渠系建筑物.doc

介绍渠系建筑物又称灌区配套建筑物。分为：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。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。泄水建筑物。如泄水闸、退水闸、溢流堰等。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。冲沙和沉沙建筑物。如冲沙闸、沉沙池等。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。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：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。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。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。落差建筑物：渠道在地面落差集中或坡度陡峻地段所修建的连接上下游段，或在泄水与退水建筑物中连接渠道与河、沟、库、塘的连接建筑物，如跌水、陡坡、跌井等。渠道泄水及退水建筑物：为了防止渠道水流由于超越允许最高水位而酿成决堤事故，保护危险渠段及重要建筑物安全，放空渠水以进行渠道和建筑物维修等目的所修建的建筑物，如溢流埝、泄水闸、排洪槽、虹吸泄水道、退水闸等。冲沙和沉沙建筑物：为了防止和减少渠道淤积而在渠首或渠系中设置的冲沙和沉沙设施，如沉沙池、冲沙闸等。量水建筑物：为了按用水计划准确而合理地向各级渠道和田间输配水量，并为合理征收水费提供依据，在渠系上设置的各种量水设施。专门建筑物及安全设施：为服务于某一专门目的而在渠道上修建的建筑物称专门建筑物，如通航渠道上的船闸、码头、船坞，利用渠道落差修建的水电站和水力加工站等。安全设施是指为防止、阻拦人畜等进入渠道或使落入渠道的人畜脱离危险的设施，如安全防护栏等。渠系建筑物的形式选择,主要根据灌区规划要求、工程任务，并全面考虑地形、地质、建筑材料、施工条件、运用管理、安全经济等各种因素后，进行比较确定。渡槽 也叫过水桥。两端与渠道相接。 输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。普遍用于灌溉输水，也用于排洪、排沙等，大型渡槽还可以通航。渡槽主要用砌石、混凝土及钢筋混凝土等材料建成。 渡槽又称高架渠、输水桥，是一组由桥梁，隧道或沟渠构成的输水系统。通常架设于山谷、洼地、河流之上，用于通水、通行和通航。用来把远处的水引到水量不足的城镇、农村以供饮用和灌溉。 结构 渡槽渡槽由进出口段、槽身、支承结构和基础等部分组成。进出口：包括进出口渐变段、与两岸渠道连接的槽台、挡土墙等。其作用是使槽内水流与渠道水流平顺衔接，减小水头损失并防止冲刷。槽身:主要起输水作用,对于梁式、拱上结构为排架式的拱式渡槽，槽身还起纵向梁的作用。槽身横断面形式有矩形、梯形、U形、半椭圆形和抛物线形等,常用矩形与 U形。横断面的形式与尺寸主要根据水力计算、材料、施工方法及支承结构形式等条件选定。也有的渡槽将槽身与支承结构结合为一体。支承结构：其作用是将支承结构以上的荷载通过它传给基础，再传至地基。按支承结构形式的不同,可将渡槽分为梁式、拱式、梁型桁架式及桁架拱（或梁）式以及斜拉式等。梁式渡槽的支承结构有重力式槽墩、钢筋混凝土排架（图a）及桩柱式排架等。拱式渡槽的支承结构由墩台、主拱圈及拱上结构组成。槽身荷载通过拱上结构传给主拱圈，再由主拱圈传给墩台。根据拱上结构形式的不同，拱式渡槽又可分为实腹式及空腹式两类。桁架拱式渡槽按结构特征和槽身在桁架拱上位置的不同，可分为上承式、下承式、中承式和复拱式四种。斜拉式渡槽支承结构由塔架与塔墩（或承台）组成，并由固定在塔架上的斜拉索悬吊槽身。基础：为渡槽下部结构，其作用是将渡槽全部重量传给地基。简介倒虹吸管 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。 编辑本段分段倒虹吸管分为3个部分。 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。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。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。 编辑本段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。