(集)水沟)截(集
5、)水沟 这类沟渠主要是横贯斜坡,以便尽可能地汇集雨水、地这类沟渠主要是横贯斜坡,以便尽可能地汇集雨水、地表水,并把横贯斜坡的范围较宽的水沟与纵向的排水沟连表水,并把横贯斜坡的范围较宽的水沟与纵向的排水沟连结起来。结起来。(2)排水沟)排水沟 排水沟是用来把汇集的水尽快排出滑坡区,因此应采用排水沟是用来把汇集的水尽快排出滑坡区,因此应采用较陡的坡度,并通过流量计算来确定断面尺寸。较陡的坡度,并通过流量计算来确定断面尺寸。三、地表排水设计三、地表排水设计(一)设计标准和校核标准(一)设计标准和校核标准(二)(二)设计频率地表水汇流量计算设计频率地表水汇流量计算(三)(三)排水沟过流量计算公式排水沟
6、过流量计算公式(四)排水沟断面形状和平面布置(四)排水沟断面形状和平面布置(五)排水沟修筑材料(五)排水沟修筑材料(一)设计标准和校核标准(一)设计标准和校核标准 地表排水工程,应根据滑坡规模、范围及其地表排水工程,应根据滑坡规模、范围及其重要程度,准确、合理地选定重要程度,准确、合理地选定设计标准设计标准,即选定,即选定某一降雨频率某一降雨频率作为计算流量的标准。作为计算流量的标准。将大于设计标准或在非常情况下使工程仍能将大于设计标准或在非常情况下使工程仍能发挥其原有作用的安全标准,作为发挥其原有作用的安全标准,作为校核标准校核标准。地表排水工程设计降雨标准地表排水工程设计降雨标准2525年
7、一遇年一遇,对于,对于重要工程经论证可以提高设计标准。重要工程经论证可以提高设计标准。式中:式中:设计频率地表水汇流量设计频率地表水汇流量(m(m3 3/s)/s);设计降雨强度设计降雨强度(mm/h)(mm/h);流域汇流时间流域汇流时间(h)(h);径流系数;径流系数;降雨强度衰减系数;降雨强度衰减系数;汇水面积汇水面积(km(km2 2)。(二)设计频率地表水汇流量计算(二)设计频率地表水汇流量计算nPPFSQ/278.0PQPSnF(二)设计频率地表水汇流量计算(二)设计频率地表水汇流量计算 当缺乏必要的流域资料时,可按中国公路科学研究所当缺乏必要的流域资料时,可按中国公路科学研究所经
8、验公式进行计算,为经验公式进行计算,为:当当F3kmF3km2 2时:时:当当F F3km3km2 2时:时:式中:式中:设计降雨强度设计降雨强度(mm/h)(mm/h);为径流系数;为径流系数;汇水面积汇水面积(km(km2 2)。32FSQPPFSQPPPSF(三)排水沟过流量计算公式(三)排水沟过流量计算公式iRWCQ 式中:式中:过流量过流量(m(m3 3/s)/s);水力半径水力半径(m)(m);水力坡降,水力坡降,取排水沟底的斜率取排水沟底的斜率 ;过流断面面积过流断面面积(m(m2 2);流速系数流速系数(m/s)(m/s),宜采用巴甫洛夫斯基,宜采用巴甫洛夫斯基 公式和曼宁公式
9、计算:公式和曼宁公式计算:QRiW611RnC C(四)排水沟断面形状和布置(四)排水沟断面形状和布置 1 1、排水沟断面形状有、排水沟断面形状有矩形、梯形、复合型、矩形、梯形、复合型、U U形形等形状。等形状。梯形、矩形断面梯形、矩形断面排水沟易于施工,维排水沟易于施工,维修清理方便,具有较大的水力半径和输移力,在修清理方便,具有较大的水力半径和输移力,在滑坡防治排水工程设计时应优先考虑。滑坡防治排水工程设计时应优先考虑。(四)排水沟断面形状和布置(四)排水沟断面形状和布置矩形矩形梯形梯形(四)排水沟断面形状和布置(四)排水沟断面形状和布置 2 2、外围截水排水沟应设置在滑坡体或老滑坡、外围
10、截水排水沟应设置在滑坡体或老滑坡后缘,远离裂缝后缘,远离裂缝5m5m以外的稳定斜坡面上。以外的稳定斜坡面上。平面上依地形而定,平面上多呈平面上依地形而定,平面上多呈“人人”字形展字形展布。根据外围坡体结构,截水沟迎水面需设置泄布。根据外围坡体结构,截水沟迎水面需设置泄水孔,推荐尺寸为水孔,推荐尺寸为100mm100mm100mm100mm300mm300mm300mm300mm。(四)排水沟断面形状和布置(四)排水沟断面形状和布置 3 3、排水沟进出口平面布置,宜采用喇叭口或、排水沟进出口平面布置,宜采用喇叭口或八字形导流翼墙。导流翼墙长度可取设计水深的八字形导流翼墙。导流翼墙长度可取设计水深
