2)集水管应用均匀流公式计算:
(3.4.3-3)
式中
——排水暗管内径,m; d
——水力比降;可采用排水暗管比降; i
——与管内充盈度a有关的系数,按本规范附录J选用; a
——管内糙率,通常瓦管取0.014,混凝土管取0.013、波纹塑料管取0.016,光壁n
塑料管取0.011,其中刚性管制做工艺不良的糙率值可按增大10%~20%计。 3)吸水管和集水管实际选用内径应分别为计算内径的1.2和1.1倍,但最小选用值分别不得小于50mm和80mm。非圆形管可按其断面积折算成圆形管。设计中,每条吸
水管宜取同一管径,集水管可根据汇流情况分段变径。
3 排水暗管比降按下列要求确定:
1)排水暗管比降应满足管内允许不淤流速的要求,管内径小于或等于100mm时可采用1/300~1/600;大于100mm时可采用1/600~1/1500。在地形平坦地区,吸水管首、
末端的埋深差值不宜大于0.4m。 2)管内平均流速用下式计算:
V=(d/2)2/3i1/2β/n
式中
——管内平均流速,m/s; V β ——与管内充盈度a有关的系数,按本规范附录J选用。
3.4.4 检查井、吸水管口门和集水井等附属设施的设计应符合下列要求:
1 检查井直径宜大于80cm;井内吸水管底应高于集水管顶10cm;井底应留有30~50cm深的沉沙段;明式检查井应加盖保护,暗式检查井的覆土厚度应大于50cm。 2 吸水管口门应按排水控制要求设计。无控制要求时,出口段3m左右应改用不透水管材,并伸出沟坡10cm以上,还应对明沟坡面进行防冲处理。 3 采用分片抽排方案时,应根据汇流水量和扬程选择水泵,按运用灵活和管理方便等要求设计汇流集水井。
3.5 竖并和其他排水
3.5.1 地下浅层含水层水量较丰和水质可用于灌溉的井灌井排地区,竖井设计应以当地水文地质勘探、抽水试验成果或渗流计算为依据,按照灌溉用水和调控地下水位的要求,确定抽水层、井深、井型结构、井群布设和抽水机具等项目。
3.5.2 鼠道排水设计要素的确定应符合下列要求:
1 鼠道洞径宜为6~10cm,降雨量大和排水要求较高的地区应选用较大值。
2 鼠道洞深不得浅于犁底层,宜为40~70cm,农作物根系密集层较深的地区应选用较大值。
(3.4.3-4)
3 鼠道洞距宜为2~5m,土壤渗透性能较好和鼠道较深时应选用较大值。 4 鼠道洞长随田块长度或宽度而定,其比降与鼠道线路的地面坡降基本一致。 5 鼠道出口宜用1m左右的管材插接保护,并对出口处明沟坡面进行保护处理。 3.5.3 线缝沟的深度以划穿犁底层为宜,其间距可采用0.5~1.0m。
3.5.4 各种组合排水设计应将其排水措施有机地组成统一体,并符合本规范中有关各项排水设计的规定。
3.5.5 截渗排水和截流排水应符合下列规定:
1 拦截地下径流或渠、库渗漏水流的截渗沟、管或井带,应布设在接近补给源的部位,并根据侧向来水量和水文地质条件,选用相应的渗流计算公式或通过模拟试验进行截渗沟、管、井带的排水设计。
2 拦截区外地面径流的截流沟设计,应按排涝标准规定的暴雨频率及汇流面积确定设计流量,按照明沟排水设计的有关规定进行断面设计。当同时有拦截区外地下径流来水任务时,应按截渗要求进行校核。
3 山丘区拦截坡面径流的截洪沟(撇洪沟)应采取分段泄洪措施,可按排涝标准规定的暴雨频率计算坡面洪峰流量,减去库、塘等调蓄水量及分段泄洪量后为设计流量进行断面设计。
3.5.6 在洼涝盐碱地区利用引洪淤灌时的田间排水工程,应以田面退水有出路和排涝及调控地下水位有保证为原则,除按本章有关规定设计外,尚应对田埂加高、加固和退水时防冲、防淤等做出设计。
3.6 排水系统建筑物
3.6.1 排水系统建筑物的设计应符合下列规定:
1 各类排水建筑物设计均应做到技术先进、结构合理、安全适用、便于施工和管理。有条件和需要时,尚可考虑其造形美观。
2 在寒冷和盐碱地区的排水建筑物应满足防冻胀和防腐蚀要求。
3 斗级及其以下的排水建筑物可采用与当地情况相适合的标准设计或定型设计;数量较多的小型建筑物和暗管排水的附属设施宜采用装配式结构。
3.6.2 排水系统的交叉建筑物包括交通桥、涵与过流渡槽、倒虹吸等。均应满足排水设计流量要求,不得造成沟道壅水而产生排水不畅,并符合下列规定: 1 交通桥、涵和穿越沟道的过流交叉建筑物,其等级标准不应低于该排水沟道的等级标准。
2 涵管的过流断面不利于清淤时应适当加大,进出口两侧及其上的覆土应进行防护处理设计。
3.6.3 排水系统的连接建筑物如跌水和陡坡,应设置在地形变化较大和工程条件较好的直线沟段处,必须做好消能设计和防渗设计。
3.6.4 排水系统的调控建筑物如节制闸、泄水闸和挡潮闸的设计应符合下列要求: 1 各类调控建筑物应按调蓄水位和设计流量的要求进行设计,并为田间排水控制提供条件。
2 节制闸的调蓄水位应满足防治土壤盐碱化及生态环境保护的要求;泄水闸和挡潮闸应与其相连堤防的防洪或防潮等级标准相一致。
3 圩垸区干沟或中心河出口的排水闸,一般应结合外河防洪和两侧交通等要求进行设计。
4 各类调控建筑物均应操作灵活,有利防淤和冲淤。
3.6.5 排水系统的泵站设计,应充分考虑治理区内的调蓄能力。凡可与灌溉相结合时,均应按排灌两用泵站要求进行设计。
4 施工
4.1 一般规定
4.1.1 农田排水工程应根据治理区规模,建立健全施工组织。
4.1.2 治理区内的各项排水工程,应视工程等级和规模等情况实行招投标或承包制,大型排水工程还应实行工程监理制度。
4.1.3 施工单位应根据规划设计、资金投入及农业生产情况,进行施工设计、制定施工方案。若需修改规划设计时,应与规划设计单位研究确定,对于重大修改应共同提出修改方案,报主管单位审批后实施。
4.1.4 施工前必须做好料物备制和定线放样等准备工作。施工期宜选在非汛期的农闲和地下水位较低的季节,通常按先下游后上游,先骨干后田间的顺序施工。
4.1.5 各类农田排水工程应执行有关水利工程施工规范和其他有关规定。各类建筑物的修建和设备安装,均应由专业队伍实施。
4.1.6 采用新型机械施工时,应对机械驾驶员及施工人员进行技术培训。若组织群众开挖沟道时,应进行标准断面的开挖示范。
4.2 明沟工程
4.2.1 明沟工程的施工定线、放样应符合下列要求: 1 干、支、斗沟应放沟道两侧开挖线、堆土线和中心线,农沟可只放沟道两侧开挖线;施工控制横断面的间隔不得超过100m,地形复杂地段尚需适当加密。 2 施工放线的平面和高程控制应利用原有控制系统和资料。
3 控制系统和施工放线的要求和限差:干、支、斗沟应按SL203—97《水利水电工程测量规范》的有关规定执行,农沟可参照执行。
4.2.2 明沟工程可采用机械开挖或人工开挖,并应遵守下列规定:
1 机械开挖时的驾驶员应熟知机械性能和安全操作规定,确保施工质量。
2 人工开挖一般应从中心部位向外扩展,分层进行,先台阶后成型,逐次开挖到底。若地下水位过高时,可采用分层开挖导流法。必要时还可采用其他临时排水措施。 3 分段或分期施工的沟道,必须按设计断面或分期要求施工,各沟段应顺直衔接。 4 沟道的填方段或填方沟堤必须执行堤坝施工的有关规定。
5 当沟道进行裁弯、改道时,一般应执行挖新填旧的原则。 6 开挖排水沟的弃土应用于筑路、修渠和平田整地。必须堆置两岸时应尽量减少占地,一般每侧占地宽度:干沟不宜超过4~5m,支沟3~4m,斗沟2~3m,并应平整利用或植树。
4.2.3 难险工段的明沟开挖应遵守下列规定:
