第六节 渠系建筑物倒虹吸管

本工程设有一处倒虹吸管。

倒虹管由过河管、闸门井等组成。

（1）施工排水倒虹管过河段施工可在建桥和驳坎施工围堰布置中一并考虑，河道采用断流施工，埋管采用大开挖敞开式埋管。

河道排水采用水泵排水，基坑采用集水坑排水。

（2）施工工艺流程：围堰、排水、降水有效后→基坑开挖→管道基础→骨架钢筋→管道安装→钢筋绑扎→模板及混凝土包方。

闸门井垫层→底板钢筋→井内模→预埋件→井墙钢筋→钢套环就位→井壁模板→井底板、墙浇筑→顶板底模支撑→顶板钢筋预埋件砼浇捣→设备安装及粉刷→回填。

（3）闸门井闸门井为倒虹管安装工程中的土建工程，相对尺寸、预埋件、预留孔及钢套环位置必须正确设置。

模板采用定型木模，内外钢管架支撑体系固定。

砼浇筑必须两侧对称同时浇捣，以避免井室偏位。

基坑采用挖集水坑排水；模板采用定型木模配钢管架支撑体系紧固；钢筋现场预制、就地帮扎；砼采用串筒下料机械振捣。

各类预留洞、套管预埋件埋设位置是否正确，直接影响到工程的整体质量，故在施工过程中设立专人负责进行控制。

预留孔、洞由现场木工组专人负责定制，并且与砼接触面采用刨光上油。

预埋钢套管使用前要检验直径，几何尺寸是否正确，止水翼环宽度是否标准，以及焊缝是否饱满，有否漏焊、夹渣等现象。

预留洞施工中要密切配合主导工种施工，一般在钢筋绑扎完成后立即着手安装，不可延误，影响模板等工种施工，更不允许在模板完成后再拆模安装。

A、预留孔洞的施工方法：预留孔洞前先测量其轴线位置及标高控制线，然后将木盒放入预留孔中，沿木盒四周焊接固定钢筋，并且要求，内外双层网片均焊接固定，并其外侧固定上用3mm小钻头钻孔，用铁钉将木盒四角固定，以防止移位。

B、预留钢制套管的施工方法钢制套管采用短钢筋直接焊接在主筋上进行固定。

并且按设计要求进行加强钢筋的绑扎。

C、预埋铁件的施工方法：①在砼侧面上的预埋铁件采取在铁件上焊φ4—φ6螺栓固定在木模上或者采用预埋铁件后面用短钢筋（同壁板厚度）支撑，并焊接在主筋上固定。

水工建筑物——倒虹吸倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。

它与渡槽相比，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。

一般在下列情况时采用：1、渠道跨越宽深河谷，修建渡槽、填方渠道或绕线方案困难或造价高时；2、渠道与原有渠、路相交，因高差较小不能修建渡槽、涵洞时；3、修建填方渠道影响原有河道泄流等。

