内蒙古红峡化工场区道路排水综合治理

贾 玉 琴

(华北有色工程勘察院有限公司，河北 石家庄 050021)

内蒙古红峡化工场区道路排水综合治理

贾 玉 琴

(华北有色工程勘察院有限公司，河北 石家庄 050021)

对内蒙古红峡化工有限公司原材料生产区道路边坡地质环境现状进行了详细的调查，阐述了道路排水涵管设计的依据，对厂区内的道路排水涵管的设计技术要求作了探索，通过合理的设计及科学的施工，有效的解决了厂区内的道路排水问题。

地质环境，稳定性，排水管涵

0 引言

航天科工集团第六院内蒙古红峡化工有限公司拟建场区位于呼和浩特市赛罕区黄合少镇南地村，场区内原材料生产区道路边坡部分区域存在陡坡、浮石，并且地表出露地层主要为粉土、强风化以及中风化的花岗岩，受降雨的影响极易形成坍塌、滑坡等等地质灾害，对场区内过往车辆及行人造成了较大的安全隐患。因此，为了保证矿区道路的安全运行必须对其进行综合治理。本文主要对道路排水涵管进行设计。

1 工程地质

1.1 自然地理

内蒙古红峡化工有限公司拟建场区属于内蒙古中纬度内陆高原，年降雨量少并且集中，自然蒸发量强烈、季节温差变化大，为典型的大陆性，干旱半干旱气候。据统计年均降雨量400 mm 左右，降雨大多集中在7，8，9三个月份；拟建场区内全年主导风向为西北风，平均风速1.67 m/s，最大风速可达25 m/s；最近几年来，由于严重破坏自然生态环境，沙尘暴次数有所增多，气候略有异常。

1.2 地质条件

该场地属于蛮汉山山前冲洪积扇的下部，场地地形较平坦。区内边坡为道路开挖形成，标高在1 169.65 m～1 181.69 m之间，边坡坡度多在80°～90°，边坡最大高差为12.98 m。

场区位于呼(市)包(头)断陷盆地东北部，以北为山峦起伏的大青山山区，以南为广阔的呼包断陷盆地。自第四纪以来新构造活动强烈，主要表现为大青山间歇性上升，盆地不均匀下降。

厂区内主要出露地层依次为粉土、强风化～中风化的花岗岩。

2 道路排水涵管设计

2.1 设计依据

地表排水工程设计最首要的是降雨标准。本设计选择50年一遇暴雨强度作为内蒙古红峡化工有限公司拟建场区设计标准：设计暴雨(50年一遇暴雨)强度为50 mm/h。1)工程布置。排水管涵长16 m，覆土厚度2.0 m，排水管涵进口地面标高比出口地面标高高0.32 m。2)结构设计。排水管涵采用钢筋混凝土预制圆形断面排水管，管径d=1 250 mm，管壁厚度δ=12 mm，每1 m一节。管道的糙率系数取n=0.013。

2.2 流量计算

涵洞流量的计算采用无压圆管的水力计算。圆管既是水力最优断面，并且具有制作方便、受力性能好等优点。由于圆管内的水流流动具有自由液面，所以建议采用明渠均匀流计算公式。

圆管无压均匀流计算模型的过水断面见图1。由几何关系可得各水力要素之间的关系为：

过水断面面积：

(1)

湿周：

(2)

水力半径：

(3)

所以：

(4)

(5)

