第十一章倒虹吸管及涵洞

第一節(jié)倒虹吸管一、倒虹吸管的布置和構(gòu)造倒虹吸管---設(shè)置在渠道與河流、山溝、谷地、道路相交處的有壓輸水建筑物。優(yōu)缺點(diǎn)：與渡槽相比較，具有造價(jià)低、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，但水頭損失大，運(yùn)行管理不如渡槽方便。適宜場(chǎng)合：在難以修建渡槽，采用高填方或繞線渠道方案又有困難時(shí)。當(dāng)渠道與道路或河流交叉，渠道水位與路面高程或河水位相接近，不便采用渡槽或其它交叉建筑物時(shí)。倒虹吸管斷面：圓形或矩形（一）倒虹吸管的布置根據(jù)管路埋設(shè)情況及壓力水頭大小，布置類型：1.豎井式圖使用場(chǎng)合：壓力水頭較小（H＜3～5m），穿越道路的情況。豎井構(gòu)造：進(jìn)出口一般用磚石或混凝土砌筑成豎井，豎井?dāng)嗝妫壕匦位驁A形，其尺寸稍大于管身，豎井底部集沙坑：深0.5m，以沉積泥沙和便于清淤及檢修管路時(shí)排水用。管身斷面：一般為矩形、圓形或其它形式。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、管路短，容易施工；缺點(diǎn)：水流條件差，一般用于較小的倒虹吸管。豎井式倒虹吸管布置圖2.斜管式多用于壓力水頭較小穿越渠道、河流的情況。斜管式倒虹吸管構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，水流條件好，實(shí)際工程中采用較多。3.曲線型

圖適用場(chǎng)合：岸坡較緩（土坡m≥1.5～2.0，巖石m≥1.0），為減少開挖工程量，管道隨地面敷設(shè)成曲線型。管身斷面：圓形的混凝土管、鋼筋混凝土管，能承受較大的壓力水頭。管身底座：一般設(shè)置管座，壓力水頭較小或地基很堅(jiān)實(shí)時(shí)，可直接敷設(shè)在地基上。管道轉(zhuǎn)彎處應(yīng)設(shè)置鎮(zhèn)墩，管接頭包在鎮(zhèn)墩內(nèi)。管身埋深：為減小溫度應(yīng)力，管身一般埋于地下，為減小工程量，埋置不宜過深，0.5～1.0m。注意：因溫度影響或土基不均勻沉陷，造成管身裂縫，可產(chǎn)生滲漏嚴(yán)重，危及工程安全。4.橋式倒虹吸管

適用場(chǎng)合：渠道通過較深的復(fù)式斷面河道或窄深河谷時(shí)，為減小施工困難，降低管道承受的最大壓力水頭，減小水頭損失和縮短管道長(zhǎng)度，在深槽部位建橋，管道敷設(shè)在橋面上或支承在橋墩等支承結(jié)構(gòu)上。地面、架空混合組成的倒虹吸管布置型式1-管身；2-連續(xù)支承；3-排架；4-鎮(zhèn)墩；5-沖沙孔；6-進(jìn)人孔；7-漸變段；8-沉沙池；9-攔污柵；10-便橋；11-閘門啟閉機(jī)及工作橋臺(tái)；12-節(jié)制閘；13-消力地；14-擋水胸墻；15-通氣管；16-泄洪沖沙閘；17-渠道；18-回填土第十二章跌水和陡坡落差建筑物：當(dāng)渠道經(jīng)過天然陡坎或坡度過陡的地段時(shí)，為避免大填方或深挖方，根據(jù)實(shí)際地形，將高程差適當(dāng)集中，為連接上、下游渠道在落差集中的地方修建的建筑物。落差建筑物形式：跌水、陡坡、直落式跌井等。