8.8　明　渠

8.8.1　明渠的水力计算可按下式进行：

式中：v——流速（m/s）；

i——水力坡降；

n——粗糙系数；

R——水力半径（m），R可按式8.8.1-2计算。

式中：ω——过水断面面积（m2）；

X——湿周（m）。

8.8.2　海域取水明渠设计应符合按下列规定：

1　取水明渠导流堤具有导流、挡沙、拦污、隔热功能时，堤顶标高不宜低于100年一遇高水位，并加0.5m～1.0m超高；

2　取水明渠防波堤堤顶标高应采用100年一遇高水位设计，设计波浪采用重现期100年、波列累积频率1％波高。在越浪不影响泵房前池波动时堤顶可允许越浪；在越浪影响泵房前池波动时，允许越浪量可按堤顶越浪后有效波高在水泵房前池不大于0.5m确定；当水泵房设置消浪设施时，堤顶越浪后允许波高应综合考虑。当明渠防波堤承担厂区防洪功能时，应采用设计基准洪水位作为验证高水位，同时波浪采用可能最大台风浪；

3　常规取水明渠内底标高设计应按保证率97％低水位设计、保证率99％低水位校核，并预留一定备淤深度。当取水明渠兼顾直流供水冷却重要厂用水、厂用水取水功能时，明渠内底标高设计应按设计基准低水位设计，并预留一定备淤深度；

4　在平均潮位下，取水明渠口门进水流速宜根据平均潮流流速确定，不宜高于0.6m/s；

5　取水明渠宜在口门设置拦船、拦污设施；

6　当取水明渠防波堤具有核岛区防洪安全功能时应按本规范第11.2.11条第1款的规定执行；

7　当取水明渠堤为非安全级建筑物、非核抗震类时，抗震设计宜按照现行行业标准《水运工程抗震设计规范》JTS 146的有关规定执行；

8　取水明渠水位和波浪的结构设计标准应按表8.8.2-1的规定确定；

9　取水明渠防波堤在进行强度和稳定性计算时，应根据建筑物形式、部位采用表8.8.2-2中设计波高的波列累积频率标准。当推算的波高大于浅水极限波高时，应采用极限波高；

10　明渠导流堤结构设计应按现行行业标准《防波堤设计与施工规范》JTS 154-1和《海港水文规范》JTJ 213的规定执行。

8.8.3　滨海排水明渠设计宜符合下列规定：

1　排水明渠的排水水位设计标准宜采用平均低潮位设计，重现期33年低潮位校核；

2　导流堤堤顶标高宜按50年一遇高潮位、排水明渠水头损失和安全超高不少于0.5m设计，明渠较长时可分段设计，堤顶越浪量不作限制；

3　导流堤结构设计宜按历时累积频率1％潮位设计、重现期50年一遇高潮位校核，设计波浪重现期采用50年；

4　排水明渠导流堤为非安全级建筑物、非核抗震类，抗震设计宜遵照现行行业标准《水运工程抗震设计规范》JTS 146的有关规定设计；

5　排水明渠导流堤在进行强度和稳定性计算时，宜根据建筑物形式、部位采用表8.8.3中设计波高的波列累积频率标准。

8.8.4　陆域明渠结构设计应符合下列规定：

1　明渠边坡应根据工程地质、水文条件、运行水位变化等因素，通过计算并结合当地已有的渠道边坡研究确定。当渠道挖方深度小于5m且地质构造简单、无显著引起渠坡破坏的因素存在时，渠道水下边坡系数可按照表8.8.4的规定选取。

2　核算边坡稳定的计算方法、土体特性，包括土的容重γ、内摩擦角φ及内聚力c等的取值应按相关规范执行。

3　循环水取排水明渠的边坡安全等级应为一级，稳定安全系数可大于或等于1.35。

4　渠堤宜采用黏性土料填筑。在严寒或黏性土壤缺乏的地区，应采用混合式渠堤断面，但纯黏土、淤泥、冻土、粉砂以及含有机质及可溶性盐类总量超过8％的土壤，不得用作筑堤材料。填方渠堤应设向外坡度，防止冲淋渠坡；堤顶宽度不应小于2m，严寒地区不应小于2.5m。