两岸管道仍沿地面敷设。这类倒虹吸管又称桥式倒虹吸管。根据过水流量大小、运用要求及经济比较，倒虹吸管可布置成单管、双管或多管。设置双管或多管，可以轮流检修，不影响运行；小流量时,还可利用部分管路过水,以增加管内流速，防止泥沙在管中淤积。管身断面形式有圆形、矩形及城门洞形等，其中圆形采用较多。 编辑本段结构倒虹吸管进口段一般包括渐变段、进水口、拦污栅、闸门、挡水墙等。对含沙量多的渠道，还可在进水口前加设沉沙池。为了渠道水位与管道入口水位在通过不同流量时良好衔接，可在管道进口前修建前池，或将管道进口底高程降低，并在管口前设斜坡段。出口段一般设消力池，用以调整出口流速分布。 编辑本段设计倒虹吸管的设计包括：管路及进出口布置，管身及镇墩的形式选择，水力计算和结构设计。由于倒虹吸管检修较困难，在设计中应注意为检修创造条件。组成 涵洞是设于路基下的排水孔道，通常由洞身、洞口建筑两大部分组成。洞身洞身形成过水孔道的主体，它应具有保证设计流量通过的必要孔径，同时又要求本身坚固而稳定。洞身的作用是一方面保证水流通过，另一方面也直接承受荷载压力和填土压力，并将其传递给地基。洞身通常由承重结构(如拱圈、盖板等)、涵台、基础以及防水层、伸缩缝等部分组成。钢筋混凝土箱涵及圆管涵为封闭结构，涵台、盖板、基础联成整体，其涵身断面由箱节或管节组成，为了便于排水，涵洞涵身还应有适当的纵坡，其最小坡度为03。洞口建筑洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。洞口建筑由进水口、出水口和沟床加固三部分组成。洞口的作用是：一方面使涵洞与河道顺接，使水流进出顺畅；另一方面确保路基边坡稳定，使之免受水流冲刷。沟床加固包括进出口调治构造物，减冲防冲设施等。1分类构造形式分类 按照构造形式，涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵、箱涵。圆管涵圆管涵由洞身及洞口两部分组成。洞身是过水孔道的主体，主要由管身、基础、接缝组成。洞口是洞身、路基和水流三者的连接部位，主要有八字墙和一字墙两种洞口型式。圆管涵的管身通常由钢筋混凝土构成，管径一般有0.5米、0.75米、1米、1.25米和1.5米等五种，管径的大小根据排水要求选择，多采用预制安装，预制长度通常为 2米。当采用0.5米或0.75米管径时用单层钢筋，而孔径在1米及1米以上时采用双层钢筋。0.5米管径时其管壁厚度不小于6厘米，0.75米管径时管壁厚度不小于8厘米，1米管径时管壁厚度不小于10厘米，1.25米及1.5米管径时管壁厚度不小于12厘米。23拱涵拱涵是指洞身顶部呈拱形的涵洞，一般超载潜力较大，砌筑技术容易掌握，便于群众修建，是一种普遍的涵洞形式。4盖板涵盖板涵是涵洞的一种形式，它受力明确，构造简单，施工方便。盖板涵主要由盖板、涵台及基础等部分组成。盖板涵与单跨简支板梁桥的结构形式基本相同，只是盖板涵的跨径较小。5箱涵箱涵不是盖板明渠，箱涵的盖板及涵身、基础是用钢筋砼浇筑起来的一个整体，可用来排水、过人及车辆通过。箱涵适用于软土地基，但造价就会高些。6填土情况分类 按照填土情况不同分类，涵洞可以分为明涵和暗涵。明涵洞顶无填土，适用于低路堤及浅沟渠处。暗涵洞顶有填土，且最小的填土厚度应大于50cm，适用于高路堤及深沟渠处。74建筑材料分类按建筑材料分类，涵洞可分为砖涵、石涵、混凝土涵及钢筋混凝土涵等。水力性能分类 按水利性能分类，涵洞可分为无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞。无压力式涵洞无压力涵洞指的是入口处水流的水位低于洞口上缘，洞身全长范围内水面不接触洞顶的涵洞。8半压力式涵洞半压力式涵洞指的是入口处水流的水位高于洞口上缘，部分洞顶承受水头压力的涵洞。9压力式涵洞涵洞进出口被水淹没，涵洞全长范围内以全部断面泄水。104施工施工准备 1、按照设计进行基底处理；平整场地，准备料场、砂浆和砼的拌和场及盖板预制场。2、精确放样、测量挖基的位置、尺寸、高程及涵洞两侧原地面标高，定出基坑开挖范围，将轴线控制线延长至坑外适当位置加以固定并妥善保护。3、根据天气情况结合基坑四周地形条件，作好地表防排水措施。4、根据设计要求和不同的材料来源进行砂浆和砼的施工配合比设计11施工方法1、基坑开挖：基坑开挖采用人工配合挖掘机作业，当挖至高于设计0.30.4米时，用人工配合继续开挖修整成型。并留20cm保护层，铺底时再突击挖至设计标高后，随即浇筑基础。在开挖中如发现水文、地质情况与设计不符时，须根据实际情况提出处理措施，报业主和设计单位批准后方可实施。