郑 伟 （合肥信睦工程建设有限公司，安徽 合肥 230001）

1 工程概况

安庆市外环北路西延伸段为东西走向，全长5.7km，是安庆市城市快速路网“一环两横三纵”的重要组成部分，其中K1+100～K4+730段南侧紧邻山脚，建成后势必会拦蓄山体雨水面临山洪威胁，山洪水量大来势快，仅靠道路雨水口无法收集，因此在道路南侧设置截洪沟系统，与雨水管道系统相互独立，分9段通过道路泄洪涵洞排至四石河。

2 山体雨水流量计算

2.1 设计标准

四石河为城市内河，作用是排除内涝，故截洪沟的标准按排涝标准考虑。根据《安庆市中心城区排水（雨水）防涝综合规划（2013～2030）》，截洪沟设计排涝标准为50年一遇。

2.2 洪峰流量计算

截洪沟设计洪峰流量采用水利电力科学研究院经验公式进行计算，当汇水面积 F＜3km时，公式如下：

Qp=0.6SpF

式中Qp—设计频率洪峰流量，m/s；

Sp—相应频率的暴雨雨力，mm/h，查表得50年一遇为105mm/h；

F—汇流面积，km。

结合区域地形图，对山体雨水汇流进行细致分析，如图1。

图1 截洪沟系统图

通过经验公式计算得出各段洪峰流量与安庆市暴雨强度公式法结果作比较，见表1（本次取前5个代表性沟段，下同），可以看出暴雨强度公式法的结果略小于经验公式法，表明经验公式法计算的洪峰流量可靠（见表1）。

山体雨水洪峰流量计算（50年一遇） 表1

3 截洪沟断面的确定

截洪沟断面尺寸的确定主要是确定底宽b，水深h，边坡m，底坡i。截洪沟水流条件可以看作明渠均匀流，采用谢才公式进行水力计算：

式中，Q—流量（m/s）；

R—水力半径（m）；

i—底坡比降；

A—过水断面面积（m），A=(b+0.5(m+m)h)h，b为渠道底宽，h为渠道水深，m为渠道边坡系数。

边坡坡率m根据所处位置确定，糙率n根据渠道材料查规范确定，通过指定底宽b、水深h、底坡比降i，根据谢才公式计算出的流量Q，满足Q＞Qp即可。

①边坡坡率m

截洪沟内侧临道路边坡，外侧临山坡脚，采用梯形断面最为合适，内侧坡率m同路基边坡1:1.5，外侧坡率m取1:1。

②糙率n

糙率n受沟体材料影响，首先确定沟体材料。沟体材料的选择受多方面因素制约，常用沟体材料对比如表2。

截洪沟既要保证排水性能、经济性及易养护性等，同时由于其位于城市道路旁，美观性也是重要因素，表3可以看出生态预制块最符合项目要求。参考《室外排水设计规范》，确定生态混凝土预制块的糙率n为0.025。

沟体材料比选 表2

截洪沟断面计算 表3

③底宽b、水深h、底坡比降i

b、h、i三者相互影响，采用试算法确定。先根据地形确定i，即渠底纵坡，先通过软件进行渠底拉坡，确保顺坡（i＞0）且i≥i，沟底纵坡确定后可以判断整体的沟深情况，根据沟深确定水深h，再假定b，满足Q＞Qp。b确定的原则是少占地、下游大于上游，但为保证断面平顺、沟型美观，在无较大流量汇入的情况下，各沟段的b不宜频繁变化，因此通过调整水深h确定出较单一的b。计算过程应控制流速v＜v＜v（v=0.4m/s，v=4 m/s）。

综上，截洪沟断面参数可全部确定，试算过程较繁琐，可通过Excel辅助计算，截洪沟断面如表3。

从表3可以看出，截洪沟设计流量Q均大于洪峰流量Qp，并有一定的富余量，兼顾了截洪沟使用过程中轻微堵塞的情况。

4 结语

对于临山市政道路的截洪沟设计，断面尺寸的确定至关重要，既要保证排水安全，又要有效控制断面，减少占地，节约投资。