5　渠首段、渠道建筑物连结处、厂区或其他重要地段的土质渠道宜采用混凝土护面。其他渠段应根据渠床地质、渗漏和水文气象等因素，确定是否铺砌护面和护面材料。

6　砌石护面应采用强度等级不低于MU30的块石。浆砌块石护面所用水泥砂浆强度等级不应低于M5。在边坡底部及转折处应设置大块石支撑。

7　现浇混凝土护面的厚度不宜小于100mm，钢筋混凝土护面厚度不宜小于80mm。混凝土或钢筋混凝土预制块的厚度可根据施工运行条件确定。

8　混凝土护面变形缝的间距不宜大于5m，边坡与渠底连接处应设置变形缝。变形缝应根据渠床地质情况确定止水设施形式。

9　当渠床由中等透水或微透水的黏土类土壤组成时，应注意防止土体的冻胀、管涌、崩塌以及消除地下水和渗漏水的破坏作用，护面以下应设置砾石、沙砾或碎石垫层。垫层厚度应按下列条件选用：

1）地下水位较深地段宜采用0.1m～0.2m；

2）地下水位较高，且可能在垫层区段内溢出渠坡的地段宜采用0.2m～0.3m；

3）渠床内土层中有承压地下含水层的地段宜采用0.3m～0.4m；

4）在可能发生管涌现象或有土壤颗粒从渠床内渗出的渠段，应按反滤层的原则设置垫层。

10　渠道建筑物水下部分的混凝土、钢筋混凝土构件可按现行行业标准《水工混凝土结构设计规范》DL/T 5057的规定设计。渠道建筑物等级可按Ⅰ级考虑。水上部分构件可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定设计。

11　排水明渠与河床连接处应设排水口。排水口形式可根据地形地质条件、消能和散热要求等因素确定。必要时可通过物理模型试验论证。当采用陡坡或跌水消能时，上下游应有一定的直线段。

12　渠道建筑物的材料应符合下列要求：

1）砖石结构应采用标号不低于MU10号的黏土砖；

2）砌石护面应采用强度等级不低于MU30的块石；

3）浆砌块石护面所用水泥砂浆强度等级不应低于M10；

4）在边坡底部及转折处应设置大块石支撑；

5）明渠护面：混凝土强度等级不应低于C30。抗渗等级可采用W6，严寒及寒冷地区护面混凝土应采用相应抗冻等级。

13　渡槽的变形缝应设有良好的止水。在渡槽与渠道衔接处，应将渡槽槽身伸入挖方渠道一定长度，并设置专门的防渗措施。

14　渡槽支墩不宜设在河沟的主流处，并尽量避免缩窄原河沟的过水断面。渡槽支墩基础的埋置深度及相应的防护措施应结合水流对附近类似建筑物冲刷的调查情况研究确定，必要时应进行冲刷计算。

15　倒虹吸管的进口处应设格栅，必要时进出口应设闸门，以利于检修。倒虹吸管的进出口连接井顶部应用盖板封闭。

16　当渠道通过山坡或高地，采用深挖方法在经济上不合理且地质条件合适时，可考虑采用隧洞作为该渠段上的输水建筑物。输水隧洞可按现行行业标准《水工隧洞设计规范》DL/T 5195和《水工隧洞设计规范》SL 279的规定进行设计。

8.8.5　沟渠结构计算与设计应满足下列要求：

1　对于输水明渠的钢筋混凝土构件，除根据使用条件进行强度计算外，尚应进行抗裂或裂缝宽度的验算；

2　输送海水的钢筋混凝土明渠及其附属建筑物的水泥品种宜采用普通硅酸盐水泥、熟料中铝酸三钙含量不超过6％～8％的硅酸盐水泥，且胶凝材料用量、水胶比应符合现行国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB 50476的规定。

8.8.6　核抗震类取水明渠防波堤堤体结构设计计算应符合下列要求：

1　核安全级取水明渠防波堤结构断面抗震计算应符合现行国家标准《核电厂抗震设计规范》GB 50267和现行行业标准《水运工程抗震设计规范》JTS 146的相关规定；

2　对可能存在地基液化的核安全级取水明渠防波堤应进行专题研究；

3　用有限元方法进行取水明渠防波堤应力变形分析时，应采用室内静、动力试验方法测定的岩土材料静力变形参数、动模量和阻尼比参数以及抗液化强度参数和永久变形参数；

4　宜依次采用滑动面法、静力有限元法以及动力有限元法进行取水明渠防波堤体及地基的整体抗震稳定性验算，直到其中一种方法满足设计要求为止；

5　核抗震类取水明渠防波堤抗震稳定性验算安全系数应满足表8.8.6规定的要求。