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1、倒虹吸管,倒虹吸管、跌水及陡坡,第一节 倒虹吸管一、 倒虹吸管的布置和构造倒虹吸管-设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路相交处的有压输水建筑物。优缺点：与渡槽相比较，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失大，运行管理不如渡槽方便。适宜场合：在难以修建渡槽，采用高填方或绕线渠道方案又有困难时。当渠道与道路或河流交叉，渠道水位与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时。倒虹吸管断面：圆形或矩形,（一）倒虹吸管的布置,根据管路埋设情况及压力水头大小，布置类型：1.竖井式 使用场合：压力水头较小（H35m），穿越道路的情况。竖井构造：进出口一般用砖石或混凝土砌筑成竖井，竖井断面：矩形或圆形
2、，其尺寸稍大于管身，竖井底部集沙坑：深0.5m，以沉积泥沙和便于清淤及检修管路时排水用。管身断面：一般为矩形、圆形或其它形式。优点：构造简单、管路短，容易施工；缺点：水流条件差，一般用于较小的倒虹吸管。,竖井式倒虹吸管布置图,2.斜管式 多用于压力水头较小穿越渠道、河流的情况。斜管式倒虹吸管构造简单，施工方便，水流条件好，实际工程中采用较多。,3.曲线型 图适用场合：岸坡较缓（土坡m1.52.0，岩石m1.0），为减少开挖工程量，管道随地面敷设成曲线型。管身断面：圆形的混凝土管、钢筋混凝土管，能承受较大的压力水头。管身底座：一般设置管座，压力水头较小或地基很坚实时，可直接敷设在地基上。管道转弯
3、处应设置镇墩，管接头包在镇墩内。管身埋深：为减小温度应力，管身一般埋于地下，为减小工程量，埋置不宜过深，0.51.0m。注意：因温度影响或土基不均匀沉陷，造成管身裂缝，可产生渗漏严重，危及工程安全。,4.桥式倒虹吸管,适用场合：渠道通过较深的复式断面河道或窄深河谷时，为减小施工困难，降低管道承受的最大压力水头，减小水头损失和缩短管道长度，在深槽部位建桥，管道敷设在桥面上或支承在桥墩等支承结构上。,地面、架空混合组成的倒虹吸管布置型式,1-管身；2-连续支承；3-排架；4-镇墩；5-冲沙孔；6-进人孔；7-渐变段；8-沉沙池；9-拦污栅；10-便桥；11-闸门启闭机及工作桥台；12-节制闸；13
4、-消力地；14-挡水胸墙；15-通气管；16-泄洪冲沙闸；17-渠道；18-回填土,第十二章 跌水和陡坡,落差建筑物：当渠道经过天然陡坎或坡度过陡的地段时，为避免大填方或深挖方，根据实际地形，将高程差适当集中，为连接上、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。跌水与陡坡的主要区别：水流特征不同跌水-水流自跌水口流出后呈自由抛投状态，最后落在下游消力池内；陡坡-水流自跌水口流出后，受陡槽约束而仍沿槽身下泄。,落差建筑物设计要求：满足强度和稳定，保证建筑物本身及与之连接的上、下游渠道有良好的水力条件。落差建筑物布置要求：进口前渠道水流不出现较大的水面降落和雍
5、高，以尽量避免上游渠道产生冲刷或淤积；出口处必须设置消能防冲设施，尽量避免下游渠道受到冲刷。第一节 跌水跌水-使水流经由跌水缺口流出，呈自由抛射状态跌落于消力池，解决集中落差防止冲刷破坏的渠系建筑物。跌水形式：单级跌水、多级跌水。跌水组成：通常由进口、跌水墙、消力池、出口。,一、单级跌水,单级跌水组成：进口连接段、跌水口、跌水墙、消力池、出口连接段。单级跌水的落差较小，一般小于35m。,陕西省渭惠渠干渠十号跌水(Q=30m3/s， H=2.2m),1进口连接段 图作用：渠道断面较跌水口大，用渐变段将连接，使渠道水流平顺地进人跌水口。连接段的常用布置形式：八字墙、扭曲面。 灌溉与排水工程设计规范
