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1、雨水箱涵初設圖排水設計說明1. 概述本項目位于xx市機場廢水處理站與三號貨站之間的水系，水系起點一為機場廢水處理站旁明渠與處理尾水，起點二為二號貨站排水涵，匯流后經三號貨站現狀箱涵排出。為了便于貨站建設，保持水系暢通，本設計對水系進行梳理，敷設一座箱涵連通兩個起點至終點的箱涵總長332m。1.1. 設計依據室外排水設計標準(GB50014-2021)；建筑給水排水設計規范(GB50015-2009)；城鎮給水排水技術規范（GB50788-2012）建筑給水排水制圖標準(GB/T50106-2010)；公路涵洞設計細則（JTGTD65-042018）室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規范(GB52、0032-2003)；給水排水工程構筑物結構設計規范(GB50069-2016)；混凝土和鋼筋混凝土排水管（GBT11836-2009）水利水電工程設計洪水計算規范（SL44-2006）水利水電工程水文計算規范（SL278-2002）湖南省暴雨洪水查算手冊2015版1.2. 主要設計資料(1) xx機場 3 號貨站項目雨水箱涵竣工圖(2) 業主提供的xx基礎近期規劃總平面圖(3) 業主提供的xx臨空經濟區南片區給排水專項規劃(4) 業主提供的湖南省xx市xx國際機場防洪治澇規劃報告(5) 項目地形圖(14000)(6) 2023年3月xx機場原貨運中心規劃用地新建雨水箱涵項目可行性研究報告2.3、 給排水工程的設計范圍和內容起于污水處理廠與二號貨站排水渠終于已建國際貨站北側南北向的雨水小溪需要進行暗渠化改造。3. 排水工程概況3.1項目背景為推進機場貨運場站建設，根據xx機場空港貨運中心規劃建設要求，需對貨站規劃用地現狀地形進行回填，回填深度達十余米，回填區域內的小溪水系會被阻斷，因此，回填區域內起于污水處理廠終于已建國際貨站北側南北向的雨水小溪需要進行暗渠化改造，避免產生城市內澇。3.2水系現狀根據現場踏勘和走訪周邊村民了解到，該水系水量豐沛，下游河道淤積，最高歷史洪水位高達49.05米左右，兩側農田會被淹沒，淹沒深度約1.0米。茉莉小溪河道頂端寬度16米，河底寬度6米，斷面面積約24、7.5。 現狀水系水系上游和下游分別有一條道路，即三號貨站與污水處理站之間的村道和236鄉道。道路跨越該水系均采用了10米跨徑空心板橋梁，橋梁凈高4米。上游三號貨站與污水處理站之間的村道處箱涵水流速度較快，水質較好，水位較低；下游236鄉道處箱涵河道淤積嚴重，水流速度慢，水質略差，水位較高。 上游箱涵 下游箱涵3.3氣候及水文xx縣位于湖南省東部偏北地帶，地處東亞季風區中，屬中亞熱帶季風濕潤氣候。氣候溫和，熱量豐富，降水充沛，日照較足，四季分明。具有春暖多變，春末夏初多雨，伏秋多旱，秋寒明顯，冬少嚴冬的特點。冬季多偏北風，夏季多偏南風。xx縣平均氣溫 1620，全年無霜期 300 天左右，不存5、在久凍土。瀏陽河，境內最大的河流，從瀏陽市至xx縣境內，長 50.68 千米，流域面積 611.04 平方千米，年均流量 72.58 立方米/秒，主要支流有花園港、梨江港、雙溪港、榨山港等。4. 