8.8　明　渠

8.8.1　明渠的水力計算可按下式進行：

式中：v——流速（m/s）；

i——水力坡降；

n——粗糙系數(shù)；

R——水力半徑（m），R可按式8.8.1-2計算。

式中：ω——過水斷面面積（m2）；

X——濕周（m）。

8.8.2　海域取水明渠設計應符合按下列規(guī)定：

1　取水明渠導流堤具有導流、擋沙、攔污、隔熱功能時，堤頂標高不宜低于100年一遇高水位，并加0.5m～1.0m超高；

2　取水明渠防波堤堤頂標高應采用100年一遇高水位設計，設計波浪采用重現(xiàn)期100年、波列累積頻率1％波高。在越浪不影響泵房前池波動時堤頂可允許越浪；在越浪影響泵房前池波動時，允許越浪量可按堤頂越浪后有效波高在水泵房前池不大于0.5m確定；當水泵房設置消浪設施時，堤頂越浪后允許波高應綜合考慮。當明渠防波堤承擔廠區(qū)防洪功能時，應采用設計基準洪水位作為驗證高水位，同時波浪采用可能最大臺風浪；

3　常規(guī)取水明渠內(nèi)底標高設計應按保證率97％低水位設計、保證率99％低水位校核，并預留一定備淤深度。當取水明渠兼顧直流供水冷卻重要廠用水、廠用水取水功能時，明渠內(nèi)底標高設計應按設計基準低水位設計，并預留一定備淤深度；

4　在平均潮位下，取水明渠口門進水流速宜根據(jù)平均潮流流速確定，不宜高于0.6m/s；

5　取水明渠宜在口門設置攔船、攔污設施；

6　當取水明渠防波堤具有核島區(qū)防洪安全功能時應按本規(guī)范第11.2.11條第1款的規(guī)定執(zhí)行；

7　當取水明渠堤為非安全級建筑物、非核抗震類時，抗震設計宜按照現(xiàn)行行業(yè)標準《水運工程抗震設計規(guī)范》JTS 146的有關規(guī)定執(zhí)行；

8　取水明渠水位和波浪的結構設計標準應按表8.8.2-1的規(guī)定確定；

9　取水明渠防波堤在進行強度和穩(wěn)定性計算時，應根據(jù)建筑物形式、部位采用表8.8.2-2中設計波高的波列累積頻率標準。當推算的波高大于淺水極限波高時，應采用極限波高；

10　明渠導流堤結構設計應按現(xiàn)行行業(yè)標準《防波堤設計與施工規(guī)范》JTS 154-1和《海港水文規(guī)范》JTJ 213的規(guī)定執(zhí)行。

8.8.3　濱海排水明渠設計宜符合下列規(guī)定：

1　排水明渠的排水水位設計標準宜采用平均低潮位設計，重現(xiàn)期33年低潮位校核；

2　導流堤堤頂標高宜按50年一遇高潮位、排水明渠水頭損失和安全超高不少于0.5m設計，明渠較長時可分段設計，堤頂越浪量不作限制；

3　導流堤結構設計宜按歷時累積頻率1％潮位設計、重現(xiàn)期50年一遇高潮位校核，設計波浪重現(xiàn)期采用50年；

4　排水明渠導流堤為非安全級建筑物、非核抗震類，抗震設計宜遵照現(xiàn)行行業(yè)標準《水運工程抗震設計規(guī)范》JTS 146的有關規(guī)定設計；

5　排水明渠導流堤在進行強度和穩(wěn)定性計算時，宜根據(jù)建筑物形式、部位采用表8.8.3中設計波高的波列累積頻率標準。

8.8.4　陸域明渠結構設計應符合下列規(guī)定：

1　明渠邊坡應根據(jù)工程地質(zhì)、水文條件、運行水位變化等因素，通過計算并結合當?shù)匾延械那肋吰卵芯看_定。當渠道挖方深度小于5m且地質(zhì)構造簡單、無顯著引起渠坡破壞的因素存在時，渠道水下邊坡系數(shù)可按照表8.8.4的規(guī)定選取。

2　核算邊坡穩(wěn)定的計算方法、土體特性，包括土的容重γ、內(nèi)摩擦角φ及內(nèi)聚力c等的取值應按相關規(guī)范執(zhí)行。

3　循環(huán)水取排水明渠的邊坡安全等級應為一級，穩(wěn)定安全系數(shù)可大于或等于1.35。

4　渠堤宜采用黏性土料填筑。在嚴寒或黏性土壤缺乏的地區(qū)，應采用混合式渠堤斷面，但純黏土、淤泥、凍土、粉砂以及含有機質(zhì)及可溶性鹽類總量超過8％的土壤，不得用作筑堤材料。填方渠堤應設向外坡度，防止沖淋渠坡；堤頂寬度不應小于2m，嚴寒地區(qū)不應小于2.5m。

5　渠首段、渠道建筑物連結處、廠區(qū)或其他重要地段的土質(zhì)渠道宜采用混凝土護面。其他渠段應根據(jù)渠床地質(zhì)、滲漏和水文氣象等因素，確定是否鋪砌護面和護面材料。

