¶ 公路排水設計規範-公路排水設計規範內文(第 61–68 頁)
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6.2.2 下游深度(參見圖6-1)
涵洞之下游水位高過涵頂時,下游深度為下游水位與涵洞出口端涵底之高差。
下游水位低於涵頂時,下游深度為涵洞臨界水深與涵洞淨高之平均值,或下游水位與涵洞出口端涵底之高差,取兩者中之大值。
涵洞出口之下游深度原則上應與下游銜接水路之正常水深一致,水深計算參見第四章有關規定辦理。
¶ 6.2.3 進口控制通水能力
流況為進口控制時,涵洞通水能力受上游水位、涵洞進口幾何形狀及斷面大小之影響,以孔口流公式計算或利用適當水理設計圖表推算(參見附錄N)。
¶ 6.2.4 出口控制通水能力
流況為出口控制時,涵洞通水能力受上游水位、下游位以及涵洞之進口幾何形狀、斷面大小、長度、坡度與糙度之影響,利用能量方程式推算(參見附錄O)。
下游深度
6.3 涵洞進口
1. 涵洞進口框視水理需要,設置圓邊、方邊、斜切邊、企口或設端牆、翼牆、
導流牆。
2. 涵洞進口上游端水道之底床,可附設斜坡護床,避免洞口淤塞。
| 上游水位 下游水位 涵洞 D 或H | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 涵洞 | ||||||
| D 或H | ||||||
| 涵洞 | ||||||
| D 或H | ||||||
| D 或H | ||||||
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6.4 涵洞出口
1. 涵洞出口應視需要,設置端牆、擴展翼牆、漸變段、消能設施及護床設施。
2. 消能設施及護床設施之設計,其跌水或水躍現象應符合消能及靜水之水理需求,並參照本規範第四章有關規定。
3. 河水或潮水常浸氾路堤段之涵洞出口,應附設閘門,防止水流倒灌及漂浮物回流。
¶ 6.5 端牆、翼牆及導流牆
之設計(參見圖6-2),視路堤高度、填土材料、水理條件、
安全及美觀等因素決定。
¶ 6.5.1 端牆
牆頂高度須能封擋路基填土,其頂部應高出涵頂至少30cm 以上,牆厚宜大於25cm,基腳應埋入沖刷線以下,端牆長度以能防止堤坡坍落進出口為度。
¶ 6.5.2 翼牆
翼牆高度比照端牆並依路堤邊坡而定,其線型應配合上下游流路布置。為改善流向,翼牆與端牆夾角(θ)不宜大於120°。
翼牆與端牆齊高連接,其尾端淨高視水深而定,但不得低於10cm,牆厚宜大於15cm,基腳應埋入沖刷線以下。如有護床時,護床面與下游渠床同高,護床寬度須足以覆蓋兩側翼牆間之渠床。
¶ 6.5.3 導流牆
設於水路流向改變處,以流線型漸變段設計。其長度應儘量使水流均勻穩定。
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6.6 落水井涵洞進水口前,為消減過高能量並沉砂,應設落水井(參見圖6-3)。
涵洞端牆頂應在落水井滿水位以上至少30cm;落水井底與涵底之高差,由水理計算決定,但至少須低於涵底20cm。
落水井如有三方向落水,宜採鋼筋混凝土結構,以抗水流沖擊。
落水井應加格柵防止異物阻塞涵洞進口,必要時應在其前後適當距離加設欄杆防止人車跌落。
落水井20cm以上D+25cm以上涵洞D30cm 以上D平 面縱斷面圖6-3 涵洞進口落水井示意
| 翼牆 護床 | 端牆 端牆 翼牆 涵洞 涵 截水牆 基腳 |
|---|
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6.7 倒虹吸管公路受縱坡限制無法提高,水理條件不影響原水道功能或迴水影響不大者,其橫交排水設施得採倒虹吸管處理;但水道含砂量較多或水理條件不符時,應儘量避免使用倒虹吸管。
¶ 6.7.1 低填土路段倒虹吸管
涵洞與上下游水路之溝底落差不大,管底標高降低有限者,以橫交倒虹吸管處理(參見圖6-4)。
