虹吸管在水利工程中的應(yīng)用

1、虹吸管在水利工程中的應(yīng)用一、虹吸管原理一、虹吸管原理虹吸管是一種壓力輸水管道，一般頂部彎曲且其高程高于上游供水水面，若在虹吸管內(nèi)虹吸管是一種壓力輸水管道，一般頂部彎曲且其高程高于上游供水水面，若在虹吸管內(nèi)造成真空，使作用在上游水面的大氣壓強(qiáng)和虹吸管內(nèi)壓強(qiáng)之間產(chǎn)生壓差，則水流即能通過造成真空，使作用在上游水面的大氣壓強(qiáng)和虹吸管內(nèi)壓強(qiáng)之間產(chǎn)生壓差，則水流即能通過虹吸管最高處引向低處。虹吸管頂部的真空值理論上不能大于最大真空值，即虹吸管最高處

2、引向低處。虹吸管頂部的真空值理論上不能大于最大真空值，即10米水柱高。米水柱高。實(shí)際上，當(dāng)虹吸管內(nèi)壓強(qiáng)接近該該溫度下的汽化壓強(qiáng)時(shí)，液體將產(chǎn)生汽化，破壞水流的連實(shí)際上，當(dāng)虹吸管內(nèi)壓強(qiáng)接近該該溫度下的汽化壓強(qiáng)時(shí)，液體將產(chǎn)生汽化，破壞水流的連續(xù)性；故一般不使虹吸管中的真空值大于續(xù)性；故一般不使虹吸管中的真空值大于7~8米。虹吸管的優(yōu)點(diǎn)在于能跨越高地，減少挖米。虹吸管的優(yōu)點(diǎn)在于能跨越高地，減少挖方。方。二、虹吸管的水利計(jì)算二、虹吸管的水利計(jì)算虹

3、吸管應(yīng)用的原理比較簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于水利工程中；在使用過程中必須首先對(duì)虹吸管的過流量及安裝高程進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。例：有一小型水庫(kù)，壩頂寬例：有一小型水庫(kù)，壩頂寬5米內(nèi)、外邊坡均為內(nèi)、外邊坡均為1：2.5上游水面高程為上游水面高程為0米(假設(shè)相對(duì)假設(shè)相對(duì)高程高程以下同以下同)下游出水口水面高程為下游出水口水面高程為1米虹吸管采用鋼管制作虹吸管采用鋼管制作直徑直徑D=250㎜0㎜（見下圖）（見下圖）。虹吸管布置示意圖出水口水位1.00B1:2.

4、51：2.5充水管排氣管彎管1彎管2彎管3彎管4彎管5上游水位0.00（一）虹吸管的輸水能力計(jì)算（一）虹吸管的輸水能力計(jì)算虹吸管長(zhǎng)度一般不大，故應(yīng)按短管計(jì)算，且管道出口淹沒在水面以下，為淹沒出流。當(dāng)虹吸管長(zhǎng)度一般不大，故應(yīng)按短管計(jì)算，且管道出口淹沒在水面以下，為淹沒出流。當(dāng)不計(jì)行近流速影響時(shí)，可直接用公式不計(jì)行近流速影響時(shí)，可直接用公式Q=μcA(2gz)12計(jì)算流量：先確定λ值，用滿寧公式C=1nR16計(jì)算C，對(duì)于鋼管：n=0.011

5、則R=Ax=D4C=1nR16=10.011(0.254)16=57.27沿程阻力系數(shù):λ=8gC2=89.857.272=0.024水頭損失系數(shù)計(jì)算表（其中彎管ζ=【0.1310.1632(Dρ)72】(θ90)12）部位濾網(wǎng)底閥彎管1ρ=1125㎜θ=68彎管2ρ=2125㎜θ=22彎管3ρ=2125㎜θ=22彎4ρ=2125㎜θ=22蝶閥彎管5ρ=1000㎜θ=90出口合計(jì)損失440.110.0650.0650.065042013

