一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期的排洪方法技术

本发明专利技术涉及一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期的排洪方法，属于水利水电工程领域。堆渣前，在渣场底部修建排水盲沟；堆渣期间，在渣场一侧靠近山坡部位的渣面上预留临时排洪通道，将渣场上游洪水集中排至渣场下游，当渣面填筑一定高度后，在非洪水期回填此临时排洪通道，预留填高后的渣面临时排洪通道，以保证下一洪水期堆渣体上形成新的排洪通道，如此往复直至弃渣结束；堆渣完成后，在渣场顶部靠近山体处修建永久排洪渠。优点是在渣面上修建排洪渠，施工更安全、简单、快捷、成本低；在渣面上修建排洪渠，减少了对两侧山坡的扰动，有利于减少水土流失；在渣面上修建排洪渠，减少了在两侧山坡上修建排洪渠的征地。

【技术实现步骤摘要】
一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期的排洪方法
本专利技术涉及水利水电工程领域，尤其是指一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期排洪的方法。
技术介绍
目前，沟道型弃渣场排洪常规设计是：堆渣前在沟道两侧山坡上修建排洪渠或在渣体底部修建排洪箱涵。堆渣前在山坡上修建排洪渠，施工难度大、成本高，且在山坡上修建排洪渠受地形、地质条件影响较大，如两侧山坡陡峭、岩石破碎或有顺层倾向等不良地形地质条件时，修建排洪渠代价较大甚至无法修建排洪渠。另外，弃渣过程中常因渣量的变化导致渣场实际堆高与设计高程不符，从而使堆渣前修建在山坡上的排洪渠因渣量减少而成为渣场上空的“悬渠”，或因渣量的增加致使修建的排洪渠被埋没而无法使用。若弃渣前在渣体底部修建箱涵，箱涵顶部大量堆渣常造成箱涵基础不均匀沉降，导致箱涵出现破坏而影响使用功能，且水利水电工程弃渣场规模大、渣体堆置厚，经计算的涵洞结构尺寸大，造价较高。另外，箱涵运行期间，箱涵内堆积块石、树枝、漂木等杂物影响泄流能力。因此，箱涵在运行、维护、检修、造价等方面均无优势。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期的排洪方法，即施工期采用临时排洪，弃渣完成后再在渣面上修建永久排洪渠的方法。以解决因两侧山体地形陡峭、地质条件不良修建排洪渠难度大、造价高、因渣场设计高程与实际堆渣高程不符的问题。本专利技术采取的技术方案是，包括下列步骤：(一)渣体底部排水盲沟堆渣前，在渣体底部布设排水盲沟，盲沟沿原始沟道地面最低处布置，盲沟为梯形断面，内部填充块石和砂砾石，盲沟顶部包裹400g/m2无纺布；(二)临时排洪通道(1)临时排洪通道布置；(2)排洪通道断面尺寸确定；根据弃渣场级别确定洪水标准，并根据实测水文资料或各省(自治区、直辖市)《暴雨洪水图集》计算设计洪峰流量Qm；(三)永久排洪渠为保证排洪渠长期稳定运行，永久排洪渠采用矩形钢筋混凝土结构，排洪渠下游陡坡段底面布置交错式糙条、末端出口处布置消力池消能。本专利技术所述步骤(二)中(1)临时排洪通道布置包括：渣场堆渣期间，在渣场一侧靠近山坡部位的渣面上预留第一洪水期排洪通道，并对排洪通道进行平整后采用400～700g/m2的PVC防水涂层帆布进行铺衬，用U型钉对PVC防水涂层帆布进行加固，在排洪通道进口处布置浆砌石结构的导流翼墙，将渣场上游洪水集中导入排洪通道，再排至渣场下游，当渣面填筑一定高度后，在非洪水期回填第一洪水期排洪通道，预留填高后的相同结构形式的第二洪水期排洪通道，以保证每一洪水期洪水顺利排至渣体下游，排洪通道中铺衬的PVC防水涂层帆布可重复利用，如此往复预留第三洪水期、第四洪水期排洪通道，直至弃渣结束。本专利技术所述步骤(二)中(2)排洪通道断面尺寸确定如下：拟定排洪通道采取梯形断面形式，通道的底坡i＝0.01，边坡系数m＝2，底宽b1、高h1，根据设计洪水Qm按公式(1)计算：式中：Qm：设计流量，单位m3/s；A：过水面积m2，A＝(b1+mh1)h1，其中b1为底宽，单位m，m为边坡系数，h1：设计水深，单位m；C：谢才系数，用公式C＝R1/6/n计算，其中n为糙率；R：水力半径，单位m，R＝A/S，其中S为湿周m，i：通道的底坡。本专利技术所述步骤(三)永久排洪渠修建方法如下：(1)永久排洪渠的底坡i＝0.005，底宽b2、高h2根据设计洪水Qm按公式(1)计算；(2)永久排洪渠下游陡坡段渠道底面交错式糙条高度δ、宽度α、长度e和间距λ尺寸按公式(2)、(3)、(4)、(5)计算：δ＝(1/4～1/2.5)hc(2)α＝δ(3)e＝1/3b2(4)λ＝(8～10)δ(5)式中：δ：糙条高度，单位m；α：糙条宽度，单位m；e：糙条长度，单位m；b2：渠道底宽，单位m；λ：糙条间距，单位m；hc：未加糙条时陡坡段末端水深，单位m；(3)排洪渠出口处消力池池深S0、长度Lk尺寸按公式(6)、(7)、(8)计算：S0＝σ0h〞-ht(6)Lk＝(0.7～0.8)Lj(7)Lj/hˊ＝9.5(Fr1-1)(8)式中：S0：消力池深，单位m；σ0：取1.0～1.05；h〞：跃后水深，单位m；ht：下游水深，单位m；Lk：消力池长度，单位m；Lj：水跃长度，单位m；hˊ：跃前水深，单位m；Fr1：跃前断面水流的弗劳德数，单位m。本专利技术无需征用在两侧山坡上修建排洪渠的占地，减少了对两侧山坡的扰动，有利于减少水土流失，施工也更安全、简单、快捷。本专利技术具有以下优点：在渣面上修建排洪渠，解决了因两侧山体地形陡峭、地质条件不良修建排洪渠难度大的问题；在渣面上修建排洪渠，解决了因渣场设计高程与实际堆渣高程不符的问题；在渣面上修建排洪渠，施工更安全、简单、快捷、成本低，减少了对两侧山坡的扰动，有利于减少水土流失，减少了在两侧山坡上修建排洪渠的征地。附图说明图1是堆渣期排洪通道动态布置示意图；图2是每一洪水期排洪通道进口导流翼墙平面布置示意图；图3是渣体底部排水盲沟断面示意图；图4是每一洪水期临时排洪通道断面示意图；图5是永久排洪渠断面示意图；图6是永久排洪渠下游陡坡段糙条布置三维示意图；图7是永久排洪渠出口消力池断面示意图。具体实施方式(一)渣体底部排水盲沟堆渣前，在渣体底部布设排水盲沟，盲沟沿原始沟道地面最低处布置，考虑施工方便，盲沟为梯形断面，内部填充块石和砂砾石，底宽2.0m，坡比1:1，高1.0m，0.8m块石+0.2m砂砾石，盲沟顶部包裹400g/m2无纺布，防止细碎土石料堵塞盲沟；(二)临时排洪通道(1)临时排洪通道布置渣场堆渣期间，在渣场一侧靠近山坡部位的渣面上预留第一洪水期排洪通道，并对排洪通道进行平整后采用400～700g/m2的PVC防水涂层帆布进行铺衬，用U型钉对PVC防水涂层帆布进行加固，在排洪通道进口处布置浆砌石结构的导流翼墙，将渣场上游洪水集中导入排洪通道，再排至渣场下游，为保证堆渣场总体弃渣规划，当渣面填筑一定高度后，在非洪水期回填第一洪水期排洪通道，预留填高后的相同结构形式的第二洪水期排洪通道，以保证每一洪水期洪水顺利排至渣体下游，排洪通道中铺衬的PVC防水涂层帆布可重复利用，如此往复预留第三洪水期、第四洪水期排洪通道，直至弃渣结束；(2)排洪通道断面尺寸确定根据弃渣场级别确定洪水标准，并根据实测水文资料或各省(自治区、直辖市)《暴雨洪水图集》计算设计洪峰流量Qm；拟定排洪通道采取梯形断面形式，通道的底坡i＝0.01，边坡系数m＝2，底宽b1、高h1，根据设计洪水Qm按公式(1)计算：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期的排洪方法，其特征在于，包括下列步骤：/n(一)渣体底部排水盲沟/n堆渣前，在渣体底部布设排水盲沟，盲沟沿原始沟道地面最低处布置，盲沟为梯形断面，内部填充块石和砂砾石，盲沟顶部包裹400g/m