雨水流量分析根據現場踏勘及已實施的三號貨站排水箱涵項目相關設計數據，下穿 3 號貨站的260003000mm 箱涵（即對原穿越 3 號貨站的茉莉小溪進行箱涵改造）水量主要包括：（1）來自xx綜合保稅區及黃金大道的雨水，（2）來自機場大道的雨水，（3）來自機場二號貨站的雨水，（4）茉莉小溪流域內的雨水。根據湖南省xx市xx國際機場防洪治澇規劃報告以及相關規范，三號貨站區域百年一遇洪水位 49.05m，茉6、莉小溪下游匯入鐵漏塘河斷面處百年一遇洪水流量為 81.8m3/s，并按照 300 年一遇洪水進行校核。根據片區開發情況，茉莉小溪水量計算根據xx臨空經濟區南片區給排水專項規劃對匯入茉莉小溪的水量及進行分析并劃分匯水面積。機場一跑道以西的雨水和黃金大道、xx綜合保稅區、機場大道的雨水均匯入茉莉小溪。匯水面積見下表所示。表4-1 雨水匯水面積統計表序號匯水范圍匯水面積（ha）本項目是否收納1機場一跑道以西462.91是2機場大道109.01否3黃金大道、xx綜合保稅區220.13否4茉莉小溪54.41是5合計843.46514.32本箱涵圖 4-1 匯入茉莉小溪雨水匯水面積分布圖圖 4-2 三號貨7、場已建雨水箱涵匯水分析圖通過對“表 3.1-1”、“圖 3.1-2”、“圖 3.1-2” 相關內容進行綜合分析，可知本次需要新建的雨水箱涵主要接納機場一跑道以西和茉莉小溪共計 514.32ha 建成區的雨水（462.91+51.41），占“表 3.1-1”匯水總面積的 60.98%。初步計算，該部分雨水百年一遇水量約為 49.9 m3/s。三號貨站已建箱涵預留接入口尺寸為 BH=63m，雨水箱涵可按滿流考慮，最大設計流速可按 5m/s 考慮，經初步驗算，該處箱涵最大過水能力達到 90 m3/s，滿足上游雨水排放要求。本項目雨水箱涵即可按照 BH=63m 進行設計。5. 工程方案設計5.1 雨水8、收集系統工程方案：雨水主箱涵拉直，繞開茉莉小溪布置箱涵，主涵從起點開始先向東敷設再轉向往南拉直后接入三號貨站已建箱涵處，起點采用跌水對接現有明渠，主涵總長約236m，支涵同樣從起點開始由東向西布置，然后往南轉向接入主涵，支涵總長約 96m。ACBBA:箱涵起點，污水處理廠 外明渠處 B:箱涵終點，三號貨站預 留 63m 箱涵處 C:支涵起點 圖5-1水系改造平面5.1.1雨水箱涵設計原則為了高效利用建設資金，解決目前最主要的問題，同時兼顧地面貨站發展需要，本項目的雨水箱涵布局原則為：(1) 本可研范圍內的雨水箱涵按工程場地的地勢(工程范圍內的地勢為：北高南低)坡向重力流布置。(2) 結合機場貨9、站建設規劃，從全局出發，統籌安排，合理進行排水設施的布置。(3) 排水箱涵既考慮排水現狀，又考慮地面建筑物布局規劃；在規劃明確的前提下箱涵的敷設應與道路建設結合起來，原則上應敷設在道路下。(4)考慮到施工條件的限制，盡量避開工程地質不良地段，減小埋深。做到技術上可靠、經濟上合理，最終確定切實可行的方案。5.1.2 箱涵收集系統服務范圍本項目雨水箱涵的服務范圍為：機場一跑道以西 462.91ha 和茉莉小溪 51.41ha 范圍內的雨水。總服務面積為：514.32ha。