Расчет водоотводной канавы
Для сбора и отвода поверхностных вод проектируется водоотводная (нагорная) канава по известному расходу паводкового и ливневого стока. При гидравлическом расчете определяются размеры поперечного профиля водоотводной канавы: глубина hK, ширина по дну Ьк, уклон продольного профиля 4, вид укрепления для каждого из трех (или более) j-x участков длиной lк (с однообразными уклонами), на которые разделяется канава по длине. Длину каждого из трех участков можно принять примерно равнойlj ~ (1/3)Lк.
Предварительно определяются уклоны местности imj на каждом участке по уклонам продольного профиля; принимается крутизна откосов 1 : mj,- по виду грунта (для глины, суглинка - 1 : 1,5; супеси - 1 : 2,0); уклоны дна канавы ikj- по imj выбирается вид укрепления, соответственно коэффициент шероховатости Кшj и допустимая скорость течения воды Vдj.
Продольный уклон местности на участках
По известным расходам воды для каждого участка qy определяются общие расходы (с учетом транзита) Qj= Затем вычисляются коэффициенты
;
; y= 1,5
.
Для каждого участка канавы определяется площадь наивыгоднейшего
гидравлического сечения
Вычисляются ;
м.
Если bkj< 0,6 м (в случае ωmin j < 2,1 м2; hkj < 1,0 м), то принимают bkj = 0,6 м и для определения hkj вычисляют корни уравнения
,
;
Для проверки по скорости Vдj и расходу Qpj вычисляют гидравлический радиус
Должно быть
Расчетный расход воды Qpj = ωjVj. Должно быть ∆ = 100 • (Qj – Qkj) / Qj < 5 %.
Если погрешность ∆ > 5 %, изменяют hkj и повторяют проверочный расчет итерационно до соблюдения принятой погрешности (сходимости результатов).
Таблица 2.1 – Расчет водоотводной канавы
Расчетные показатели | Значения показателей по участкам | Примечания | ||
Низовой 1-й | Средний 2-й | Верховой 3-й | ||
qkj,м3/с | 1,8 | 1,1 | 1,0 | |
Qkj,м3/с | 3,9 | 2,1 | 1,0 | |
ikj | 0,03 | 0,016 | 0,0067 | |
Грунт | суглинок | |||
1:m | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,5 | |
![]() | 3,6 | 3,6 | 3,6 | |
![]() | 0,345 | 0,345 | 0,345 | |
Вид укрепления | ж/б лотковые секции | Одиночное мощение камнем | Одиночное мощение камнем | |
Kшj | 0,014 | 0,020 | 0,020 | |
![]() | 0,177 | 0,212 | 0,212 | |
Vдj, м/с | 8,0 | 3,5 | 3,5 | |
![]() | 0,72 | 0,71 | 0,62 | ![]() |
![]() | 0,59 | 0,58 | 0,29 | ![]() |
![]() | 0,35 | 0,35 | 0,18 | ![]() |
![]() ![]() | 0,6 | 0,6 | 0,6 | Принимается ![]() |
![]() | 0,52 | 0,51 | 0,47 | |
![]() | 0,72 | 0,71 | 0,67 | ![]() |
![]() | 0,29 | 0,32 | 0,27 | |
![]() | 5,4 | 2,84 | 1,61 | Приложение 5/1 |
![]() | 3,86 | 2,02 | 1,004 | |
![]() | 0,91 | 3,8 | 0,4 | ![]() |
Вариант каменной наброски
Конструкция каменной наброски состоит из верхнего (первого δ1), нижнего (второго δ2) слоев камня и обратного фильтра δф. Расчетная схема показана на рисунке 1.6.
Исходные данные: λв = 9,47 м; hв1% = 0,69 м; γк = 25,0 кН/м3; m = 2,0.
Принимаем Кfr = 0,025
Вычисляем высоту волны с обеспеченностью 2%:
, м
м
Вес камня верхнего слоя в зоне обрушения определяется по формуле:
, т,
где Кfr – коэффициент, учитывающий форму материала наброски;
γк, γв – удельный вес камня, воды, кН/м3;
αот – угол крутизны откоса.
т
Расчетный размер камня первого слоя определим исходя из выражения:
, м;
м.
Расчетный размер камня второго слоя определим исходя из выражения:
, м;
м.
Определим толщину каменной наброски первого слоя по формуле:
, м,
где Кс – коэффициент междуслойности. Принимаем равным 2,0.
м.
Определим толщину каменной наброски второго слоя по формуле:
, м;
м.
Толщину однослойного обратного фильтра из песчано-гравийного материала принимаем δф = 0,35 м.
Общая толщина каменной наброски рассчитывается по формуле:
, м;
м.
Рисунок 1.6 – Укрепление откоса каменной наброской
Вариант плитного покрытия
Конструкция покрытия сборная из железобетонных плит размером АÍВ, толщиной δпл. Под плитами расположен слой обратного фильтра, толщиной δф. В основании покрытия – бордюрный упор с рисбермой (рисунок 1.7).
Исходные данные: λв = 9,47 м; hв1% = 0,69 м; γп = 26,0 кН/м3; m = 2,0.
Верхняя граница укрепления находится на уровне Hнк = 7,3 м.
Выбираем плиты размером АÍВ = 2,5Í2,0; вш = 0,01 м.
Толщина железобетонной плиты определяется по формуле:
, м,
где Кз – коэффициент запаса. Принимаем Кз = 1,1.
Кп – коэффициент, учитывающий тип покрытия. Принимаем Кп = 1,1.
Впл – размер (длина ребра) плиты нормально урезу воды.
м.
![]() |
Количество плит nп на откосе определяется по длине низового откоса lот:
, шт.
шт.
Принимаем nп = 8 шт.
В качестве обратного фильтра принимаем слой геотекстиля, укладываемого на слое песка или каменной мелочи, толщиной 0,2 м.
Рисунок 1.7 – Укрепление откоса плитным покрытием
2.3 Проектирование дренажа
Для понижения уровня грунтовых вод под основной площадкой в выемке следует запроектировать дренаж. Производится выбор типа дренажа, определение его технической эффективности, расчет глубины заложения, ширины траншеи, сроков осушения, расхода воды в дренаж и гидравлический расчет с подбором трубы (дрены), разработка конструкций смотровых колодцев и выпуска воды из дренажа.
Выбор типа дренажа выполняется согласно классификации с учетом местных условий: гравитационные горизонтальные траншейные трубчатые, несовершенные, совершенные (врезанные в водоупор), подкюветные, закюветные, откосные, односторонние, двусторонние и др.