跌水与急流槽的设计及要求

跌水和急流槽均为人工排水沟渠的特殊形式，可用于陡坡地段，沟底纵坡可达45°，是山区公路路基排水常见的结构物。由于纵坡陡峭，水流湍急，冲刷严重，要求跌水与急流槽的结构必须稳固耐久，通常采用浆砌块石结构，并且有相应的防护加固措施。

跌水有单级和多级之分，沟底有等宽和变宽之别。单级跌水适用于排水沟渠连接处，由于水的落差较大，需要消能或改变水流方向。图5.6所示为路基边沟水流通过涵洞排泄时，采用单级跃水(相当于雨水井)的示例之一。较长陡地段的沟渠，为减缓水流速度，并予以消能，可采用多级跌水，图5.7所示即为一等截面多级跌水结构设计示意图，槽底具有1%～2%的纵坡。其断面尺寸必须通过水文、水力计算确定。多级跌水底宽和各级长度，均采用各自相等的对称形，也可根据实地需要，设置为变宽或不等长度与高度。跌水可带消力池，并根据坡度和坡长的不同，设置成单级或多级。不带消力池的跌水，其台阶高度不应大于0.5 m，以0.3～0.4 m最为适宜，高度和长度之比应与地面坡度相吻合。带消力池的跌水，单级跌水墙的高度以1 m左右为宜，如图5.8所示，消力坎的高度以0.5 m左右为宜，消力坎与跌水墙的距离以5 m左右为宜，但高度与长度之比也应结合原地面的坡度确定。消力池台面应设2%～3%的外倾纵坡，消力坎顶宽不宜小于0.4 m，坎底应设泄水孔。跌水的槽身横断面可采用矩形，浆砌片的槽底厚度为0.2～0.4 m，槽壁厚0.3～0.4 m。槽深最小0.2 m，槽宽度最小0.25 m。

图5.6　边沟与涵洞单级跌水连接

1—边沟；2—路基；3—跌水井；4—涵洞

图5.7　等截面多级跌水结构(单位：m)

1—沟顶线；2—沟底线

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图5.8　跌水构造示意

1—护墙；2—消力坎

跌水两端的土质沟渠，应注意加固，保持水流畅通，不致产生水流冲刷和淤积，以充分发挥跌水的排水效能。在路堤和路堑坡面或者坡面平台上从坡顶向下竖向集中排水时，或截水沟、排水沟纵坡较大时，可设置急流槽或急流管。

急流槽的纵坡，比跌水的平均纵坡更陡，结构的坚固、稳定性要求更高，是山区公路回头曲线、沟通上下线路基排水及沟渠出水口的一种常见排水设施。急流槽主体部分的纵坡依地形而定，一般可达1∶1.5。当急流槽纵坡陡于1∶1.5时，宜采用金属管，管径至少20 cm。各节急流管用管桩锚固在坡体上，其接口应采用防水联结，以免管内水流渗漏而冲刷坡面。

急流槽可采用由浆砌片石铺砌的矩形横断面或者由水泥混凝土预制件铺筑的矩形横断面，如图5.9所示。浆砌片石急流槽的槽底厚度可为0.2～0.4 m，槽壁厚0.3～0.4 m。

图5.9　急流槽结构图(单位：mm)

急流槽厚度可为0.2～0.3 m。槽顶应与两侧斜坡表面齐平。槽深最小0.2 m，槽底宽最小0.25 m，槽底每隔2.5～5 m应设置一个凸榫，嵌入坡体内0.3～0.5 m以避免槽体顺坡下滑。

急流槽或急流管的进水口与沟渠泄水口之间应设置成喇叭式联结，变宽段应为至少15 cm的下凹，并设立铺砌防护。急流槽或急流管的出水口处应设置消能设施，可采用石块铺筑的消力坪或消力池。