为缩短基坑暴露时间，要预计基坑成型的时间且提前通知监理工程师，在基坑达到设计要求后立即进行检查，基底经监理工程师检验符合设计要求并签定隐蔽检查证后立即浇筑基础，如基底承载力达不到设计要求，应立即用砂砾石进行换填至达到设计要求后才能进行基础砼浇筑。2、浇筑基础砼和基坑回填：混凝土用料采用符合设计要求的砂、卵石和水泥，卵石粒径不得超过结构物最小尺寸的1/4和钢筋最小净距的3/4。水泥采用普通硅酸盐水泥32.5R，要确保砼标号和质量。每隔46米或地基土质变化处或填挖交界处必须在板接缝处设一道沉降缝，缝宽12cm，沉降缝平行路中线布设，在每浇筑一层之后用符合设计要求的材料填塞。基础砼浇筑完毕后按设计要求对基坑进行回填。基础砼一次浇筑，不留施工缝。 3、基础与墙身连接方式：基础砼浇筑完后，立即在基础表面安置卵石，卵石潜入基础砼深度不低于5cm，露出部分不小于5cm，按30cm的间距成梅花状布置。4、涵身浇筑：涵洞墙身砼用料要求同基础砼。涵洞墙身采用搭支架、支模板现浇施工。支模时，必须严格检查其位置的准确性和垂直度各部尺寸规格，校验无误后，支撑牢固，经监理工程师验收签字确认后，方可浇筑砼，每隔46米或地基土质变化处或填挖交界处必须在板接缝处设一道沉降缝，缝宽12cm，沉降缝平行路中线布设，在每浇筑一层之后用符合设计要求的材料填塞。对砼的搅拌、浇筑、拆模、养生均严格按照规范要求施工。125、盖板预制：为方便吊装，钢筋砼盖板就近集中预制，盖板预制必须严格按照设计文件尺寸及要求施工，待预制强度达到100%，涵台强度达到设计强度75%后，用汽车吊安装，安装前首先检查盖板及涵台尺寸，盖板与涵墙身必须顶紧，安装完成后用水泥砂浆填塞。6、铺设防水层：用作防水层的油毛毡等在施工前有材质检查的试验报告，符合设计和规范的要求才能使用。沥青熬制中不断搅拌至全部成为液态，使用中的热沥青不低于150。涂敷前将圬工表面清刷干净，且保持干燥，不附着泥土和水等其它杂物。铺设油毛毡在先涂敷的热沥青还未凝固前进行，使之能粘合成一体并消除邹折和空鼓等现象。 7、进出水口：进出水口应严格按图纸所示，采用圬工结构修筑，施工工艺应符合规范规定。进出水口的沟床应整理顺直，使上下游水流稳定畅通。当设有跌水井和急流槽时，应按图纸或监理工程师的指示进行施工。8、涵背两侧的填筑：在涵洞防水层作好且盖板砼强度达到要求后即安排涵洞台背回填，涵洞两侧对称均匀分层同步进行填筑施工，在涵洞两侧不少于2倍孔径范围内对称进行，涵台背后1.0米范围内采用轻型夯实机械施工，当顶部填筑厚度大于1.0米后允许使用使用重型施工机械，涵洞台背回填必须分层填筑压实，并检测每一层压实度，符合规范要求后再进行下一层填筑，分层填筑厚度为2030cm。9、涵洞盖板顶面填土：涵洞盖板顶面填土应在涵洞盖板强度达到要求后分层填筑，第一层松铺厚度不小于50cm，使用压路机碾压时以静压方式进行。1314区别 桥与涵洞技术上是以跨径为划分标准的。一般5米（不含）以上称桥，以下就称涵洞。但圆管涵和箱涵不论孔径、跨径多少都称涵洞。但实际上，涵洞与桥梁的主要区别是在于，一般涵洞上有填土，而桥上就直接铺轨道（但仍有道碴）。从侧面看，涵洞就象在路基上挖的孔，而路基在桥梁处就断开了。根据以上说明，可以看出按是否填土来区分，只是通常的，非正式的一种区分方式。从技术上来说，应该按长度来确定。1516作用涵洞在公路工程中占较大比例，是公路工程的重要组成部分，主要表现在工程数量和工程造价上。据有关资料介绍：涵洞工程数量约占桥涵总数的60 一70，平原地区，每公里约有13座；山岭重丘区，每公里平均约有46座。涵洞工程造价约占到桥涵总额的40左右。17特点 由于涵洞是处于大自然环境(风、霜、雨、雪、冰冻、高温、水流冲击)和行车荷载的作用下，因此要求涵洞必须具备如下特点：(1)满足排泄洪水能力，保证在50年一遇洪水的情况下，顺利快捷地排泄洪水。(2)具有足够的整体强度和稳定性，保证在设计荷载的作用下，构件不产生位移和变形。(3)具有较高的可靠性和耐久性，保证在自然环境中，长期完好，不发生破损。使上游渠道或水域的水安全地自由跌落入下游渠道或水域的落差建筑物。用于调整引水渠道的底坡，克服过大的地面高差而引起的大量挖方或填方，将天然地形的落差适当集中所修筑的阶式建筑物称为跌水。多用于落差集中处，也用于渠道的泄洪、排水和退水。单级跌水： 根据落差大小，跌水可分为单级跌水和多级跌水。以砌石和混凝土建造者居多。在落差较小的情况下，一般35m的落差时，采用单级跌水。单级跌水由5部分组成。进口连接段，即上游渠道和控制堰口间的渐变段。常用形式有扭曲面、八字墙等。控制缺口：是控制上游渠道水位流量的咽喉，也称控制堰口。它控制和调节上游水位和通过的流量，常见缺口断面形式有矩形、梯形等，可设或不设底槛，可安装或不安装闸门。矩形缺口只能在通过设计流量时使缺口处水位与渠道水位相近，而在其他流量时，上游渠道将产生壅水或降水现象。梯形缺