一、倒虹吸管的布置（一）管路布置倒虹吸管一般由进口、管身和出口三部分组成。

管路布置应根据地形、地质、施工、水力条件等分析确定。

总体布置的一般原则是：管身最短、岸坡稳定、管基密实，进出口连接平顺，结构合理。

根据流量大小及运用要求，可采用单管、双管或多管。

根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管的布置形式可分为以下几种。

竖井式多用于压力水头较小（H＜3～5m），穿越道路的倒虹吸。

这种形式构造简单、管路短。

进出口一般用砖石或混凝土砌筑成竖井。

竖井断面为矩形或圆形，其尺寸稍大于管身，底部设0.5m深的集沙坑，以沉积泥沙，并便于清淤及检修管路时排水。

管身断面一般为矩形、圆形或其他形式。

竖井式水力条件差，但施工比较容易，一般用于工程规模较小的倒虹吸管。

斜管式多用于压力水头较小，穿越渠道、河流的情况（图8－67）。

斜管式倒虹吸管构造简单，施工方便，水力条件好，实际工程中常被采用。

竖井式倒虹吸斜管式倒虹吸曲线式当岸坡较缓（土坡m＞1.5～2.0，岩石坡m≥1.0）时，为减少施工开挖量，管道可随地面坡度铺设成曲线形。

管身常为圆形的混凝土管或钢筋混凝土管，可现浇也可预制安装。

管身一般设置管座。

当管径较小且土基很坚实时，也可直接设在土基上。

在管道转弯处应设置镇墩，并将圆管接头包在镇墩内。

为了防止温度引起的不利影响，减小温度应力，管身常埋于地下，为减小工程量，埋置不宜过深。

从已建倒虹吸管工程运行情况看，不少工程因温度影响或土基不均匀沉陷，造成管身裂缝，有的渗漏严重，危及工程安全。

农业渠系建筑物为了安全合理地输配水量以满足农田灌溉、水力发电、工业及生活用水的需要,在渠道(渠系)上修建的水工建筑物,统称渠系建筑物。

渠系建筑物按其作用可划分如下:(1)渠道。

是指为农田灌溉、水力发电、工业及生活输水用的、具有自由水面的人工水道。

灌溉渠道一般可分为干、支、斗、农四级固定渠道。

干、支渠主要起输水作用,称为输水渠道;斗农渠主要起配水作用,称为配水渠道。

各级渠道构成渠道系统,简称渠系。

(2)调节及配水建筑物。

用以调节水位和分配流量,如节制闸、分水闸等。

(3)交叉建筑物。

渠道与山谷、河流、道路、山岭等相交时所修建的建筑物,如渡槽、倒虹吸管、涵洞等。

(4)落差建筑物。

在渠道落差集中处修建的建筑物,如跌水、陡坡等。

(5)泄水建筑物。

为保护渠道及建筑物安全或进行维修,用以放空渠水的建筑物,如泄水闸、虹吸泄洪道等。

(6)冲沙和沉沙建筑物。

为防止和减少渠道淤积,在渠首或渠系中设置的冲沙和沉沙设施,如冲沙闸、沉沙池等。

(7)量水建筑物。

用以计量输配水量的设施,如量水堰等。

渠系中的建筑物,一般规模不大,但数量多,总的工程量和造价在整个工程中所占比重较大。

为此,应尽量简化结构。

改进设计和施工,以节约原材料和劳力、降低工程造价。

以下仅就灌溉渠道、渡槽、隧洞、倒虹吸管、跌水与陡坡、农桥等作简要介绍。

第一节灌溉渠道一、灌溉渠道系统及分类从水源取水、通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌水的工程系统称为灌溉渠道系统。

在现代灌区建设中,灌溉渠道系统和排水沟道系统是并存的,两者互相配合,协调运行,共同构成完整的灌区灌溉排水系统。

(1)灌溉渠道按其使用寿命分为固定渠道和临时渠道两种:固定渠道:多年使用的永久性渠道;临时渠道:使用寿命小于1年的季节性渠道。

(2)按控制面积大小和水量分配层次又可把灌溉渠道分为若干等级:大、中型灌区的固定渠道一般分为干渠、支渠、斗渠、农渠四级;农渠以下的小渠道一般为季节性的临时渠道。

工程技术：倒虹吸管涵洞身构造？
【学员问题】倒虹吸管涵洞身构造？
【解答】①组成：倒虹吸管涵主要由进口段、水平段和出口段组成。

进口段由进水河沟、沉淀池、进水等组成。

水平段是倒虹吸的主体，由基础、管身、接缝等组成。

出口段由出水井、出水河沟等组成。

②管身宜为钢筋混凝土圆管，管身基础由级配砂石垫层和混凝土基础构成。

管身接缝宜为钢丝网抹带接口或环带接口。

③进出水井宜为混凝土构成，也可由水泥砂浆砌片石构成。

竖井上应设置活动的钢筋混凝土顶盖。

沉淀池宜为浆砌块、片石构成。

基础由混凝土和砂砾垫层构成。

进出口河沟一定范围内应作铺砌加固。

1。

第六节渠系建筑物-倒虹吸管倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。

它与渡槽相比，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。

一、倒虹吸管的布置和构造（一）管路布置根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管的布置形式可分为以下几种：●竖井式：多用于压力水头较小穿越道路的倒虹吸。

这种形式构造简单、管路短。

进出口一般用砖石或混凝土砌筑成竖井。

竖井断面为矩形或圆形，其尺寸稍大于管身，底部设0.5m深的集沙坑，以沉积泥沙，并便于清淤及检修管路时排水。

管身断面一般为矩形、圆形或其它形式。

竖井式水力条件差，施工比较容易，一般用于工程规模较小的倒虹吸管。

●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，水力条件好，实际工程中常被采用。

●曲线式：当岸坡较缓时，为减少施工开挖量，管道可随地面坡度铺设成曲线形。

管身常为圆形的混凝土管或钢筋混凝土管，可现浇也可预制安装。

管身一般设置管座。

在管道转弯处应设置镇墩，并将圆管接头包在镇墩内。

为了防止湿度引起的不利影响，减小温度应力，管身常埋于地下，为减小工程量，埋置不宜过深。

●桥式倒虹吸管：当渠道通过较深的复式断面或窄深河谷时，为降低管道承受的压力水头，减小水头损失，缩短管身长度，便于施工，可在深槽部位建桥，管道铺设在桥面上或支承在桥墩等支承结构上。