6、：连接段的合理长度L 与渠道底宽B与水深h 的比值B/h有关。当B/h2 时，L2.5h；B/h2.12.5 时，L3h ；B/h2.5时， L3.5h 。连接段底部边线与渠道中心线的夹角不宜大于45o。 连接段边墙在跌水口处设直线段：长约（1.01.5）h，墙顶高出渠道最高水位30cm以上，以防渠水溅越.,2跌水口（控制缺口）,设计要求：应保证在各种流量下，上游渠道的水面不产生过大的壅高和降落。尽量使上游渠道水深接近正常水深。跌水口形式：矩形式、梯形式、抬堰式、复合式。1）矩形跌水口 图运行特点：底部与渠底齐平，利用侧墙的收缩减小缺口的宽度，从而在跌水口处产生壅水，使缺口前产生壅水的水深等于
7、渠中水深。使用场合：只有当渠道流量变化很小或须设闸门时才采用 。,（2）梯形跌水口能适应渠中流量的变化，不产生过大的壅水和落水。流量变化或频繁时采用。为避免上述缺点，跌水口用隔墙分成几个梯形缺口。为使下泄水流更好扩散，在梯形缺口边缘作一跌舌。,（3）抬堰式跌水口为了控制上游渠道水位和减小单宽流量，可在跌水口处做一抬堰，其底宽与渠道底宽相同。缺点：只能在设计流量时，使跌水口前的水深等于渠道正常水深。适用于：流量不大的清水渠道。防止上游渠道淤积和排除上游渠道余水，常在堰上设置若干个矩形小缺口。,3跌水墙及侧墙 作用：支撑墙后的填土，支撑整个进口段，承受下游水流的撞击。形式：铅直式或倾斜式重力式挡土
8、墙,4、消力池如果下游渠道水深小于水跃的跃后水深，则需挖建消力池，否则只需作水平护坦（末端加设一低坎）而不需修建消力地。 单级跌水及消力池的水力计算见 灌溉与排水工程设计规范附录Q,二、多级跌水,当集中落差大于5m,修建单级跌水不经济时，修建多级跌水。多级跌水组成：多个连续的或分散的单级跌水。多级跌水分级方法：按水面落差相等分级；按各级台阶跌差相等分级。每级的高度：35m为宜。水力计算与单级跌水的相同。多级跌水设：消力尾槛，尾槛上设泄水孔,多级式跌水,1一防渗铺盖；2一进口连接段；3一跌水墙； 4一跌水护底5一消力池； 6一侧墙； 7一泄水孔； 8一排水管9一反滤体；10一出口连接段； 11一
9、出口整流段；12一集水井,第二节 陡坡,陡坡组成：进口连接段、控制堰口、陡坡段、消力池、出口连接段。根据地形条件布置为：单级陡坡、多级陡坡 1单级陡坡 陡坡段材料：浆砌石或混凝土纵坡：土基1:2.51:5.0陡坡倾角：必须小于或等于地基土壤的内摩擦角。陡坡过水断面：宜采用矩形，边墙较高时可采用梯形，其横断面边坡坡度应陡于1:1。陡坡底部形式：等宽、扩散形、菱形 陡坡宜采用等底宽式；受地质或其它条件限制时，可采用陡槽末端底部扩散或收缩的变底宽式；图,跌差为2.55m、采用变底宽式陡坡消能效果不佳时，也可采用陡槽上段底部扩散、下段底部收缩的菱形陡坡。陡槽底部扩散角宜取5070，收缩角宜取100150。,陕西径惠渠总干泄水渠2号陡坡Q=29.5m3/s落差2.75m,2、多级陡坡,在地面坡度较大而且均匀，或有台阶地形的渠段，修建多级陡坡，往往比多级跌水更为经济合理。多级陡坡的落差、纵坡：不必强求一致，若地形条件允许，每级陡坡的落差、纵坡尽量布置成相同的尺寸。 陕西渭惠高干渠漆水河倒虹上游退水的多级陡坡（单位：m） Q=22m3/s，总落差15m,