6　砌石護面應采用強度等級不低于MU30的塊石。漿砌塊石護面所用水泥砂漿強度等級不應低于M5。在邊坡底部及轉折處應設置大塊石支撐。

7　現(xiàn)澆混凝土護面的厚度不宜小于100mm，鋼筋混凝土護面厚度不宜小于80mm?；炷粱蜾摻罨炷令A制塊的厚度可根據(jù)施工運行條件確定。

8　混凝土護面變形縫的間距不宜大于5m，邊坡與渠底連接處應設置變形縫。變形縫應根據(jù)渠床地質(zhì)情況確定止水設施形式。

9　當渠床由中等透水或微透水的黏土類土壤組成時，應注意防止土體的凍脹、管涌、崩塌以及消除地下水和滲漏水的破壞作用，護面以下應設置礫石、沙礫或碎石墊層。墊層厚度應按下列條件選用：

1）地下水位較深地段宜采用0.1m～0.2m；

2）地下水位較高，且可能在墊層區(qū)段內(nèi)溢出渠坡的地段宜采用0.2m～0.3m；

3）渠床內(nèi)土層中有承壓地下含水層的地段宜采用0.3m～0.4m；

4）在可能發(fā)生管涌現(xiàn)象或有土壤顆粒從渠床內(nèi)滲出的渠段，應按反濾層的原則設置墊層。

10　渠道建筑物水下部分的混凝土、鋼筋混凝土構件可按現(xiàn)行行業(yè)標準《水工混凝土結構設計規(guī)范》DL/T 5057的規(guī)定設計。渠道建筑物等級可按Ⅰ級考慮。水上部分構件可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB 50010的規(guī)定設計。

11　排水明渠與河床連接處應設排水口。排水口形式可根據(jù)地形地質(zhì)條件、消能和散熱要求等因素確定。必要時可通過物理模型試驗論證。當采用陡坡或跌水消能時，上下游應有一定的直線段。

12　渠道建筑物的材料應符合下列要求：

1）磚石結構應采用標號不低于MU10號的黏土磚；

2）砌石護面應采用強度等級不低于MU30的塊石；

3）漿砌塊石護面所用水泥砂漿強度等級不應低于M10；

4）在邊坡底部及轉折處應設置大塊石支撐；

5）明渠護面：混凝土強度等級不應低于C30。抗?jié)B等級可采用W6，嚴寒及寒冷地區(qū)護面混凝土應采用相應抗凍等級。

13　渡槽的變形縫應設有良好的止水。在渡槽與渠道銜接處，應將渡槽槽身伸入挖方渠道一定長度，并設置專門的防滲措施。

14　渡槽支墩不宜設在河溝的主流處，并盡量避免縮窄原河溝的過水斷面。渡槽支墩基礎的埋置深度及相應的防護措施應結合水流對附近類似建筑物沖刷的調(diào)查情況研究確定，必要時應進行沖刷計算。

15　倒虹吸管的進口處應設格柵，必要時進出口應設閘門，以利于檢修。倒虹吸管的進出口連接井頂部應用蓋板封閉。

16　當渠道通過山坡或高地，采用深挖方法在經(jīng)濟上不合理且地質(zhì)條件合適時，可考慮采用隧洞作為該渠段上的輸水建筑物。輸水隧洞可按現(xiàn)行行業(yè)標準《水工隧洞設計規(guī)范》DL/T 5195和《水工隧洞設計規(guī)范》SL 279的規(guī)定進行設計。

8.8.5　溝渠結構計算與設計應滿足下列要求：

1　對于輸水明渠的鋼筋混凝土構件，除根據(jù)使用條件進行強度計算外，尚應進行抗裂或裂縫寬度的驗算；

2　輸送海水的鋼筋混凝土明渠及其附屬建筑物的水泥品種宜采用普通硅酸鹽水泥、熟料中鋁酸三鈣含量不超過6％～8％的硅酸鹽水泥，且膠凝材料用量、水膠比應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構耐久性設計規(guī)范》GB 50476的規(guī)定。

8.8.6　核抗震類取水明渠防波堤堤體結構設計計算應符合下列要求：

1　核安全級取水明渠防波堤結構斷面抗震計算應符合現(xiàn)行國家標準《核電廠抗震設計規(guī)范》GB 50267和現(xiàn)行行業(yè)標準《水運工程抗震設計規(guī)范》JTS 146的相關規(guī)定；

2　對可能存在地基液化的核安全級取水明渠防波堤應進行專題研究；

3　用有限元方法進行取水明渠防波堤應力變形分析時，應采用室內(nèi)靜、動力試驗方法測定的巖土材料靜力變形參數(shù)、動模量和阻尼比參數(shù)以及抗液化強度參數(shù)和永久變形參數(shù)；

4　宜依次采用滑動面法、靜力有限元法以及動力有限元法進行取水明渠防波堤體及地基的整體抗震穩(wěn)定性驗算，直到其中一種方法滿足設計要求為止；

5　核抗震類取水明渠防波堤抗震穩(wěn)定性驗算安全系數(shù)應滿足表8.8.6規(guī)定的要求。