渠系及渠系建筑物

1、倒虹吸技術(shù)倒虹吸技術(shù)學(xué)校：河北工程大學(xué)學(xué)校：河北工程大學(xué)專(zhuān)業(yè)：專(zhuān)業(yè)：09水工專(zhuān)業(yè)水工專(zhuān)業(yè)摘要：由于倒虹吸具有布置形式多樣化、工程量少、施工方便、節(jié)省動(dòng)力及三材、造價(jià)低而且便于清除泥沙等特點(diǎn)，現(xiàn)廣泛用于各國(guó)的農(nóng)田水利建設(shè)、城市供水、大型調(diào)水工程。對(duì)于倒虹吸的設(shè)計(jì)，必須全面考慮，統(tǒng)籌兼顧，合理優(yōu)化，才能設(shè)計(jì)出既經(jīng)濟(jì)、安全又能滿(mǎn)足功能的倒虹吸。關(guān)鍵字：倒虹吸、南水北調(diào)、倒虹吸管設(shè)計(jì)隨著我國(guó)跨流域調(diào)水工程的增多，作為主要交叉輸水建筑物的倒虹吸被

2、廣泛應(yīng)用。在南水北調(diào)工程中，由于其跨度很大，與很多河流都有交匯，通過(guò)三條調(diào)水線路與長(zhǎng)江、黃河、淮河和海河四大江河的聯(lián)系，構(gòu)成以“四橫三縱”為主體的總體布局，所以被廣泛的使用倒虹吸工程。一、一、倒虹吸作用及工作原理倒虹吸作用及工作原理當(dāng)渠道與道路或河溝高程接近，處于平面交叉時(shí)，需要修一建筑物，使水從路面或河溝下穿過(guò)，此建筑物通常叫做倒虹吸。其工作原理與虹吸一樣，倒虹吸在立面上也呈弓形，不同的是，其弓彎向上。而且，雖然倒虹吸管和虹吸管的輸水

3、原理相同，即都借助于上下游的水位差，但倒虹吸在開(kāi)始工作時(shí)不需人為地制造管中的真空，因而更為普及。二、倒虹吸管的構(gòu)造倒虹吸管的構(gòu)造倒虹吸管一般由進(jìn)口段、出口段、段身三部分組成。（一）（一）進(jìn)口段進(jìn)口段進(jìn)口段一般包括漸變段、沉沙池、退水沖殺設(shè)施、閘門(mén)、攔污柵以及啟閉設(shè)施、連接段、進(jìn)水口等組成。1、漸變段：它是渠道與倒虹吸管進(jìn)口沉沙池之間的過(guò)渡段，漸變段常采用扭曲面，其水頭損失小。2、沉沙池：其作用是攔截和沉淀渠道來(lái)水所挾帶的大粒徑砂石及雜物

4、，防止其進(jìn)入管內(nèi)磨損和淤積管道。3、閘門(mén)：為滿(mǎn)足沖沙、清淤、檢修和臨時(shí)停水等需要，虹吸管進(jìn)口常須設(shè)置閘門(mén)。多采用平板閘門(mén)或疊梁式閘門(mén)。4、攔污柵：為防止漂浮物或人畜落入渠內(nèi)被吸入倒虹吸管，閘門(mén)前應(yīng)設(shè)攔污柵，柵面與水平夾角宜采用70~80，利于增加過(guò)水?dāng)嗝?，減小流速和水頭損失，也便于清污。5、工作橋：用于啟閉閘門(mén)和清理攔污柵。橋橫斷面多采用T形。6、連接段：其設(shè)于閘門(mén)之后、虹吸管進(jìn)口之前的靜水池段，由兩側(cè)側(cè)墻和下游側(cè)擋水胸墻組成。結(jié)構(gòu)形式

5、有消力池式、斜坡式和消力井式。7、進(jìn)水口：為減少水頭損失，虹吸管進(jìn)水口常做成喇叭形。喇叭形始、末陷易造成管身裂縫，引起滲漏甚至危機(jī)工程安全。4、橋式當(dāng)渠道通過(guò)較深的復(fù)式斷面河道或窄深式河谷時(shí)，為降低管道內(nèi)壓水頭，減少水頭損失，縮短管長(zhǎng)和減小施工難度，可在深槽部位建橋，將管道敷設(shè)于橋面上或者直接支撐于橋墩或排架上。管道在橋頭山坡轉(zhuǎn)彎處設(shè)鎮(zhèn)墩，并在鎮(zhèn)墩上設(shè)置虹吸管放水孔，兼作維修、清淤入孔，以便檢查維修。（二）（二）進(jìn)出口漸變段的設(shè)計(jì)進(jìn)出口

6、漸變段的設(shè)計(jì)對(duì)于按照渠系規(guī)劃給出了一定水頭的倒虹吸工程而言，漸變段消耗水頭越多，管身允許消耗的水頭將越少，這將使管身斷面加大，增加建筑物投資，因此必須對(duì)進(jìn)出口漸變段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。漸變段長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，當(dāng)漸變段長(zhǎng)度達(dá)到一定值時(shí)，再增加漸變段長(zhǎng)度已對(duì)減少水頭損失效果不大。同時(shí)，漸變段底坡不宜過(guò)大，當(dāng)漸變段進(jìn)出口底部高程相差較大時(shí)，宜適當(dāng)增加漸變段長(zhǎng)度，這樣可減少漸變段底坡，從而減小水頭損失。（三）（三）管身形式及閘墩設(shè)計(jì)管身形式及閘墩設(shè)計(jì)管身

7、有圓管、方管等形式。由于圓管施工較復(fù)雜，不宜現(xiàn)澆制模，同時(shí)會(huì)增加管座的工程量，故采用矩形孔口多孔一聯(lián)的形式。該形式施工較方便，亦不需對(duì)地基進(jìn)行特殊處理。墩頭形狀對(duì)水頭損失有一定的影響。流線形墩頭在閘門(mén)全開(kāi)時(shí)水頭損失比半圓形墩頭要略小，但閘門(mén)不全部開(kāi)啟時(shí)，流線形墩頭對(duì)進(jìn)水口水流影響較半圓形墩頭要大水頭，損失顯著增加。（四）（四）水力計(jì)算水力計(jì)算倒虹吸管的水利計(jì)算任務(wù)是根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃中已確定的設(shè)計(jì)流量、進(jìn)出口渠底高程、允許水頭損失，選擇合適的

8、管內(nèi)流速、經(jīng)濟(jì)過(guò)水?dāng)嗝婊蚬軓?，?yàn)算進(jìn)出口水面銜接等。1、管內(nèi)流速倒虹吸管內(nèi)的流速，應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般若流量一定，采用較小的管內(nèi)流速，水頭損失較小，出口水位較高，能自流灌溉的田間面積大，但管徑大，工程造價(jià)及工程量較高，且管內(nèi)易淤積，采用較大的管內(nèi)流速則反之。因此適宜的管內(nèi)流速V，應(yīng)是在滿(mǎn)足灌溉要求的前提下盡量選用較大值，以減少造價(jià)和管內(nèi)淤積。2、管徑或過(guò)水?dāng)嗝娴购缥墓軓紻或過(guò)水?dāng)嗝娣eA，可根據(jù)初選的管內(nèi)流速V及設(shè)計(jì)流量Q，按公