[发明专利]阶梯-深潭型泥石流排导槽的深潭段深度测算方法

摘要

本发明公开了一种阶梯‑深潭型泥石流排导槽的深潭段深度测算方法。所述测算方法首先确定排导槽设计纵比降i₀、全衬砌底板设计纵比降i₁、排导槽设计宽度B、阶梯段设计长度l、深潭段设计长度L、排导槽设计流量Q，然后根据排导槽阶梯段糙率n和泥石流体容重γ_c确定泥石流进入深潭段时的泥深h_c，接着确定泥石流跃出深潭段时的泥深h₂，最后通过深潭段深度测算公式确定块石顶面与钢索网箱体缓冲层顶面之间的高差h和块石顶面与上游阶梯段最低处之间的高差H。该方法基于水跃理论推导，并结合试验验证，能够合理确定阶梯‑深潭型泥石流排导槽的深潭段深度，为该型排导槽设计提供依据与参考，计算结果精度高，适应实际工程需要。

主权项

1.一种阶梯‑深潭型泥石流排导槽的深潭段深度测算方法，所述阶梯‑深潭型泥石流排导槽包括排导槽槽底及其两侧的排导槽侧墙(1)，所述排导槽槽底包括若干按一定间距设置的全衬砌的阶梯段(2)和充填于上下游阶梯段(2)之间的深潭段；阶梯段(2)包括位于上游的上端齿槛(3)、位于下游的下端齿槛(4)、及连接上端齿槛(3)和下端齿槛(4)的全衬砌底板(5)；所述深潭段包括钢索网箱体护底(6)，设于钢索网箱体护底(6)上方、紧贴下游阶梯段(2)上端齿槛(3)的钢索网箱体缓冲层(7)，以及设于侧墙(1)、钢索网箱体护底(6)、上游阶梯段(2)下端齿槛(4)和钢索网箱体缓冲层(7)包围空间内的块石(8)；钢索网箱体缓冲层(7)顶面与下游阶梯段(2)的最高处平齐，其特征在于：块石(8)顶面与钢索网箱体缓冲层(7)顶面之间存在高差，深潭段深度包括块石(8)顶面与钢索网箱体缓冲层(7)顶面之间的高差h和块石(8)顶面与上游阶梯段(2)最低处之间的高差H，阶梯‑深潭型泥石流排导槽的深潭段深度测算方法步骤如下：(一)通过大比例尺地形图测量计算或现场调查实测，确定排导槽设计纵比降i₀和全衬砌底板(5)设计纵比降i₁；通过现场调查，并结合工程实际情况，确定排导槽设计宽度B、单位m，阶梯段(2)设计长度l、单位m，深潭段设计长度L、单位m，及排导槽设计流量Q、单位m³/s；(二)选定排导槽阶梯段(2)材料，根据阶梯段(2)材料确定排导槽阶梯段(2)糙率n；通过泥石流容重计算公式计算或实际取样实测容重，确定泥石流体容重γ_c，单位t/m³；将排导槽阶梯段(2)糙率n和泥石流体容重γ_c代入公式确定泥石流进入深潭段时的泥深h_c、单位m，式中，Q为排导槽设计流量、单位m³/s、由步骤(一)确定，为泥石流泥砂修正系数、通过《DZ/T0239‑3004泥石流灾害防治工程设计规范》中查表确定，B为排导槽设计宽度、单位m、由步骤(一)确定，i₀为排导槽设计纵比降、由步骤(一)确定；(三)通过现场调查，并结合工程实际情况，根据设计要求，确定泥石流跃出深潭段时的泥深h₂、单位m；或，通过现场调查，并结合工程实际情况，根据设计要求，确定泥石流跃出深潭段时的流速v₂、单位m/s，然后将泥石流跃出深潭段时的流速v₂代入公式确定泥石流跃出深潭段时的泥深h₂、单位m，式中，Q为排导槽设计流量、单位m³/s、由步骤(一)确定，B为排导槽设计宽度、单位m、由步骤(一)确定；(四)通过以下公式确定块石(8)顶面与钢索网箱体缓冲层(7)顶面之间的高差h式中，h—块石(8)顶面与钢索网箱体缓冲层(7)顶面之间的高差，单位m；ξ_c—修正系数，取值1.0‑2.0；Q—排导槽设计流量，单位m³/s，由步骤(一)确定；B—排导槽设计宽度，单位m，由步骤(一)确定；h_c—泥石流进入深潭段时的泥深，单位m，由步骤(二)确定；i₁—全衬砌底板(5)设计纵比降，由步骤(一)确定；h₂—泥石流跃出深潭段时的泥深，单位m，由步骤(三)确定；(五)通过以下公式确定块石(8)顶面与上游阶梯段(2)最低处之间的高差HH＝(L+l)i₀+h‑li₁式中，H—块石(8)顶面与上游阶梯段(2)最低处之间的高差，单位m；l—阶梯段(2)设计长度，单位m，由步骤(一)确定；L—深潭段设计长度，单位m，由步骤(一)确定；i₀—排导槽设计纵比降，由步骤(一)确定；i₁—全衬砌底板(5)设计纵比降，由步骤(一)确定；h—块石(8)顶面与钢索网箱体缓冲层(7)顶面之间的高差，单位m，由步骤(四)确定。