谷坊工程设计.docx
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谷坊工程设计.docx
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谷坊工程设计
1.规划布局
根据《水土保持治理技术规范~沟壑治理技术》有关规定,谷坊的主要作用是防止沟床下切冲刷,具体布局应遵循以下原则:
沟口狭窄地段,沟床稳定,基础坚固,坝址上游宽阔平坦,支流汇入口的下游,避开天然跌坎。
根据以上原则修筑谷坊,选沟底比降大于5%~10%的沟段布设。
兼顾就地取材的原则,主干沟适宜采用浆砌石谷坊,支毛沟宜采用土谷坊。
根据实地勘测,在各个支毛沟布设断面较小的土谷坊20座,在干沟布设断面较大的谷坊10座。
2.间距组合
工程实施地点为土石山沟,坡度在7%以上,为在减少工程量节省投资的前提下提高拦蓄标准,根据沟道不同情况分两种布局方式,即:
支毛沟按照底顶相照,全拦全蓄的方式布局,做到小多成群,当年见效;主干沟按照其控制流域面积设溢洪流豁口,与溢流口对应下游坝脚处设防洪消能设施。
3.结构和断面的拟定
(1)结构确定
根据项目实施地点的材料资源和材料状况,主干沟谷坊结构全部采用浆砌片石,支毛沟为土谷坊。
(2)断面拟定
按照《水土保持综合治理技术》有关规定,支毛沟谷坊高1.5米,顶宽1.5米,向水侧为1:
1,背水侧1:
0.8。
主干沟谷坊按重力式石谷坊确定,高2米,顶宽为1米,向水侧1:
0.1,背水侧1:
0.6。
4.主干沟谷坊设计
以1号谷坊为例进行设计
2.6.4.1水文计算
①设计暴雨量计算
采用《淤地坝工程技术规范》(晋Q834-85)中(3-1)式计算:
H24·p=KP·计算
式中:
H24·p——频率为P的24小时暴雨量(mm);
KP——频率为P的皮Ⅲ型曲线模比系数;
——最大24小时暴雨均值(mm)。
查相关资料,该地区最大24小时暴雨H24=57,相应变差系数Cv=0.5,当p=10时,Kp=1.66。
代入参数得:
H24·10%=1.66×57=94.62(mm)
H·6·10%=94.62÷24×6=23.66(mm)
②设计洪峰流量的计算
采用《淤地坝工程技术规范》(晋Q834-85)中(3-2)式计算:
QP=C1H24·P·F2/3
式中:
QP—频率为P的洪峰流量(m3/s);
C1—洪峰地理参数,取C1=0.17;
H24.P—频率为P的24小时暴雨量(mm);
F—控制流域面积(km2)。
代入参数得:
Q10%=0.17×23.66×0.32/3=1.2(m3/s)。
2.6.4.2水力计算
根据坝址处地质条件,选用坝坡溢流。
(1)溢流口断面拟定及过水能力校核
根据河道断面和洪峰流量,初步拟定溢水口断面为底宽2米,豁口深度为0.5米,两端边坡均为1:
1,试校核其最大过水能力。
采用《淤地坝工程技术规范》(晋Q834-85)中(4-14)式计算:
Q=MBH03/2
式中:
Q—过水流量(m3/s);
M—流量系数,取1.7;
Ho—坝顶作用水头;
B—溢流口长度。
代入以上参数得:
Q=1.7×2×0.53/2=1.22(m3/s)>1.2(m3/s)
经校核,谷坊豁口过水能力可满足该河道洪量要求。
(2)陡坡段矩形断面临界水深计算
采用《淤地坝工程技术规范》(晋Q834-85)中(4-19)式计算:
hK=
式中:
hK—临界水深(m);
a—系数a=1.1;
q—单宽流量(m3/s/m);
g—重力加速度,取9.81(m/s2)。
代入参数:
hK==0.34(m)
经计算,坝坡面溢流部分临界水深为0.34米。
(3)坡面溢流设计
坝坡面与溢流口相对应处设挡墙,经坡面临界水深计算,边墙高为0.34+0.16(超高)=0.5米。
(4)消能设计
① 跃后水深计算
采用《淤地坝工程技术规范》(晋Q834-85)中(4-20)式计算:
h2=
式中:
h2—消力池跃后水深(m);
h0—陡坡段末端水深(m);
a—流速不均匀系数,取a=1;
q—单宽流量(m3/s/m);
g—重力加速度(m/s2)。
代入参数得:
h2==0.59(m)
根据计算,下游不需要筑消力池,采用消力坎,消力坎高0.6米,厚度为0.8米,坎外筑海漫3米,防冲海漫宽度与壑口对应。
(5)谷坊施工
谷坊施工时要清除坝基地表杂草浮土,两岸坡结合部开挖1米以上基槽,确保坝体与岸坡的结合。
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