5.2 箱涵設計5.2.1 管涵選采本工程范圍內箱涵起點承接污水處理廠南側已建 60005000mm 雨水明渠，同時承接箱涵途徑10、地塊匯集的雨水，根據方案比選，箱涵自起點向東敷設 50m 后轉向，再由北向南拉著敷設，接入三號貨站北側茉莉小溪預留的 60003000mm 雨水箱涵，最終排入瀏陽河。本工程共建設一條主雨水箱涵，一條支雨水箱涵。主箱涵尺寸與三號貨站北側茉莉小溪預留雨水箱涵尺寸一致，為 60003000mm。場地西北側雨水接入支箱涵，尺寸 32003000mm。箱涵采用鋼筋混凝土結構。5.2.2 箱涵市政水力計算根據室外排水設計標準GB50014-2021，規劃雨水量按目前我國普遍采用的公式計算，即：式中：Q雨水設計流量（L/s）；q設計暴雨強度，（L/sha）；徑流系數；F匯水面積（ ha）。xx市暴雨強度公式11、為：其中： t=t1+t2 t降雨歷時（分鐘），t1地面集水時間（分鐘），取10 分鐘， t2管渠內雨水流行時間（分鐘）；其中，設計暴雨強度根據設計重現期 P 和設計降雨歷史 t 確定。地面集水時間 t1 一般采用 5 15min，地面集水時間采用 0.81.0m/s 的雨水徑流流速估算（t2取值為10min估算）。徑流系數按市區標準采用 0.50.8（本次計算取值0.75）。通過計算單位面積徑流量為181.24104，通過前面的匯水面積分析本次主箱涵服務面積514.32ha,故通過計算可得按照三年一遇設計流量為93217.10 L/S。管徑和坡度的確定 排水管渠的流量按下式計算：Q=AVQ設12、計流量（m3/s）； A水流有效斷面面積（m2）； V流速（m/s）；V=(1/n)*R(2/3)*I(1/2) R-水力半徑； I-水力坡降； n-粗糙系數。 雨水管道和合流管道應按滿流計算；明渠超高不得小于0.2米。本次設計管線坡度取值為0.5%，混凝土管粗糙系數取值為0.014，箱涵尺寸為6m*3m。故通過計算可得箱涵最大流速為5.7m/s，主箱涵過水能力為102663.71 L/S。故主箱涵過水能力102663.71 L/S設計流量93217.10 L/S，滿足設計需求。支箱涵主要為收集部分機場一跑道以西匯水（按50%考慮）其余后期建成后其他形式匯入主箱涵。同理核算3.2m3m支箱涵也13、滿足設計需求。從水利部門考慮，設計洪水采用百年一遇一遇的洪水成果，從市政部門考慮，市政排水流量采用設計暴雨重現期 3 年一遇的成果。但市政標準大于水利標準，市政復核符合設計需求的情況下水力標注也滿足需求。5.2.3 箱涵沖刷分析計算根據本工程運行情況，對箱涵進行沖刷影響分析。根據灌溉與排水工程設計規范（GB50288-2018），防滲、襯砌的水工結構允許不沖流速為水力半徑R 1.0m 時的情況，當R1.0m 時，應乘以Ra，a取值范圍為 1/41/5；查灌溉與排水工程設計規范（GB50288-2018）附錄 C 可知，現場澆筑混凝土允許不沖流速為 8.0m/s。本次設計箱涵段過流流量為 49.14、9m/s，尺寸為 BH=63m，取最小水力半徑0.9m 計算允許不沖流速。按最不利情況，a取 1/5，通過計算，箱涵段的允許不沖設計流速見表 5.2-1。表 5.2-1 箱涵的允許不沖設計流速位置允許不沖流速水力半徑R（m）a允許不沖流速v（m/s）主涵8.00.91/54.83主箱涵最大流速為 7.83m/s，不會對箱涵造成沖刷影響。