桥下应有足够的净空高度，以满足泄洪要求。

在通航河道上应满足通航要求。

（二）进出口布置1．进口段的形式和布置进口段包括进水口、拦污栅、闸门、启闭台、进口渐变段及沉沙池等。

进口段的结构型式，应保证通过不同流量时管道进口处于淹没状态，以防止水流在进口段发生跌落、产生水跃而使管身引起振动。

进口具有平顺的轮廓，以减小水头损失，并应满足稳定、防冲和防渗等要求。

2．出口段的形式和布置出口段包括出水口、闸门、消力池、渐变段等。

其布置形式与进口段相似。

为使出口与下游渠道平顺连接，一般设渐变段，其长度常用用4～6倍的渠道设计水深。

介绍渠系建筑物又称灌区配套建筑物。

分为：①控制、调节和配水建筑物。

用于调节水位，分配流量，如节制闸、分水闸、斗门等。

②交叉建筑物。

用以穿越河渠、洼谷、道路及障碍物，如渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞等。

③泄水建筑物。

如泄水闸、退水闸、溢流堰等。

④落差建筑物。

即落差集中处的连接建筑物，如跌水、陡坡和跌井等。

⑤冲沙和沉沙建筑物。

如冲沙闸、沉沙池等。

⑥量水建筑物。

如量水堰、量水槽等，也可利用其他水工建筑物量水。

⑦专门建筑物和安全设备。

如利用渠道落差发电的水电站，通航渠道上的码头、船闸和为人、畜免于落水而设的安全护栏。

渠系建筑物数量多、总体工程量大、造价高，故应向定型化、标准化、装配化和机械化施工等方面发展。

编辑本段正文为了安全输水，合理配水，精确量水，以达到灌溉、排水及其他用水目的而在渠道上修建的水工建筑物。

在农田水利工程建设中，蓄水、引水等枢纽工程，只有与渠系工程配套使用，才能达到兴利的目的，故渠系建筑物又称灌区配套建筑物。

灌区工程配套是挖掘现有灌溉设施潜力、发挥工程效益的重要措施。

渠道防渗：土料防渗，砌石防渗，水泥土防渗，混泥土防渗，膜料防渗，沥青混泥土防渗。

编辑本段类型和作用渠系建筑物按其作用可分为以下几类：①渠道：人工开挖或填筑的水道，用来输送水流以满足灌溉、排水、通航或发电等需要。

一个灌区内灌溉或排水渠道，一般分干、支、斗、农四级构成渠道系统，简称渠系。

②调节及配水建筑物：渠道中用以调节水位和分配流量的建筑物，如节制闸、分水闸、斗门等。

③交叉建筑物：输送渠道水流穿过山梁和跨越或穿越溪谷、河流、渠道、道路时修建的建筑物，分平交建筑物与立交建筑物两大类。

前者为渠道与另一水道相交处具有共同流床的交叉建筑物，适用于两水道底部高程相近的情况。

常用的平交建筑有水闸、倒虹吸管等。

后者为渠道与天然或人工障碍在不同高程上相交时，在渠道上修建的建筑物，适用于两者高程相差较大情况。

常用的立交建筑物有渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞等。

倒虹吸技术学校：河北工程大学专业：09水工专业摘要：由于倒虹吸具有布置形式多样化、工程量少、施工方便、节省动力及三材、造价低而且便于清除泥沙等特点，现广泛用于各国的农田水利建设、城市供水、大型调水工程。

对于倒虹吸的设计，必须全面考虑，统筹兼顾，合理优化，才能设计出既经济、安全又能满足功能的倒虹吸。

关键字：倒虹吸、南水北调、倒虹吸管设计随着我国跨流域调水工程的增多，作为主要交叉输水建筑物的倒虹吸被广泛应用。

在南水北调工程中，由于其跨度很大，与很多河流都有交汇，通过三条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以“四横三纵”为主体的总体布局，所以被广泛的使用倒虹吸工程。