为方便计算，表1给出了不同充满度工况时圆形管道过水断面面积A和水力半径R的取值。

表1 不同充满度时圆形管道过水断面面积A和水力半径R的值

1)管涵最大最小流量及最大流速的计算。

进水口与出水口的高差为0.32 m，管涵长L=16 m。

则：底坡i=h/L=0.32/16=0.02。

a.当h/d=0.95时，Amax=Q/Q0=1.076。

此时通过圆管断面的流量为最大。

过水断面面积：

A=0.770 7d2=0.770 7×1.252=1.204 2 m2。

水力半径：

R=0.286 5d=0.286 5×1.25=0.358 1 m。

谢才系数：

参考SL 18—2004渠道防渗工程技术规范，n取0.013。

则最大流量：

则α=0.25，此时通过的流量为最小。

过水断面面积：

A=0.153 5d2=0.153 5×1.252=0.239 8 m2。

水力半径：

R=0.146 6d=0.146 6×1.25=0.183 3 m。

谢才系数：

则最小流量：

c.当h/d=0.81时，Bmax=v/v0=1.14,此时管中的液体流速为最大流速，正好为液体充满圆管时流速的1.14倍。

过水断面面积：

A=0.681 18d2=0.681 2×1.252=1.064 4 m2。

水力半径：

R=0.304 0d=0.304 0×1.25=0.380 0 m。

谢才系数：

2)实际流量计算。

流量经验推理公式为：

Qp=0.278φSpF/τn。

由于没有必要的流域资料，按照中国公路科学研究所提出的经验公式计算，即当F<3 km2时，Qp=φSpF=0.3×50×0.18=2.7 m3/s，Qmin≤Qp≤Qmax，满足要求。

3 道路排水涵管技术要求

1)排水管涵材料强度。

管身混凝土：C25；管身钢筋：HPB300；洞口墙、隔水墙：M7.5砂浆砌片石；勾缝：M7.5砂浆；片石强度：≥MU30。

2)排水管涵材料技术要求。

a.钢筋。“φ”表示热轧钢筋HPB300，进场应具有出厂合格证，使用前必须对钢筋进行抽样检查，做试验，满足相关规范要求后才能使用。

b.混凝土。排水管涵管身应采用不低于C25混凝土浇筑。浇筑前，必须按设计的配合比做试样，并做抗压力学试验，其强度设计值必须满足规范要求。

c.水泥。水泥品质应符合现行的国家标准，一般采用P.O42.5，应采用统一标号和强度等级的水泥。

d.石材。石料须采用结构密实、质地坚硬新鲜，无风化或裂缝的硬质石料，块石形状应大致方正、上下面大致平整，块石强度为MU30，单块最小厚度不小于20 cm。

e.砂。砂应质地坚硬、清洁、级配良好，含泥量不得大于3%。

3)排水管涵施工技术要求。

a.排水管节在对头拼接处，应首先用麻絮填塞缝隙，上半圈排水管应从外往里填塞麻絮，下半部位应从里向外填塞。

b.管节预制、存放过程中，应注意轻搬轻放，堆放处的底面应平整无隆起，必要时铺设5 cm～10 cm的砂垫层，使管节受力均匀，避免开裂。

c.管涵全长范围每3 m应设置一道沉降缝。

d.施工时，必须注意管涵的全长与管节的配置及端墙位置的准确。

e.洞口尺寸的设计系数系按路基边坡1∶1.5计算，若路基边坡与此不同，应按设计边坡进行调整。

f.施工时，当管顶覆土厚度小于0.5 m时，应严禁重型车辆通过。

4 结语

内蒙古红峡化工有限公司拟建场区道路过路涵管排水综合治理手段治理场区内地质灾害，设计合理、施工科学，有效的消除了场区内的安全隐患，其设计思想及施工工艺可为同类工程提供借鉴。

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The road drainage comprehensive treatment of Inner Mongolia Hongxia chemical field

Jia Yuqin

(NorthChinaNonferrousEngineeringInvestigationInstituteLimitedCompany,Shijiazhuang050021,China)

This paper made detailed investigation on the present situation of road slope geological environment of Inner Mongolia Hongxia Chemical Limited Company raw materials production area, illustrated the design basis of road drainage culvert, explored the design technology requirements of road drainage culvert into plant, through the reasonable design and scientific construction, effectively solved the road drainage problems into plant.

geological environment, stability, drainage pipe culvert

2015-02-07

贾玉琴(1982- )，女，硕士，工程师

1009-6825(2015)12-0155-02

U417.3

A