T/CAGHP-021-2018泥石流防治工程设计规范(试行).pdf

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标准编号:T/CAGHP-021-2018
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标准类别:地质矿产标准
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T/CAGHP-021-2018标准规范下载简介

T/CAGHP-021-2018泥石流防治工程设计规范(试行).pdf

a) 确保工程质量和施工安全; b) 有利于缩短工期、减少辅助工程量及施工附加工作量,降低施工成本; c 有利于先后作业之间、土建工程与机电安装之间、各道工序之间协调均衡,减少干扰; d) 技术先进、可靠,所选用的施工新技术宜通过生产性试验或鉴定; e) 施工强度和施工设备、材料、劳动力等资源需求较均衡; f 有利于水土保持、环境保护和劳动者身体健康。 0.4.1.4 施工设备选择及劳动力组合宜遵守下列原则: a 适应工程所在地的施工条件,符合设计要求,生产能力满足施工强度要求。 设备性能机动、灵活、高效、能耗低、运行安全可靠,符合环境保护要求。 应按各单项工程工作面、施工强度、施工方法进行设备配套选择;有利于人员和设备的调 动,减少资源浪费。 d) 设备通用性强,能在工程项目中持续使用。 设备购置及运行费用较低,易于获得零、配件,便于维修、保养、管理和调度。 f) 新型施工设备宜成套应用于工程,单一施工设备应用时,应与现有施工设备生产率相适应 8 在设备选择配套的基础上,施工作业人员应按工作面、工作班制、施工方法以混合工种,结 合国内平均先进水平进行劳动力优化组合设计。

A.1实施全粒径拦挡工程后泥石流的重度

附录A (规范性附录) 工程治理后泥石流参数计算

装配车间施工组织设计表A.1实施拦挡工程后泥石流重度取值表

A.2缝隙全部淤堵以前,实施非全粒径拦挡工程后泥石流的重度,可按下式近似计算

1 + k (A. 1

%—非全粒径拦挡工程实施后的泥石流重度,单位为千牛[顿]每立方米(kN/m"),适 缝隙全部淤堵以前; 尺一一拦截固体物质占全部固体物质的比重,根据泥石流沉积物全粒径分析结果确定;

—泥石流天然状态重度,单位为千牛[顿]每立方米(kN/m"); w—清水的重度,单位为千牛[顿]每立方米(kN/m");

A.3工程治理后暴雨洪水流量

K——考虑拦挡工程削峰作用的折减系数,与库容相关按表A.2取值; Qp下一过坝下泄暴雨洪水流量;

表A.2削峰折减系数表

T/CAGHP0212018

表B.1排导槽糙率表

非导槽采用不同材料砌筑时,应计算其综合糙率: 当"m<1.5时:

X,一断面各部分的湿周; n.—断面各部分的糙率,人工材料糙率查本规范表B.1; nmx—断面各部分的糙率最大值; nmin 一断面各部分的糙率最小值

ZX,n (X,n+Xn+...X,n.) X. (X, +X2 +.*X,) (B. 1)

根据游勇(1995年)进行的黏性泥石流水槽实验结果,黏性泥石流排导槽糙率系数应按周必凡 (1991年)糙率系数计算结果的1.5倍计算:

式中: 1 黏性泥石流糙率系数; n 一水力半径,单位为米(m)。

.4槽底设置横肋加糙,槽底加糙后的糙率应按(B.4)式计算

式中: n—一直线横肋加糙糙率; R——水力半径,单位为米(m),一般取1/6。 当肋距为8倍肋高时

B.6采用槽底台阶状加糙,其槽底加糙后的糙率可按表B.2取得

表B.2台阶状消能的加糙糙率n值(R0.5m

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B.7按式B.1、式B.4、式B.5及式B.6计算的结果为洪水糙率,比泥石流的实际糙率略 表B.3进行修正。

代B.1、式B.4、式B.5及式B.6计算的结果为洪水糙率,比泥石流的实际糙率略小,故应按 行修正。

表B.3泥石流矩形坛工槽的糙率n修正值

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C.1泥石流流体对台、墩等结构的冲击力计算

C.1.1铁二院(成昆、东川两线)公式

附录C (资料性附录) 泥石流冲击力

F一泥石流体整体冲击力,单位为千牛[顿」(kN); g—重力加速度(m/s°),取g=9.8m/s; 入——建筑物形状系数,圆形建筑物入=1.0,矩形建筑物入=1.33,方形建筑物:入=1.47,对拦砂 坝宜取1.47; —泥石流重度,单位为千牛[顿]每立方米(kN/m²); H。—泥石流泥深,单位为米(m); B墩台宽度,单位为米(m)。 C.2泥石流中大块石对台、墩等结构的冲击力计算,当受力模型明确,可根据结构受力状态采用悬 避泌或简支泌公式讲行计管 公式进行计章