跌水與陡坡的主要區(qū)別：水流特征不同跌水---水流自跌水口流出后呈自由拋投狀態(tài)，最后落在下游消力池內(nèi)；陡坡---水流自跌水口流出后，受陡槽約束而仍沿槽身下泄。落差建筑物設(shè)計(jì)要求：滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定，保證建筑物本身及與之連接的上、下游渠道有良好的水力條件。落差建筑物布置要求：進(jìn)口前渠道水流不出現(xiàn)較大的水面降落和雍高，以盡量避免上游渠道產(chǎn)生沖刷或淤積；出口處必須設(shè)置消能防沖設(shè)施，盡量避免下游渠道受到?jīng)_刷。第一節(jié)跌水跌水---使水流經(jīng)由跌水缺口流出，呈自由拋射狀態(tài)跌落于消力池，解決集中落差防止沖刷破壞的渠系建筑物。跌水形式：?jiǎn)渭?jí)跌水、多級(jí)跌水。跌水組成：通常由進(jìn)口、跌水墻、消力池、出口。一、單級(jí)跌跌水單級(jí)跌水組組成：進(jìn)口口連接段、、跌水口、、跌水墻、、消力池、、出口連接接段。單級(jí)跌水的的落差較小小，一般小小于3～5m。陜西省渭惠惠渠干渠十十號(hào)跌水(Q=30m3/s，H=2.2m)1．進(jìn)口連接接段圖作用：渠道道斷面較跌跌水口大，，用漸變段段將連接，，使渠道水水流平順地地進(jìn)人跌水水口。連接段的常常用布置形形式：八字字墻、扭曲曲面。《灌溉與排水水工程設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》：連接段的合合理長(zhǎng)度L與渠道底寬寬B與水深h的比值B/h有關(guān)。當(dāng)B/h＜2時(shí)，L＝2.5h；B/h＝2.1～2.5時(shí)，L＝3h；B/h＞2.5時(shí)，L＝3.5h。連接段底部部邊線與渠渠道中心線線的夾角不不宜大于45o。連接段邊墻墻在跌水口口處設(shè)直線線段：長(zhǎng)約約（1.0～1.5）h，墻頂高出出渠道最高高水位30cm以上，以防防渠水濺越越.2．跌水口（（控制缺口））設(shè)計(jì)要求：：應(yīng)保證在各各種流量下下，上游渠渠道的水面面不產(chǎn)生過過大的壅高高和降落。。盡量使上游游渠道水深深接近正常常水深。跌水口形式式：矩形式式、梯形式式、抬堰式式、復(fù)合式式。1）矩形跌水水口[圖]運(yùn)行特點(diǎn)：：底部與渠渠底齊平，，利用側(cè)墻墻的收縮減減小缺口的的寬度，從從而在跌水水口處產(chǎn)生生壅水，使使缺口前產(chǎn)產(chǎn)生壅水的的水深等于于渠中水深深。使用場(chǎng)合：：只有當(dāng)渠渠道流量變化化很小或須須設(shè)閘門時(shí)才才采用。。（2）梯形跌水水口能適應(yīng)渠中中流量的變變化，不產(chǎn)產(chǎn)生過大的的壅水和落落水。流量變化或或頻繁時(shí)采采用。為避免上述述缺點(diǎn)，跌跌水口用隔隔墻分成幾幾個(gè)梯形缺缺口。為使下泄水水流更好擴(kuò)擴(kuò)散，在梯梯形缺口邊邊緣作一跌跌舌。（3）抬堰式跌跌水口為了控制上上游渠道水水位和減小小單寬流量量，可在跌跌水口處做做一抬堰，，其底寬與與渠道底寬寬相同。缺點(diǎn)：只能能在設(shè)計(jì)流流量時(shí)，使使跌水口前前的水深等等于渠道正正常水深。。適用于：流流量不大的的清水渠道道。防止上游渠渠道淤積和和排除上游游渠道余水水，常在堰堰上設(shè)置若若干個(gè)矩形形小缺口。。3．