5.2.4 箱涵淤積分析計算根據箱涵運行情況，進行淤積分析：允許不淤流速采用西北水利科學研究所公式進行計算，公式如下：式中：n VS 允許不淤流速，m/s；R 水力半徑，m；g 重力加速度，m/s2；S 含沙量，kg/m3；a 系數，取值為：泥沙粒徑約為 0.015、10.02mm 時，取a 20；當粒徑較粗，約 0.050.10mm 時，可取a 3；當泥沙部分來源于流域流失的細泥，部分從槽面沖刷而來時，可取a 7.6。w0 泥沙加權平均流速 cm/s，采用張瑞瑾公式；n V 平均流速，m/s；D 泥沙粒徑，0.050.10mm ；g s 泥沙容重，26.5kg/m3；g 水的容重，10.0kg/m3。通過計算，允許不淤流速成果見表 5.2-2。表 5.2-2 允許不淤流速區段VSgRSa0 主涵0.03969.811.440.230.0000659根據計算可知允許不淤流速為 0.0396m/s；將箱涵視為矩形暗渠，由渠道流量公式：其中：Q渠道設計流量；V16、 渠道平均流速，m/s；A 渠道過水斷面面積，m2；C 謝才公式；R 水力半徑m；i 渠底坡降；n 渠道糙率系數；b 底寬m；m 邊坡系數；h 水深；P 濕周。反向推求，得出當枯水期多年平均流量不小于0.12 m3/s，箱涵內水深不小于0.10m時，就不會對箱涵產生淤積影響。5.2.5箱涵附屬設施設計雨水箱涵段在箱涵上方設置700圓形鋼筋混凝土檢查井筒（具體做法詳見結構圖），排水管道接入箱涵連接處均設置止水圈采用柔性連接。檢查井筒主要為檢查、清通箱涵而設置，也有連接管道的作用，在直線箱涵上每隔45m 設置一個檢查井筒。所有檢查井頂面標高，嚴格要求與規劃設計地面標高一致。檢查井應設置防跌落裝置。17、5.2.6箱涵基礎設計箱涵地基承載力需滿足結構設計要求，地基承載力特征值需大于 180Kpa，不滿足承載力要求的地段需進行基礎處理。若不滿足需求的地基處理形式為水泥土攪拌樁或高壓旋噴樁，具體詳見結構設計圖。6. 箱涵施工（1）雨水箱涵施工工藝流程雨水箱涵主體施工工藝流程:基底處理墊層澆筑底板鋼筋安裝底板立模側墻鋼筋綁扎側墻立模滿堂架搭設頂板模板安裝頂板鋼筋綁扎混凝土澆筑拆模、拆卸支架。（2）施工準備將施工范圍內雜物、無用施工材料設備清理出現場，不便清除的要在現場堆碼整齊。做好鋼筋等主材采購、進場、驗收及送檢工作，對不合格材料及時清理出現場。聯系商品砼供應單位，確定好供貨商后，及時做好砼配合比設18、計及驗證工作。（3）測量放線按設計圖紙用全站儀定出箱涵中軸線坐標點，對曲線段根據精度要求適當加密定出軸線控制點。控制樁要定出樁頂標高，以便確定基坑開挖深度。然后以中軸線為基準，依次放出基坑開挖底口輪廓線及頂口輪廓線，并用白灰撒出灰線。（4）基坑開挖雨水箱涵橫斷面凈寬 6m，基坑底按一邊寬出結構物輪廓線 100cm 控制，則基坑底口寬 D1+2m，開挖深度約 H1m，支護結構或放坡開挖按具體斷面要求。基坑開挖采用挖掘機開挖，人工輔助清理，要求基坑斷面整潔，基底無明顯擾動，坑壁無松散或坑洞。機械開挖深度預留 2030cm 厚度，用人工挖除。挖掘機開挖時，可先開挖基坑底口輪廓線內土體，開挖到位后，挖19、掘機下到基坑內，再進行刷坡處理。開挖后要及時進行坑壁加固處理。方法一:坑壁加固時可采用壓入長木樁，并在木樁后堆碼沙袋的方法，壓入木樁要穿過淤泥層并進入下層持力層不小于 2m;方法二:用片石擠淤加固坑壁，形成片石隔離墻，將淤泥及松散土體阻隔到基坑外。