倒虹吸管斷面依設計流量及上下游可用水頭決定,且應使水流無過剩水頭。倒虹吸管兩端須有封水高度,在進口處至少維持1.5 倍速度水頭差額;在出口處至少為倒虹吸管流速水頭與出口損失水頭之和(參見圖6-4)。
倒虹吸管管底採水平坡度,管內平均流速宜控制在0.75 m/s 以上。
在容許流速範圍內,倒虹吸管內徑宜考慮便於清理;其進口應設攔污柵,進出口端井尺寸應足敷清砂需要,井頂加蓋,井底應低於管底30cm 以上。倒虹吸管長度達10m 以上者,可在中段加項圈。
平 面管涵進口端井出口端井(公路及進出口端井蓋部分未繪)
水路攔污柵公路水路項圈縱斷面∆H:1.5 倍流速水頭以上圖6-4 橫交倒虹吸管示意
| 30cm 以上 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
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6.7.2 深開挖路段倒虹吸管因開挖而降低橫交水道使成滿管壓力流時,以倒虹吸管處理(參見圖6-5)。
倒虹吸管流速應維持在0.75m/s 以上、但不超過4m/s。
進口端斜坡段涵管底坡須不大於1:2(垂直:水平),中間段涵管底坡不小於0.5%。
倒虹吸管之進口端應設攔污柵及溢水道;中間段設項圈;最低部位可視需要,設排砂門及排砂道。必要時,在進口斜坡段設閘門通氣孔等設施。
整體設計務求水流通暢、水頭損失最小、清砂容易並確保水道安全。
平 面出口漸變段(公路部分未繪)
進口漸變段攔污柵管涵接碩固定座用水渠道公路縱斷面漸變段項圈管涵座墩漸變段≦2 1圖6-5 倒虹吸管示意
6.8 覆土厚
6.8.1 管涵最小覆土厚60cm;不足時,得以鋼筋混凝土加強。
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- 45 -寒冷霜凍地區之覆土厚不足90cm 時,得考慮設置溫度隔絕設施。
¶ 6.8.2 箱涵及蓋版暗溝
直接承載輪荷重時,頂版應考慮磨耗。
¶ 6.9 涵管結構設計
涵洞位置重要且荷重情況特殊、其尺寸超過市售規格或無標準圖者,應進行結構分析及設計。
¶ 6.9.1 荷重及外力決定
應考慮覆土重、自重、水重、靜水壓、側土壓、上舉力、輪荷重及其衝擊力等。
作用力特殊情況者,如地震力等外力應詳加考慮。
¶ 6.9.2 管涵強度研選
管涵應依埋管方式、座墊型式以及活載重與覆土情況計算荷重,參照管涵製品規格強度及所需安全係數研選之(參見附錄P 及附錄Q)。
¶ 6.9.3 涵管基礎
應考慮沉陷與滲壓問題,如基礎不良時,須考慮鋪設級配粒料、混凝土基座、改良地盤、打樁或加錨碇處理。
¶ 6.10 滲流控制設施
地下水滲流處,應考慮裝設防滲套版、排水孔、濾層或截水牆。
¶ 6.11 安全設施
涵洞進出口為防止淤塞及考慮人車安全,應視需要,設置攔污柵或警告號誌、
安全網、安全纜索、安全梯及欄杆等。
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6.12 深長涵洞落差處理
1. 寬路堤段之深長涵洞可視地形和水路情況,研選適當涵洞設施處理落差。
2. 處理深長涵洞之跌水落差時,應評估使用階梯式涵洞、坡面跌水涵洞、齒坡跌水涵洞或在涵洞進出口設跌水工構造。
3. 階梯式涵洞設計應使其構造物可保持穩定,斜坡不超過1:2 (垂直:水平),涵洞階梯須便於人工清理維護,必要時在路堤淺覆土段加設渠道人孔。
4. 深長涵洞之跌水參照本規範第4.8 節有關坡度控制與消能設施規定辦理。
5. 具有落差之涵洞進口,須注意保持足夠出水高度,以防止因洞口漂流物阻塞、
淤積或沈陷致減少通水斷面而溢流。
¶ 6.13 新舊涵洞銜接處理
1. 利用既有涵洞設施銜接延伸水路時,須檢核其銜接渠道之高程及水理。
2. 已發生沈陷之深長涵洞,其新舊渠道銜接面應留設伸縮縫,且在與新渠道正常斷面之間須以漸變段予以連接。
3. 新舊涵洞之銜接,原則上不得小於既有涵洞斷面尺寸。