【技术特征摘要】
1.一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期的排洪方法，其特征在于，包括下列步骤：
(一)渣体底部排水盲沟
堆渣前，在渣体底部布设排水盲沟，盲沟沿原始沟道地面最低处布置，盲沟为梯形断面，内部填充块石和砂砾石，盲沟顶部包裹400g/m2无纺布；
(二)临时排洪通道
(1)临时排洪通道布置；
(2)排洪通道断面尺寸确定；
根据弃渣场级别确定洪水标准，并根据实测水文资料或各省(自治区、直辖市)《暴雨洪水图集》计算设计洪峰流量Qm；
(三)永久排洪渠
为保证排洪渠长期稳定运行，永久排洪渠采用矩形钢筋混凝土结构，排洪渠下游陡坡段底面布置交错式糙条、末端出口处布置消力池消能。


2.根据权利要求1所述的一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期的排洪方法，其特征在于，步骤(二)中(1)临时排洪通道布置包括：
渣场堆渣期间，在渣场一侧靠近山坡部位的渣面上预留第一洪水期排洪通道，并对排洪通道进行平整后采用400～700g/m2的PVC防水涂层帆布进行铺衬，用U型钉对PVC防水涂层帆布进行加固，在排洪通道进口处布置浆砌石结构的导流翼墙，将渣场上游洪水集中导入排洪通道，再排至渣场下游，当渣面填筑一定高度后，在非洪水期回填第一洪水期排洪通道，预留填高后的相同结构形式的第二洪水期排洪通道，以保证每一洪水期洪水顺利排至渣体下游，排洪通道中铺衬的PVC防水涂层帆布可重复利用，如此往复预留第三洪水期、第四洪水期排洪通道，直至弃渣结束。


3.根据权利要求1所述的一种用于沟道型弃渣场施工期及运行期的排洪方法，其特征在于，步骤(二)中(2)排洪通道断面尺寸确定如下：
拟定排洪通道采取梯形断面形式，通道的底坡i＝0.01，边坡系数m＝2，底宽b1、高h1，根据设计洪水Qm按公式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋守平，丛日亮，张旭，吕向军，赵会林，王欣亮，张树华，兰景涛，李杰年，
申请(专利权)人：中水东北勘测设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22