人工清理基坑底部時，注意底標高及縱坡控制，做到底面平整，標高準確，箱涵分段搭接處枕梁基坑位置準確規范。（5） 地基處理及保護根據需要雨水箱涵底局部可采用攪拌樁加固軟基，基坑底開挖平整后要鋪設50cm 褥墊層（碎石:砂=3:7)，要求厚度均勻，表面平整密實由于雨水箱涵基坑開挖底標高較低，靠近茉莉小溪地下水較豐富，要設置臨時積水井，及時抽到外面，雨季及時20、抽取基坑內匯集的雨水，防止基坑常時間浸泡而降低承載力，危害基坑壁安全。（6）砼墊層施工基底完成褥墊層攤鋪平整后，重新測量放線定出基礎砼墊層澆注輪廓線，以輪廓線為準支立木模板，然后定出墊層砼頂面控制標高。墊層砼澆注前，對下面碎石混砂層噴水濕潤，防止墊層砼開裂。砼澆注時，從少數幾個點堆料，然后向外鋪攤，以防砼中粘連過多碎石、沙礫，影響砼質量。使用震動棒或平板振動器，托平墊層頂面，振搗效果以砼表面泛漿為準，初凝前要抹平，對需預埋定位鋼筋不能遺漏，同時做好墊層砼的養護工作。（7）鋼筋加工安裝箱涵鋼筋主要包括:底板鋼筋、墻身鋼筋、頂板鋼筋。鋼筋按計算下料長度下料，使用鋼筋截斷機切割鋼筋，鋼筋彎曲機成型，21、鋼筋成型時轉角要規范，成型鋼筋尺寸準確。鋼筋采用加工場下料、成型，現場定位、綁扎的方法進行施工。鋼筋綁扎前，重新測放出雨水箱涵中軸線點并在墊層砼上標記，以定位點為基礎，確定雨水箱涵基礎輪廓線及鋼筋定位點線。鋼筋綁扎時，先準確定位出部分骨架鋼筋位置，為保證骨架整體性，可點焊固定一部分鋼筋，其余鋼筋按設計間距綁扎固定。雨水箱涵鋼筋分兩次完成，第一次為底板鋼筋和墻身豎向筋，底板砼澆注完后，進行第二次鋼筋綁扎，包括墻身橫向鋼筋及頂板鋼筋。綁扎墻身豎向鋼筋時，因鋼筋高度較高易傾覆，可以先同時綁扎幾道墻身鋼筋，并點焊固定，同時對墻身鋼筋加斜撐，保證鋼筋就位牢固。加強鋼筋原材質量控制，每批次鋼筋都要按規范規22、定做拉伸、彎曲及可焊性試驗，檢驗合格后才能使用，鋼筋焊接使用不低于 J502 電焊條，主筋搭接焊采用雙面焊，焊前鋼筋接頭搭接段要預彎 5，保證主筋受力軸線一致。雨水箱涵鋼筋設計保護層厚度為 4.5cm，基礎底板鋼筋采用設計厚度砂漿墊塊作為保護層，為保證墻身砼的一致性，墻身處保護層砂漿墊塊使用 PVC 管做成半圓柱形，使墊塊和模板只有點、線形接觸面。墊塊按梅花型布點，點位按間距 1m 控制，根據鋼筋剛度是否足夠，調整墊塊密度。對設計有圓管接入口及檢查豎井預留孔處，按要求將側、頂板鋼筋斷開或彎折。各段箱涵間設有沉降縫，該處橡膠止水帶定位筋要點焊固定到箱涵主筋上。（8）模板加工安裝雨水箱涵模板包括內23、模和外模。模板面板使用竹夾板，面板豎向加強肋條使用 710cm 方木條，肋條間距以 6070cm 為準，橫向使用并排放 2 根 483.5 鋼管做龍骨，鋼管在雨水箱涵兩側對稱放置，通過拉桿及蝴蝶扣加固安裝模板，拉桿橫向間距按 1m 控制，豎向拉桿排距 1m。對局部薄弱部分采用加密拉桿，加撐撐木的方法加固。模板間拉桿外要有 PVC 管包封，模板面揩上機油脫模劑，這樣方便拆模。模板搭接端部距離拉桿或撐點應不大于 20cm，防止砼澆注過程中模板翹曲變形;也可在面板搭接線上加訂臨時方木條，以保證模板拼接縫平整，同時起到防止漏漿的作用。模板接縫處要加貼厚雙面膠帶，防止漏漿。