一、倒虹吸作用及工作原理当渠道与道路或河沟高程接近，处于平面交叉时，需要修一建筑物，使水从路面或河沟下穿过，此建筑物通常叫做倒虹吸。

其工作原理与虹吸一样，倒虹吸在立面上也呈弓形，不同的是，其弓弯向上。

而且，虽然倒虹吸管和虹吸管的输水原理相同，即都借助于上下游的水位差，但倒虹吸在开始工作时不需人为地制造管中的真空，因而更为普及。

二、倒虹吸管的构造倒虹吸管一般由进口段、出口段、段身三部分组成。

（一）进口段进口段一般包括渐变段、沉沙池、退水冲杀设施、闸门、拦污栅以及启闭设施、连接段、进水口等组成。

1、渐变段：它是渠道与倒虹吸管进口沉沙池之间的过渡段，渐变段常采用扭曲面，其水头损失小。

2、沉沙池：其作用是拦截和沉淀渠道来水所挟带的大粒径砂石及杂物，防止其进入管内磨损和淤积管道。

3、闸门：为满足冲沙、清淤、检修和临时停水等需要，虹吸管进口常须设置闸门。

多采用平板闸门或叠梁式闸门。

4、拦污栅：为防止漂浮物或人畜落入渠内被吸入倒虹吸管，闸门前应设拦污栅，栅面与水平夹角宜采用70°~80°，利于增加过水断面，减小流速和水头损失，也便于清污。

5、工作桥：用于启闭闸门和清理拦污栅。

桥横断面多采用T形。

6、连接段：其设于闸门之后、虹吸管进口之前的静水池段，由两侧侧墙和下游侧挡水胸墙组成。

试论灌区灌溉渠道倒虹吸管设计摘要：我国兴修灌溉工程历史悠久，很久以前就创造多项灌溉技术，随着我国水资源危机问题的日益突出，农业发展越来越受到水资源的制约，节水灌溉的重要性受到人们的重视。

怎样采取有效的措施，进一步提高用水效率，达到扩大灌溉面积，满足农业生产的要求，成为节水灌溉技术的发展方向。

本文对某灌区节水改造配套工程中的倒虹吸管的应用为例，阐述倒虹吸管在节水灌溉中的实际运用。

关键词：倒虹吸管；节水灌溉；设计方法一、适用条件倒虹吸管具有材料少、节省劳动力、工程造价低、施工难度小、施工安全方便、地基承载力要求低等优点，但是水头损失较大，施工质量要求高。

在确定使用倒虹吸管时，应根据渠线、地形、水头和施工队伍实力等情况做科学的比较。

1.在山区和丘陵区，渠道沿山绕行，渠线长而弯曲，为缩短渠道长度，减少水头损失，降低工程投资，用倒虹吸管跨越深沟谷，使渠道顺直。

2.渠道跨越的沟谷较宽，且高差大于20米，采用渡槽方案造价高，施工难度大，需要工期长，采用倒虹吸管。

3.渠道跨越沟谷较宽，高差8米-20米，流量不大，渠道水头丰富，采用倒虹吸管。

4.渠道跨越重要交通道路，水头富裕，渡槽架设高度受到限制，且与前后渠道衔接困难时，宜采用倒虹吸管穿越交通道路。

5.渠道跨越宽深河流，采用渡槽方案施工困难时，采用倒虹吸管。

二、灌溉渠道倒虹吸管的设计灌溉渠道的设计流量、最小流量和加大流量确定后，就可据此设计渠道的纵横断面。

设计流量是进行水力计算、确定渠道过水断面尺寸的主要依据。

纵横断面的设计不仅要满足渠道输配水要求，还要满足渠床纵横断面的稳定条件。

渠道横断面的设计要求是保证设计的断面能够输送设计流量和加大流量，设计的渠床稳定、不淤积、不冲刷、不塌坡；渠道纵断面的设计要求是保证渠道有足够的水位高度，以满足大部分农田自流灌溉，渠道土石方量小、渠系建筑物少，经济合理。

1.灌溉渠道横断面设计（1）最佳水力断面设计法渠道横断面尺寸是根据渠道设计流量通过水力计算加以确定，通常采用明渠均匀流计算公式计算，即：1）灌溉渠道基本参数的确定根据设计渠道时要求工程量小，投资少的原则，即在设计流量Q、比降i、糙率系数n值相同的条件下，应使渠道过水断面面积A最小，满足过水断面为最佳水力断面。

第六节渠系建筑物-倒虹吸管倒虹吸管是设置在渠道与河流、山沟、谷地、道路等相交处的压力输水建筑物。

它与渡槽相比，具有造价低、施工方便的优点，但水头损失较大，运行管理不如渡槽方便。

一、倒虹吸管的布置和构造（一）管路布置根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管的布置形式可分为以下几种：●竖井式：多用于压力水头较小穿越道路的倒虹吸。