6、216.263汛期由于突降暴雨，造成小型水庫(kù)水位迅猛抬高，加上運(yùn)行多年，輸水涵管小型水庫(kù)水位迅猛抬高，加上運(yùn)行多年，輸水涵管易產(chǎn)生漏水等險(xiǎn)情，易產(chǎn)生漏水等險(xiǎn)情，在無(wú)法查明漏水洞進(jìn)口具體位置的情況下，只好對(duì)涵管進(jìn)口封堵、出口設(shè)置反濾體，同時(shí)為確保大壩安全，在壩頂設(shè)置多組虹吸管，加大排水量，降低庫(kù)水位，汛后則利用虹吸管引水灌溉。今年，我縣白圩鄉(xiāng)蛇山水庫(kù)就出現(xiàn)了這樣的情況，由于涵管封堵，放水不出，農(nóng)田受干，當(dāng)?shù)乩习傩找庖姾艽?，因此，采取虹吸?/p>

7、排水就十分突顯出它的重要性。本次搶險(xiǎn)中，在主壩頂共設(shè)置了一組虹吸管，管材為PVCU塑料管，管內(nèi)徑為200mm，PVCU塑料管具有易于切割、安裝快速等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況臨時(shí)組裝鋪設(shè)，適用性很強(qiáng)，經(jīng)測(cè)算，滿足農(nóng)田灌溉要求，取得了非常好的效果。四、虹吸管的施工和質(zhì)量控制四、虹吸管的施工和質(zhì)量控制小型水庫(kù)中的虹吸管虹吸管管材一般采用A3鋼板焊接，鍍鋅處理，穿壩部分則采用熱軌無(wú)縫鋼管，管道所有部件采用焊接，對(duì)原有壩下涵管挖除頭部，在管道中用壓力泵

8、灌滿砂漿，徹底封堵截消除隱患。虹吸管的施工必須嚴(yán)格把關(guān)，重點(diǎn)是做到整個(gè)管道的嚴(yán)密性良好，各種閥門無(wú)漏氣，保持管道的真空度。因?yàn)楣艿篱y門件、液氣交換箱都為現(xiàn)場(chǎng)焊接，管道按設(shè)計(jì)就位后，對(duì)鋼管的下半圈的焊接要求立焊，需分多次均勻的焊接，或者采用一些新型的焊接技術(shù)，如CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊等工藝。對(duì)閥門的焊接，特別要注意的是電焊產(chǎn)生的高溫對(duì)閥門內(nèi)的密封圈產(chǎn)生破壞，一般采用水對(duì)閥門進(jìn)行冷卻，使高溫不能傳導(dǎo)到密封圈。整個(gè)管道安裝完成后，必須進(jìn)行嚴(yán)密

9、性試驗(yàn)和強(qiáng)度檢測(cè)合格后，才能覆蓋，強(qiáng)度檢測(cè)按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，嚴(yán)密性試驗(yàn)采用5kg壓力。五、虹吸管應(yīng)用的條件和運(yùn)行中應(yīng)注意的問題：五、虹吸管應(yīng)用的條件和運(yùn)行中應(yīng)注意的問題：1）虹吸管應(yīng)用的條件因受虹吸管真空度的限制，虹吸管的最高點(diǎn)與進(jìn)水口低水位的高差一般≤7.28m，所以較適用于壩高小于10m的水庫(kù)。若有在壩高稍大于10m的水庫(kù)中應(yīng)用采取的方法是壩頂少量開挖降低頂管高程，控制虹吸管的吸水高度在7.28m以下。利用頂管這種方法，應(yīng)特別注意做好

10、頂管段與大壩防滲體的連接截滲問題，避免在管道周邊形成滲流通道。2）應(yīng)注意的事項(xiàng)和運(yùn)行管理虹吸管管材的選擇上，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的A3焊接鋼管或者無(wú)縫鋼管。對(duì)管道做鍍鋅處理，保證管道的長(zhǎng)期運(yùn)行抗腐蝕。對(duì)管道的焊接質(zhì)量要求很高，故必須選擇專業(yè)的焊接隊(duì)伍，監(jiān)理全程旁站監(jiān)督，并做強(qiáng)度檢測(cè)和嚴(yán)密性試驗(yàn)。對(duì)于虹吸管安裝后，更應(yīng)注意日常的運(yùn)行管理。虹吸管對(duì)于原壩底泄水涵（管）來說是件新事物，它的啟閉是利用閥門控制，對(duì)閥門應(yīng)該注意保養(yǎng)維護(hù)，避免日曬雨淋，有助于