模板加工安裝時，關鍵是考慮接縫24、平整，整體模板面平整。整體板面平整主要通過橫向鋼管控制，鋼管采用長鋼管，需加長時使用旋轉扣件搭接結長，搭接長度不小于 1m，搭接段使用不少于 3 個旋轉扣件連接。通過經緯儀或垂球調整模板整體平整度和垂直度。為保證模板底面位置準確，可在墊層砼施工時預埋一定量的模板定位筋。模板全部調整好后，底部內側用高標號砂漿座縫，外側模板周邊覆土，以防止砼澆注時底部漏漿。最后整體檢查鋼筋保護層墊塊是否足夠，進行必要的補充處理，確保保護層厚度，杜絕漏筋質量事故發生。因雨水箱涵砼分兩次澆注，模板支立也分兩次實施。第一次澆注底板及下腋以上20cm;第二次澆注剩余部分墻身及頂板砼。模板支立時，第一次側模支立到首次砼澆注25、位置，內模包括倒角部分及下腋以上 20cm，內模于外模間加撐鋼筋定位筋，保證箱涵砼厚度準確，內模間加撐撐木保證箱涵凈空準確。箱涵底板面上不另安裝模板，以防砼澆注時內模上浮;第二次立模在第一次模板拆除后進行，主要包括內模和側模。第二次立模關鍵要做好支撐腳手架的設計及搭設工作，支撐架使用 483.5 鋼管搭設，鋼管平面上柱、排距采用 60cm，豎向步距不大于 1.2m，下部設掃地桿，上部豎桿自由段長度不大于 60cm，管間通過直角扣件或旋轉扣件連接，鋼管需接長時，采用搭接法接長，搭接長度不小于 1m，一個接長接頭使用 3 個旋轉扣件，豎桿頂、底部及水平撐桿使用可調頂托調整長度，頂托上放方木以調整整26、體平面。支架系統按規范要求要設置一定量的剪刀撐，控制支架的整體穩定性。（9）砼澆注雨水箱涵砼澆注采用商品砼，設計砼強度等級為 C35，抗滲等級為 S6，施工中按規定自檢頻率由砼公司控制集料質量，項目部與監理單位做好相關原材抽檢工作，嚴格控制各種摻和料及外加劑質量和計量，并注意摻入時間及方法可控性。混凝土罐車運輸到施工地點，現場控制混凝土塌落度，保證砼到現場塌落度在8-10cm 之間。使用汽車吊及料斗澆注混凝土入模。澆注時砼自由下落高度不超過 200cm，防止砼離析，控制下料速度分層澆注，厚度控制在 30-50cm，同時保證下層混初凝之前澆注上層混凝土，避免出現施工縫，影響混凝土施工質量。澆注過27、程中進行充分振搗，確保混凝土密實，以砼澆注面表面泛漿，不再有大氣泡上翻，砼面不再下沉為準，下層砼未振搗好嚴禁澆注上層砼，以防砼漏振情況發生，同時應防止砼有過振情況發生。因第一次砼澆注完成后要留施工縫，砼初凝前及時進行鑿毛處理，保證后續澆注砼接縫嚴密，施工縫預留要規范，頂面線形順直。澆注箱涵涵身砼時要注意兩邊對稱澆注，以防內、外模板發生側向移動。澆注底板砼時，下料或振搗容易擾動墻身豎向鋼筋，要注意及時將擾動的鋼筋恢復到原位。（10）拆模及砼養生砼初凝后，既可覆蓋潮濕無紡布，同時及時噴水濕養，保持覆蓋物濕潤，一般先覆蓋撒水養護 1-2 天，既可拆除模板，拆除過程中注意混凝土邊角的保護。對混凝土表面有氣泡或漏振地方在征得監理同意后及時進行缺陷修補。一般要求砼結構面覆蓋撒水濕養不少于 7 天。（11）檢查井及側向支管施工待箱涵涵身砼達到一定強度后，即可進行檢查井及側接管施工。主要注意連接處的施工質量控制。（12）箱涵涵背土體回填雨水箱涵養護完畢后及時用土分層回填壓實，緊靠涵身部分使用蛙式夯機逐層夯填密實。箱涵兩側填料采用透水性強的砂石料，范圍從箱涵底板開始以 1:1 坡度填至涵頂。