(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210583870.0 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 中国电力工程顾问集团西南电力设 计院有限公司 地址 610056 四川省成 都市成华区东 风路 16号 (72)发明人 陈学章　邓丽君　周孝佳　谢大军　 彭德刚　袁多亮　李绍仲　饶俊勇　 蒲涛　卢卓友　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 王越 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06T 17/05(2011.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 灰场截洪沟设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种灰场截洪沟设计方法， 涉 及截洪沟设计方法技术领域， 它包括9 个步骤， 通 过道路设计软件， 将截洪沟的设计假定为道路的 设计方式， 在道路设计软件中进行逐段设计， 根 据地形信息、 水流方向拟定出初拟截洪沟， 再对 其进行验算调整， 相比于CAD的设计方法， 操作方 便， 不需要工程师具备成熟的设计经验， 只需要 理解截洪沟的设计要求， 设计效率相对较高。 权利要求书3页 说明书6页 附图4页 CN 114996806 A 2022.09.02 CN 114996806 A 1.一种灰场截洪沟设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 收集待设计截洪沟的灰场区域的地形信息、 水文信息、 地质条件； S2、 使用道路设计软件构建该 灰场区域的三维地形模型； S3、 确定待设计的截洪沟的起点和终点， 按照道路设计方法， 根据三维地形模型中的地 形趋势， 在道路设计软件中设计出初拟截洪沟的走势， 完成平面布线； S4、 假定初拟截洪沟的纵坡比例， 并输入道路设计软件中， 得到初拟截洪沟， 并形成纵 剖地形线； S5、 按照沟型将初拟截洪沟分成若干段； S6、 对每段初拟截洪沟的合理性进行验算， 对验算不合理的初拟截洪沟的对应段重新 设计走势和/或纵坡比例。 2.如权利要求1所述的灰场截洪沟设计方法， 其特征在于， 所述步骤S4中的纵坡比例假 定范围为0.8％～1.2％。 3.如权利要求1所述的灰场截洪沟设计方法， 其特征在于， 所述步骤S6中初拟截洪沟的 合理性验算包括判断初拟截洪沟横断面尺寸是否满足水流量要求、 初拟截洪沟的深度是否 满足水深要求、 初拟截洪沟的平均流速是否满足流速要求。 4.如权利要求3所述的灰场截洪沟设计方法， 其特征在于， 所述判断初拟截洪沟横断面 尺寸是否满足水流 量要求的验算方法包括以下步骤： S601、 假定初拟截洪沟的每段均为明渠均匀流； S602、 收集到的水文信息中的水流量为Qm3/s， 测量初拟截洪沟横断面的宽为bm、 高为 Hm， 初拟截洪沟的沟底 底坡为i、 糙率为n、 边坡系数为m、 预留标高为 △hm； S603、 根据初拟截洪沟的边坡系数m判断其横断面形式： 当m＝0时， 初拟截洪沟的横断 面形式为矩形； 当 m≠0时， 初拟截洪沟的横断面形式为梯形； S604、 计算初拟截洪沟的水面宽度B＝b+2m； S605、 计算初拟截洪沟的过 水面积A＝[b+m(H ‑Δh)](H‑Δh)； S606、 计算初拟截洪沟的湿周 S607、 计算初拟截洪沟的水力半径 S608、 计算初拟截洪沟的谢才系数 S609、 计算初拟截洪沟的水流 量 S610、 判断初拟截洪沟的水流量Qc与收集到的水文信息中的水流量Q之间的关系： 若Qc ＞Q， 则初拟截洪沟的横断面尺寸满足水流量要求； 若Qc＜Q， 则初拟截洪沟的横断面尺寸不 满足水流 量要求， 调整对应段的纵坡比例。 5.如权利要求4所述的灰场截洪沟设计方法， 其特征在于， 所述判断初拟截洪沟的深度 是否满足水深要求的验算方法包括以下步骤： S611、 根据公式计算初拟截洪沟的实际 水深h0： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114996806 A 2S612、 判断初拟截洪沟的实际水深h0与初拟高度H、 预留超高为 △h之间的关系， 若h0＜ H‑△h， 则初拟截洪沟的横断面尺寸满 足水深要求； 若h0＞H‑△h， 则初拟截洪沟的横断面尺 寸不满足水深要求， 调整对应段的纵坡比例。 6.如权利要求5所述的灰场截洪沟设计方法， 其特征在于， 所述判断初拟截洪沟的平均 流速是否满足流速要求的验算方法包括以下步骤： S613、 计算初拟截洪沟的平均流速 S614、 判断平均流速与淤积流速V淤积、 冲刷流速V冲刷之间的关系， 若V淤积＜V＜V冲刷， 则初拟 截洪沟的横断面尺寸满足流速要求； 若V＜V淤积或V＞V冲刷， 则初拟截洪沟的横断面尺寸不满 足流速要求， 调整对应段的纵坡比例。 7.如权利要求6所述的灰场截洪沟设计方法， 其特征在于， 所述步骤S4后、 步骤S5前还 包括步骤： 拟定初拟截洪沟的外壁材料及尺寸； 步骤S 6后还包括步骤S7： 对每段初拟截洪沟 的外壁材料及尺寸的合理性进行判断， 包括判断初拟截洪沟 抗滑及抗倾覆是否满足要求、 初拟截洪沟的材料抗弯是否满足要求、 初拟截洪沟的地基承载力是否满足要求， 对不合理 的初拟截洪沟段重新拟定 外壁材料和/或尺寸。 8.如权利要求7所述的灰场截洪沟设计方法， 其特征在于， 所述判断初拟截洪沟抗滑及 抗倾覆是否满足要求的方法包括以下步骤： S701、 计算初拟截洪沟横断面抗滑稳定安全系数 其中， μ为沟底的沟 体与土体的摩擦系数， Gn为初拟截洪沟横断面重力， Ean为沟壁土压力的竖直分量， Eat为沟壁 土压力的水平分量； 沟壁土 压力采用库伦土 压力计算； S702、 判断初拟截洪沟横断面抗滑稳定安全系数Kf是否符合标准要求， 若不符合， 重新 拟定该端拟定初拟截洪沟的外壁材 料和/或尺寸； S703、 计算初拟截洪沟横断面抗倾覆稳定安全系数 其中， Xn为初 拟截洪沟重力作用点距抗倾覆点的水平距离； Xf为初拟截洪沟土压力作用点距抗倾覆点的 水平距离； Zf为初拟截洪沟土 压力作用点距抗 倾覆点的竖直距离； S704、 判断初拟截洪沟横断面抗倾覆稳定安全系数Kq是否符合标准， 若不符合， 则重新 拟定初拟截洪沟的外壁材 料和/或尺寸。 9.如权利要求8所述的灰场截洪沟设计方法， 其特征在于， 所述判断初拟截洪沟的材料 抗弯是否满足要求的方法包括以下步骤： S705、 取初拟截洪沟 侧壁与底板交界处的横断面； S706、 计算该横断面的最大允许弯矩为[M]＝Wftm， 其中， W为横断面的抵抗矩， ftm为初拟 截洪沟的材 料的弯拉强度设计值； S707、 判断横断面的最大允许弯矩为[M]与横断面实际弯矩M之间 的关系， 若[M]≥M， 则 初拟截洪沟的材料抗弯满足要求； 若[ M]＜M， 则初拟截洪沟的材料抗弯 不满足要求， 重新拟 定该端拟定初拟截洪沟的材 料。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114996806 A 3