泥石流中大块石对台、墩等结构的冲击力计算,当受力模型明确,可根据结构受力状态采用悬 交简支梁公式进行计算,当受力模型不明确时,可采用陈光曦公式进行计算 大块石对桥墩、格栅坝支墩的冲击力计算可采用悬臂梁冲击计算公式

F=sinα 3EJVW gL3

F=sina 48EJV?W gL3

石对桥墩台的冲击力计算可采用铁二院陈光曦

式中: r——动能折减系数,对圆形端(正面撞击)r=0.3,斜面撞击r=0.2,对拦砂坝取0.3; V。一一泥石流断面平均流速,单位为米每秒(m/s); α——泥石流冲击角度(°),正冲时sinα=1; W——石块重量,单位为千牛[顿](kN),按最大石块计; C、C2分别为巨石和桥墩台的弹性变形系数,C,十C2=0.0005m/kN。

式中: ——动能折减系数,对圆形端(正面撞击)r=0.3,斜面撞击r=0.2,对拦砂坝取0.3: V。一泥石流断面平均流速,单位为米每秒(m/s); 一泥石流冲击角度(°),正冲时sinα=1; W——石块重量,单位为千牛[顿](kN),按最大石块计; C、C2分别为巨石和桥墩台的弹性变形系数,C,十C,=0.0005m/kN

D≤0.5m,入=1.47; D=1.5m,入=2.7; D=3.0m,入=4.0; D>3.0m,入最大取8.0; 当D为其他值时,入可内插取值。

D<0.5m,入=1.47; D=1.5m,入=2.7; D=3.0m,入=4.0; D>3.0m,入最大取8.0; 当D为其他值时,入可内插取值。

流体坝下冲刷深度可按伏谷伊一公式参考计复

D.1.1流体坝下冲刷深度可按伏谷伊一公

.1.2落石冲击深度H.可按下式计算

YH 泥石流中落石重度,单位为千牛[顿]每立方米(kN/m"); Ha 坝上下泥位差,单位为米(m),从溢流口泥面起算; 溢流口泥深,单位为米(m); 「.1 坝下沟床质允许承载力,单位为千帕[斯卡](kPa)。

D.1.3山洪泥石流的局部冲刷深度

式中: L,—冲刷坑外缘与坝的距离,单位为米(m); h.有效坝高,单位为米(m);

式中: L.一冲刷坑外缘与坝的距离,单位为米(m); h.有效坝高,单位为米(m);

H, = 0. 815 × YHHH Lo.]

Hm=3.9×/q/a

L.=(V.+/2gH,)×/2h +H

V。—一过坝流速,单位为米每秒(m/s) H.过坝泥深,单位为米(m)。

D.3防护堤基础冲刷深度

D.3.1当防护堤受稀性泥石流冲刷影响时,基础冲刷深度可按下式计算

D.3.1当防护堤受稀性泥石流冲刷影响时,基础冲刷深度可按下式计算

3.2防护堤受到与其平行的山洪泥石流作用时,基础冲刷深度应按下式计算

D.3.2防护堤受到与其平行的山洪泥石流作用时,基础冲刷深度应按下式计

式中: hB 局部冲刷深度,单位为米(m); hw 设计泥位深度,单位为米(m); U. 平均流速,单位为米每秒(m/s); Un 泥沙起动流速,单位为米每秒(m/s),见表D.1、表D.2; 与岸坡平面上的形状有关的系数,一般取n=1/4。

受到与其斜交的山洪泥石流时,冲刷深度应按

Aq va. (H)

△h,一从沟底起算的局部冲刷深度,单位为米(m); 山洪泥石流流向与岸坡的交角,单位为度(); m 迎水面边坡系数(坡率为1:m); d一一计算粒径,单位为厘米(cm)。对非黏性土,取大于15%(按重量计)的筛孔直径;对黏性 土,取表D.3土的当量粒径值; 局部冲刷流速,单位为米每秒(m/s); Q 设计流量,单位为立方米每秒(m"/s); W 原沟道过流面积,单位为平方米(m²); W 沟道缩窄部分断面面积,单位为平方米(m)。

是受到与其斜交的黏性泥石流冲刷影响时,冲刷

Ahp (D.8) /1+mg g

表D.1沟床非均匀沙不冲刷流速

注:表中流速单位为m/s。

表D.2石质土不冲刷流速

3黏性土的当量粒径值

E.1一次泥石流堆积长度

式中: L 一一次泥石流堆积长度,单位为米(m); V. 一次泥石流固体物质冲出量,单位为立方米(m"); 堆积区坡度(%); 泥石流容重,单位为吨每立方米(t/m)