跌水墻及及側(cè)墻作用：支撐撐墻后的填填土，支撐撐整個(gè)進(jìn)口口段，承受受下游水流流的撞擊。。形式：鉛直直式或傾斜斜式重力式式擋土墻4、消力池如果下游渠渠道水深小小于水躍的的躍后水深深，則需挖挖建消力池池，否則只只需作水平平護(hù)坦（末末端加設(shè)一一低坎）而而不需修建建消力地。。單級(jí)跌水及及消力池的的水力計(jì)算算見《灌溉與排水水工程設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》附錄Q二、多級(jí)跌跌水當(dāng)集中落差差大于5m,修建單級(jí)跌跌水不經(jīng)濟(jì)濟(jì)時(shí)，修建建多級(jí)跌水水。多級(jí)跌水組組成：多個(gè)個(gè)連續(xù)的或或分散的單單級(jí)跌水。。多級(jí)跌水分分級(jí)方法：：按水面落落差相等分分級(jí)；按各各級(jí)臺(tái)階跌跌差相等分分級(jí)。每級(jí)的高度度：3～5m為宜。水力計(jì)算與與單級(jí)跌水水的相同。。多級(jí)跌水設(shè)設(shè)：消力尾尾檻，尾檻檻上設(shè)泄水水孔多級(jí)式跌水水1一防滲鋪蓋蓋；2一進(jìn)口連接接段；3一跌水墻；；4一跌水護(hù)底底5一消力池；；6一側(cè)墻；7一泄水孔；；8一排水管9一反濾體；；10一出口連接接段；11一出口整流流段；12一集水井第二節(jié)陡陡坡陡坡組成：：進(jìn)口連接接段、控制制堰口、陡陡坡段、消消力池、出出口連接段段。根據(jù)地形條條件布置為為：?jiǎn)渭?jí)陡陡坡、多級(jí)級(jí)陡坡1．單級(jí)陡坡坡陡坡段材料料：漿砌石石或混凝土土縱坡：土基基1:2.5～1:5.0陡坡坡傾傾角角：：必必須須小小于于或或等等于于地地基基土土壤壤的的內(nèi)內(nèi)摩摩擦擦角角。。陡坡坡過過水水?dāng)鄶嗝婷妫海阂艘瞬刹捎糜镁鼐匦涡危?，邊邊墻墻較較高高時(shí)時(shí)可可采采用用梯梯形形，，其其橫橫斷斷面面邊邊坡坡坡坡度度應(yīng)應(yīng)陡陡于于1:1。陡坡坡底底部部形形式式：：等等寬寬、、擴(kuò)擴(kuò)散散形形、、菱菱形形陡坡坡宜宜采采用用等等底底寬寬式式；；受地地質(zhì)質(zhì)或或其其它它條條件件限限制制時(shí)時(shí)，，可可采采用用陡陡槽槽末末端端底底部部擴(kuò)擴(kuò)散散或或收收縮縮的的變變底底寬寬式式；；圖跌差差為為2.5～5m、采采用用變變底底寬寬式式陡陡坡坡消消能能效效果果不不佳佳時(shí)時(shí)，，也也可可采采用用陡陡槽槽上上段段底底部部擴(kuò)擴(kuò)散散、、下下段段底底部部收收縮縮的的菱形形陡陡坡坡。陡陡槽槽底底部部擴(kuò)擴(kuò)散散角角宜宜取取50～70，收收縮縮角角宜宜取取100～150。陜西西徑徑惠惠渠渠總總干干泄泄水水渠渠2號(hào)陡陡坡坡Q=29.5m3/s落差差2.75m2、多多級(jí)級(jí)陡陡坡坡在地地面面坡坡度度較較大大而而且且均均勻勻，，或或有有臺(tái)臺(tái)階階地地形形的的渠渠段段，，修修建建多多級(jí)級(jí)陡陡坡坡，，往往往往比比多多級(jí)級(jí)跌跌水水更更為為經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)合合理理。。多級(jí)級(jí)陡陡坡坡的的落落差差、、縱縱坡坡：：不不必必強(qiáng)強(qiáng)求求一一致致，，若若地地形