11、的3 34 4倍。倍。4 4、当排水沟断面变化时,应采用渐变段衔接,、当排水沟断面变化时,应采用渐变段衔接,其长度可取水面宽度之差的其长度可取水面宽度之差的5 52020倍。倍。5 5、排水沟的安全超高,不宜小于、排水沟的安全超高,不宜小于0.4m0.4m,最小,最小不小于不小于0.3m0.3m;在弯曲段凹岸,应考虑水位壅高的影;在弯曲段凹岸,应考虑水位壅高的影响。响。(四)排水沟断面形状和布置(四)排水沟断面形状和布置 6 6、在排水沟纵坡变化处,应避免上游产生壅、在排水沟纵坡变化处,应避免上游产生壅水。断面变化,宜改变沟道宽度,深度保持不变。水。断面变化,宜改变沟道宽度,深度保持不变。7
12、7、设计排水沟的纵坡,应根据沟线、地形、设计排水沟的纵坡,应根据沟线、地形、地质以及与山洪沟连接条件等因素确定,并进行抗地质以及与山洪沟连接条件等因素确定,并进行抗冲刷计算。当自然纵坡大于冲刷计算。当自然纵坡大于120120或局部高差较大时,或局部高差较大时,可设置陡坡或跌水。可设置陡坡或跌水。当跌水高差在当跌水高差在5m5m以内时,宜采以内时,宜采用单级跌水;跌水高差大于用单级跌水;跌水高差大于5m5m时,宜采用多级跌水时,宜采用多级跌水。8 8、陡坡和缓坡段沟底及边墙,应设伸缩缝,、陡坡和缓坡段沟底及边墙,应设伸缩缝,缝间距为缝间距为101015m15m。伸缩缝处沟底,伸缩缝内应设。伸缩缝
13、处沟底,伸缩缝内应设止水或反滤盲沟或同时采用。止水或反滤盲沟或同时采用。(四)排水沟断面形状和布置(四)排水沟断面形状和布置(五)排水沟修筑材料(五)排水沟修筑材料 1 1、排水沟,宜用浆砌片石或块石砌成;、排水沟,宜用浆砌片石或块石砌成;2 2、地质条件较差,如坡体松软段,可用毛石、地质条件较差,如坡体松软段,可用毛石混凝土或素混凝土修建。砌筑排水沟砂浆的标号,混凝土或素混凝土修建。砌筑排水沟砂浆的标号,宜用宜用M7.5M7.5M10M10。3 3、对坚硬块片石砌筑的排水沟,用比、对坚硬块片石砌筑的排水沟,用比砌筑砂砌筑砂浆高浆高1 1级级标号的砂浆进行勾缝。毛石混凝土或素混凝标号的砂浆进行
14、勾缝。毛石混凝土或素混凝土的标号,宜用土的标号,宜用C10C10C15C15。地下排水工程地下排水工程 渗透系数渗透系数 地下水渗流量的确定地下水渗流量的确定 地下水排水体系设置地下水排水体系设置岩土名称岩土名称渗透系数(渗透系数(cm/s)岩土名称岩土名称 渗透系数(渗透系数(cm/s)粘土粘土610-6中砂中砂6 610-32 210-2粉质粘土粉质粘土610-61 110-4粗砂粗砂2 210-26 610-2粉土粉土1 110-46 610-4砾石砾石6 610-21 110-1粉砂粉砂6 610-41 110-3卵石卵石1 110-16 610-1细砂细砂1 110-36 610-3
15、漂石漂石6 610-16 61001、渗透系数的确定、渗透系数的确定各类岩土渗透系数参考值各类岩土渗透系数参考值 2、渗透流量的确定、渗透流量的确定2、渗透流量的确定、渗透流量的确定2、渗透流量的确定、渗透流量的确定3、地下水排水体系设置、地下水排水体系设置(1)明沟和槽沟)明沟和槽沟 明沟一般适用于地下水埋藏很浅,譬如深度仅在明沟一般适用于地下水埋藏很浅,譬如深度仅在12m之之内,或水沟通过地层稳定能够进行较深明挖的地方。内,或水沟通过地层稳定能够进行较深明挖的地方。槽沟则用于处理地下水埋藏较深或地质不良,水沟边坡容槽沟则用于处理地下水埋藏较深或地质不良,水沟边坡容易发生滑塌的地方,其深度可
16、到易发生滑塌的地方,其深度可到3m左右。左右。(2)渗沟)渗沟 截水渗沟截水渗沟 边坡渗沟边坡渗沟 支撑渗沟支撑渗沟(3)排水隧洞)排水隧洞(4)渗水井或渗管)渗水井或渗管(5)检查井(竖井、立井)检查井(竖井、立井)(6)渗水石垛)渗水石垛(7)平孔排水)平孔排水(8)垂直钻孔群排水)垂直钻孔群排水(9)垂直孔和水平孔联合)垂直孔和水平孔联合(1)明沟和槽沟)明沟和槽沟浆砌片石明沟断面浆砌片石明沟断面 浆砌片石排水槽断面浆砌片石排水槽断面(2)渗沟)渗沟截水渗沟截水渗沟 边坡渗沟边坡渗沟支撑渗沟支撑渗沟(3)排水隧洞)排水隧洞(4)渗水井或渗管)渗水井或渗管(5)检查井(竖井、立井)检查井(竖井、立井)(6)渗水石垛)渗水石垛(7)平孔排水)平孔排水(8)垂直钻孔群排水)垂直钻孔群排水(9)垂直孔和水平孔联合)垂直孔和水平孔联合