鄭 偉 （合肥信睦工程建設(shè)有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概況

安慶市外環(huán)北路西延伸段為東西走向，全長5.7km，是安慶市城市快速路網(wǎng)“一環(huán)兩橫三縱”的重要組成部分，其中K1+100～K4+730段南側(cè)緊鄰山腳，建成后勢必會攔蓄山體雨水面臨山洪威脅，山洪水量大來勢快，僅靠道路雨水口無法收集，因此在道路南側(cè)設(shè)置截洪溝系統(tǒng)，與雨水管道系統(tǒng)相互獨(dú)立，分9段通過道路泄洪涵洞排至四石河。

2 山體雨水流量計(jì)算

2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

四石河為城市內(nèi)河，作用是排除內(nèi)澇，故截洪溝的標(biāo)準(zhǔn)按排澇標(biāo)準(zhǔn)考慮。根據(jù)《安慶市中心城區(qū)排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃（2013～2030）》，截洪溝設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

2.2 洪峰流量計(jì)算

截洪溝設(shè)計(jì)洪峰流量采用水利電力科學(xué)研究院經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)匯水面積 F＜3km時(shí)，公式如下：

Qp=0.6SpF

式中Qp—設(shè)計(jì)頻率洪峰流量，m/s；

Sp—相應(yīng)頻率的暴雨雨力，mm/h，查表得50年一遇為105mm/h；

F—匯流面積，km。

結(jié)合區(qū)域地形圖，對山體雨水匯流進(jìn)行細(xì)致分析，如圖1。

圖1 截洪溝系統(tǒng)圖

通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出各段洪峰流量與安慶市暴雨強(qiáng)度公式法結(jié)果作比較，見表1（本次取前5個(gè)代表性溝段，下同），可以看出暴雨強(qiáng)度公式法的結(jié)果略小于經(jīng)驗(yàn)公式法，表明經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算的洪峰流量可靠（見表1）。

山體雨水洪峰流量計(jì)算（50年一遇） 表1

3 截洪溝斷面的確定

截洪溝斷面尺寸的確定主要是確定底寬b，水深h，邊坡m，底坡i。截洪溝水流條件可以看作明渠均勻流，采用謝才公式進(jìn)行水力計(jì)算：

式中，Q—流量（m/s）；

R—水力半徑（m）；

i—底坡比降；

A—過水?dāng)嗝婷娣e（m），A=(b+0.5(m+m)h)h，b為渠道底寬，h為渠道水深，m為渠道邊坡系數(shù)。

邊坡坡率m根據(jù)所處位置確定，糙率n根據(jù)渠道材料查規(guī)范確定，通過指定底寬b、水深h、底坡比降i，根據(jù)謝才公式計(jì)算出的流量Q，滿足Q＞Qp即可。

①邊坡坡率m

截洪溝內(nèi)側(cè)臨道路邊坡，外側(cè)臨山坡腳，采用梯形斷面最為合適，內(nèi)側(cè)坡率m同路基邊坡1:1.5，外側(cè)坡率m取1:1。

②糙率n

糙率n受溝體材料影響，首先確定溝體材料。溝體材料的選擇受多方面因素制約，常用溝體材料對比如表2。

截洪溝既要保證排水性能、經(jīng)濟(jì)性及易養(yǎng)護(hù)性等，同時(shí)由于其位于城市道路旁，美觀性也是重要因素，表3可以看出生態(tài)預(yù)制塊最符合項(xiàng)目要求。參考《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，確定生態(tài)混凝土預(yù)制塊的糙率n為0.025。

溝體材料比選 表2

截洪溝斷面計(jì)算 表3

③底寬b、水深h、底坡比降i

b、h、i三者相互影響，采用試算法確定。先根據(jù)地形確定i，即渠底縱坡，先通過軟件進(jìn)行渠底拉坡，確保順坡（i＞0）且i≥i，溝底縱坡確定后可以判斷整體的溝深情況，根據(jù)溝深確定水深h，再假定b，滿足Q＞Qp。b確定的原則是少占地、下游大于上游，但為保證斷面平順、溝型美觀，在無較大流量匯入的情況下，各溝段的b不宜頻繁變化，因此通過調(diào)整水深h確定出較單一的b。計(jì)算過程應(yīng)控制流速v＜v＜v（v=0.4m/s，v=4 m/s）。

綜上，截洪溝斷面參數(shù)可全部確定，試算過程較繁瑣，可通過Excel輔助計(jì)算，截洪溝斷面如表3。

從表3可以看出，截洪溝設(shè)計(jì)流量Q均大于洪峰流量Qp，并有一定的富余量，兼顧了截洪溝使用過程中輕微堵塞的情況。

4 結(jié)語

對于臨山市政道路的截洪溝設(shè)計(jì)，斷面尺寸的確定至關(guān)重要，既要保證排水安全，又要有效控制斷面，減少占地，節(jié)約投資。