这种形式构造简单、管路短。

进出口一般用砖石或混凝土砌筑成竖井。

竖井断面为矩形或圆形，其尺寸稍大于管身，底部设0.5m深的集沙坑，以沉积泥沙，并便于清淤及检修管路时排水。

管身断面一般为矩形、圆形或其它形式。

竖井式水力条件差，施工比较容易，一般用于工程规模较小的倒虹吸管。

●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，水力条件好，实际工程中常被采用。

●曲线式：当岸坡较缓时，为减少施工开挖量，管道可随地面坡度铺设成曲线形。

管身常为圆形的混凝土管或钢筋混凝土管，可现浇也可预制安装。

管身一般设置管座。

在管道转弯处应设置镇墩，并将圆管接头包在镇墩内。

为了防止湿度引起的不利影响，减小温度应力，管身常埋于地下，为减小工程量，埋置不宜过深。

●桥式倒虹吸管：当渠道通过较深的复式断面或窄深河谷时，为降低管道承受的压力水头，减小水头损失，缩短管身长度，便于施工，可在深槽部位建桥，管道铺设在桥面上或支承在桥墩等支承结构上。

桥下应有足够的净空高度，以满足泄洪要求。

在通航河道上应满足通航要求。

（二）进出口布置1．进口段的形式和布置进口段包括进水口、拦污栅、闸门、启闭台、进口渐变段及沉沙池等。

进口段的结构型式，应保证通过不同流量时管道进口处于淹没状态，以防止水流在进口段发生跌落、产生水跃而使管身引起振动。

进口具有平顺的轮廓，以减小水头损失，并应满足稳定、防冲和防渗等要求。

2．出口段的形式和布置出口段包括出水口、闸门、消力池、渐变段等。

其布置形式与进口段相似。

为使出口与下游渠道平顺连接，一般设渐变段，其长度常用用4～6倍的渠道设计水深。

倒虹吸管定义：用以输送渠道水流穿过河渠、溪谷、洼地、道路的压力管道。

常用钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土材料制成,也有用混凝土、钢管制做的,主要根据承压水头、管径和材料供应情况选用。

倒虹吸管由进口段、管身段、出口段三部分组成。

1、简介倒虹吸管（inverted siphon）：用以输送渠道水流穿过河渠、溪谷、洼地、道路的压力管道。

常用钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土材料制成,也有用混凝土、钢管制做的,主要根据承压水头、管径和材料供应情况选用（见彩图）。

倒虹吸管由进口段、管身段、出口段三部分组成。

从地下或敷设在地面穿过河渠、溪谷、洼地或道路的输水压力管道。

多采用钢筋混凝土管或预应力钢筋混凝土管，也采用混凝土管或钢管。

低水头时可用浆砌石管。

2、分段倒虹吸管分为3个部分。

①进口段：包括渐变段、铺盖和护底等防渗防冲设施、拦污栅、闸门、进水口等。

当含沙量大时还设沉沙池。

②管身：断面多为圆形，也用矩形或直墙圆拱形。

可埋于地下，也可敷设于地面。

当管道跨越深谷和山洪沟时，可在深槽部分建桥，在其上铺设管道过河。

管道在桥头两端山坡转弯处设镇墩加强稳定，并于其上开设放水冲沙孔。

两岸管道仍沿地面敷设。

这类倒虹吸管又称桥式倒虹吸管。

③出口段：设消力池，并与下游平顺连接。

倒虹吸管较渡槽造价低，施工简单；但水头损失较大，清淤较困难。

公元前180年在古希腊帕加马（今土耳其）建一座下凹深度超过200米、管径为30厘米的倒虹吸管。

据《后汉书》记载，中国在186年已建造使用倒虹吸管。

3、布置形式根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管有下列几种布置形式：对高差不大的小倒虹吸管，常采用斜管式和竖井式。

高差大的倒虹吸管,当跨越干谷或山沟时,管道一般沿地面敷设，在转弯和变坡地段设置镇墩，其作用是连接和稳定两侧管道。

管道可埋设于地面以下（图a）,也可敷设于地面或在管身上填土。

当管道跨越深谷或山洪沟时,可在深槽部分建桥,在其上铺设管道过河(图b)。

管道在桥头两端山坡转弯处设镇墩，并于其上开设放水冲沙孔。