1 在深挖方、滑坡及岩石破碎带等难险沟段施工时,应先除险排难,再进行开挖,并做好安全防护工作。
2 对于沼泽地等松软土类区应先排除地表水,再采取边排地下水、边分层开挖或其他行之有效的处理方法。
3 对于干硬土类区无条件浸湿开挖时,可采取人工破碎或爆破等处理方法。 4.2.4 不稳定沟段的边坡防护施工应遵循下列规定:
1 根据设计确定的处理方法和要求,做好施工排水和材料备制工作。
2 减压暗管施工应按本规范4.3有关规定执行,其他排水体、土工布的设置及回填土的碾压夯实等,还应参照SDJ218—83《碾压式土石坝施工技术规范》的有关规定执行。 3 施工中应检查边坡土层是否与勘测设计一致或相近,若变化较大时,应与设计单位商定,有针对性地改变设计,并做好施工记录。
4.3 暗管工程
4.3.1 暗管排水工程应组织专业队施工。首先做好施工前的准备工作,再按照开挖管沟,铺放管材及外包滤料、回填管沟和修建附属设施的一般工序进行施工。每道工序经检查合格后,方可进行下道工序。
4.3.2 管道施工前,必须根据设计在田间标定出管线及建筑物位置。每条管道中心线的首、末端应设标示桩,每隔20~30m设一木桩,并标出管沟的开挖深度及宽度。当采用开沟铺管机施工时,可只设置一条中心线。
4.3.3 人工开挖管沟时,应自下游往上游、从集水管到吸水管进行。管沟开挖断面和出土堆放应有利于人工铺管和边坡稳定。在沼泽地区,应先排除地表水,再采取边排地下水、边加深管沟的施工方法。松软土类区宜在地下水位较低时期施工,先挖至接近地下水位,再集中人力快速抢挖至要求深度,必要时可采取预排水施工和临时支护措施。
4.3.4 铺设集水管的管沟底部应以保证管体稳定为原则,而铺设吸水管的管沟底部宽度,一般应等于或稍大于吸水管外径加两侧外包滤料厚度。
4.3.5 管道和外包滤料的人工铺设应遵循下列规定:
1 通常应由上游向下游铺设。吸水管的起始端若不设通气孔时应封闭。 2 严禁在泥水中作业,必要时应采取预排水施工措施。
3 管道应按设计坡降顺直地铺放在基土、滤料或垫层上,严禁出现倒坡及起伏;各节刚性管口应靠紧,不得脱节 位。
4 铺放滤料时,一般应先在沟底平整的铺放,待吸水管铺设验收后,再铺放管顶和两侧滤料。
4.3.6 管沟回填土应分层踏实,严禁用淤泥回填,并宜将原耕作土回填在表层,且略高于地面。每条吸水管道从开挖至回填管沟宜在无雨日内连续完成。
4.3.7 机械开沟铺管时,应根据土壤质地、埋管深度、管材类型、管节长度和管径大小以及是否填放滤料等选定适宜机型,并按下列要求施工:
1 一般应先平整机道,再根据设计管道坡降,采用丁字形视标杆控制纵坡。有条件时可采用激光控制纵坡。
2 每一条管道的开沟铺管作业应自下游向上游连续完成。
3 机械开沟铺管后应按本规范4.3.6规定及时回填管沟,严防存在土块的架空现象。 4.3.8 采用挖掘机开沟、人工铺管时,应先用机械挖深至埋设的管顶以上,再由人工开挖至设计深度。其他应符合本规范4.3.5和4.3.6的规定。
4.3.9 暗管排水工程的附属设施应按设计要求与管道同期施工,并符合下列要求: 1 各类附属建筑物可在铺管后施工,其全部结合部位应密封好,并做好基础及回填土的夯实处理。暗式检查井应设地面标志。
2 在建筑物四周回填土上铺设刚性管时,基土必须夯实,管底应铺垫层。
4.4 鼠道工程
4.4.1 鼠道犁应按设计要求选择,并配备好动力机具及其他施工用具。
4.4.2 鼠道施工宜选择在农田休闲季节进行,适宜土壤含水率应为田间持水率的70%~90%。
4.4.3 鼠道行进路线的田面应平整,坡度与田面保持一致。 4.4.4 鼠道犁行进要平直,每条鼠道应一次完成,及时处理好洞口。