E.2一次泥石流堆积厚度

中: 一一次泥石流堆积厚度,单位为米(m)。 其余同上。

E.3一次泥石流堆积面积

式中: 一次泥石流堆积面积,单位为平方米(m²) 其余同上。

附录E (规范性附录) 沟口一次泥石流堆积范围

L= 8.71× (VG )

S = 38.41 × (vG )

s = 38. 41 × (vG 前) (E.3

F.1作用于坝体的泥石流荷载

式中: W。——坝体自重,单位为千牛[顿](kN); V。坝身体积,单位为立方米(m");

式中: W。——坝体自重,单位为千牛[顿](kN); V。坝身体积,单位为立方米(m");

F.1.2坝前泥石流体重

式中: 黏性泥石流重度,单位为千牛[顿]每立方米(kN/m");

Y.—黏性泥石流重度,单位为千牛[顿】每立方米(kN/m)

附录F (规范性附录) 泥石流拦砂坝荷载分析及其组合

(F. 2 (F. 3)

W=V·Y W.=V.y

H。—泥石流泥深,单位为米(m); 内摩擦角(一般取4~10°)。

H。泥石流泥深,单位为米(m) 内摩擦角(一般取4°~10°)。

F.1.3.3水的侧压力

式中: —水的重度,单位为千牛[顿]每立方米(kN/m") H—水深,单位为米(m)。

式中: L一一坝底长,单位为米(m); △H一一坝上下游水位差,单位为米(m); K一一水头折减系数,其值在0~0.7之间,可根据地基渗透性与坝基轮廊,估计渗透压力折减 度酌情选用。

式中: L一坝底长,单位为米(m); △H一一坝上下游水位差,单位为米(m); K一一水头折减系数,其值在0~0.7之间,可根据地基渗透性与坝基轮廊,估计渗透压力折 度酌情选用。

F.2拦砂坝稳定性验算

F.2.1坝体抗滑稳定

式中: k。一抗滑安全系数; ZN一一垂直方向作用力的总和; ZP一一水平直方向作用力的总和; 一 坝底与坝基岩石之间的摩擦系数,宜根据试验资料确定,当无试验资料时,淤泥质土 f为0.2~0.25;黏性土f为0.25~0.4;砂±f为0.4~0.5。

式中: M——抗倾覆力矩的总和,单位为千牛[顿]米(kN·m); Mp—倾覆力矩的总和,单位为千牛[顿]米(kN·m); k。—抗倾覆安全系数,取值1.30~1.60。

F.2.3地基承载力计算

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(+)≤[o] max (F.11)

max (F. 11

确定坝址位置,截取天然沟道的纵断面,点绘坝体相应高程; C 根据沟道地形与泥石流性质确定泥石流回淤的设计纵坡,画出拦砂坝回淤线(图G.1); 在平面图上找出相应的拦砂坝回淤线: e) 用分层累加法求体积

图G.1用等高线法计算拦砂坝库容平面示意图

图G.2用等高线法计算拦砂坝库容纵断面图

a) 自坝址处测量天然沟道的纵断面,测绘出坝和各计算横断面位置与数目; b 测量并绘出各计算横断面; c) 在沟道纵断面图上绘出拦砂坝回淤线; d 找出各淤积横断面,计算断面积和间距; e 用逐段累加法求体积

用横断面法计算拦砂坝

坝址处坝库淤满后沟道的横断面面积,单位为平方米(m²); 回淤长度,单位为米(m); K一—经验系数,取值一般为0.3~0.5,视沟道宽深比及坝宽与平均库宽比例而定,比例数相对 较小的则取较大的经验系数。 采用经验公式时,也可按不同回淤体形状进行分段计算,最后再进行累加。

图H.1坝下游消能工程

图H.2下游消能工程的结构形式

温州绕城3标现浇箱梁技术施工方案附录I (资料性附录) 坝基渗透变形计算公式

附录I (资料性附录) 坝基渗透变形计算公式

附录I (资料性附录) 坝基渗透变形计算公式

式中: 一一土的颗粒重度与水的重度之比; ds、d20、d3—占总土重5%、20%、3%的土粒粒径GBT 40921-2021 发泡聚丙烯(PP-E)珠粒.pdf,单位为毫米(mm);

J.1框架式泥石流拦砂坝

附录J (资料性附录) 泥石流拦砂坝新型结构

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