渠系建筑物-浙江水利水电专科学校土木工程系－主页

1、.：.；第十章 渠系建筑物教学目的：1.了解渠系建筑物。2.了解渠系建筑物的类型、作用、组成及运用环境。3.了解渠系建筑物的设计要点。教学重点：1.渠系建筑物的类型、作用、组成。2.渠系建筑物的设计要点。教学难点：1.渠系建筑物的设计要点。一、渠系建筑物为了平安合理地输配水量以满足农田海溉、水力发电、工业及生活用水的需求，在渠道(渠系)上建筑的水工建筑物，统称渠系建筑物。一、渠系建筑物按其作用可分为： (1)渠道。是指为农田灌溉、水力发电、工业及生活输水用的、具有自在水面的人工水道。一个灌区内的灌溉或排水渠道，普通分为干、支、斗、农四级，构成渠道系统，简称渠系。(2)调理及配水建筑物。用以调理

2、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、山岭等相交时所建筑的建筑物，如：泼槽、例虹吸管、涵洞等。(4)落差建筑物。在渠道落差集中处建筑的建筑物，如：跌水、陡坡等。(5)泄水建筑物。为维护渠道及建筑物平安或进展维修，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。为防止相减少渠道淤积，在渠首或渠系中设置的冲沙和沉沙设备，如；冲沙闸、沉沙池等。(7)量水建筑物。用以计量输配水量的设备，如：量水堰、量水管嘴等。渠系中的建筑物，普通规模不大，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，应尽量简化构造改良设计和施工，以节约原资

3、料和劳力、降低工程造价。以下仅就渠道、渡槽、倒虹吸管、涵洞、跌水及陡坡作简要解八二、渡槽1、渡槽：是保送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等妨碍的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中运用最广的交叉建筑物之一。2、渡槽的作用：用于保送渠道水流外，还可以供排洪和导流之用。3、组成：由输水的槽身、支承构造、根底及进出口建筑物等部分组成。4、类型：1按施工方法分，渡槽可分为现浇整体式、预制装配式及预应力等；2按建筑资料分类，那么有木渡槽、砌石、砼及钢筋砼等；3按槽身构造方式分有矩形、U形、梯形、椭圆形及圆管形槽等；4按支承构造的方式分为梁式、拱式、桁架式、组合式、悬吊式或斜拉式。目前常用的渡槽方式，按支

4、承构造分有梁式和拱式，按槽身断面方式分为矩形和U形。5、渡槽总体布置任务包括：槽址位置的选择，槽身支承构造的选择，根底及进出口的布置。6、渡槽水力计算义务是合理确定槽底纵坡、槽身断面尺寸、计算水头损失，根据水面衔接计算确定渡槽进出口高程。普通先按经过最大流量Q拟定适宜的槽身纵坡和槽身净宽B、净高h，后根据经过设计流量计算水流经过渡槽的总水头损失值，如Z等于规划规定的允许水头损失，那么可确定最后纵坡、B、h值，进而定出有关高程和渐变段长等。纵坡i加大，那么有利于减少槽身断面，减少工程量，但过大的纵坡，会加大沿程水头损失，降低渠水位的控制高程，还能够使上、下游渠道遭到冲刷7、梁式渡槽由槽身、槽墩排

5、架及根底等三部分组成。槽身既起输水作用、又起纵向梁作用。分类：简支梁式、双悬臂梁式和单悬梁式三种主要方式。简支梁式优点是构造简单，施工吊装方便，槽身伸缩缝的止水构造简单可靠。缺陷是跨中弯矩值较大，底板受拉，对抗裂防渗不利。梁式渡槽槽身构造计算要点：按满槽水情况进展，弯矩及剪力求出后，对于矩形渡槽，可将侧墙作为纵梁思索，按受弯构件计算其纵向正应力和剪应力，并进展配筋和抗裂。拱式渡槽由墩台、主拱圈、拱上构造三部分组成。其中主拱圈分为板拱、肋拱、双曲拱等。主拱圈构造根本尺寸包括：跨度、矢高、拱宽、拱脚高程。三、倒虹吸管倒虹吸管是在渠道同道路、河渠或谷地相交时，建筑的压力输水建筑物。它与渡槽相比，具有

6、造价低且施工方便优点，不过它的水头损失较大，而且运转管理不如渡槽方便。它运用于建筑渡槽困难，或需求高填方建渠道的场所；在渠道水位与所跨的河流或路面高程接近时，也常用倒虹吸管。1、倒虹管由进口、管身、出口三部分组成。分为斜管式和竖井式。(1)进口段。进口段包括：渐变段、闸门、拦污栅，有的工程还设有沉沙池。进口段要与渠道平顺衔接，以减少水头损失。渐变段可以做成扭曲面或八字墙等方式(参见“水闸一章)，长度为34倍渠道设计水深。闸门用于管内清淤和检修。不设闸门的小型倒虹吸管，可在进口侧墙上预留检修门槽，需用时暂时插板挡水。拦污栅用于拦污和防止人畜落入渠内被吸进倒虹吸管。在多泥沙河流上，为防止渠道水流携

7、带的粗颗粒泥沙进入倒虹吸管，可在闸门与拦污册前设置沉沙池。对含沙量较小的渠道可在停水期间进展人工清淤，对含沙量大的渠道，可在沉沙池末端的侧面设冲沙闸，利用水力冲淤。沉沙池底板反侧墙可用浆砌石或混凝上建造。(2)出口段。出口段的布置方式与进口段根本一样。单管可不设闸门；假设为宏管，可在出口段侧墙上顶留检修门槽。出口渐变段比进口渐变段稍长。由于倒虹吸管的作用水头普通都很小，管内流速仅在2.0ms左右，因此渐变段的主要作用在于调整出口水流的流速分布，使水流均匀平顺地植入下游渠道。(3)管身。管身断面可为圆形或矩形。圆形管因水力条件和受力条件较好大、中型工程多采用这种方式。矩形管仅用于水头较低的中、小

8、型工程。根据流量大小和运用要求，倒虹吸管可以设汁成单管、双管或多管。管身与地基的衔接方式及管身的伸缩缝和止水构造等与土坝坝下埋设的涵管根本一样。在管路变坡或转弯处应设置镇墩。为防止管内淤沙和为放空管内积水，应在管段上或镇墩内设冲沙放水孔(可兼作进入孔)，其底部高程一船与河道枯水位齐平。管路常埋入地下或在管身上填土。当管路经过冰冻地域，管顶应在冰冻层以下，穿过河床时，应置于冲刷线以下。管路所用资料可根据水头、管径及资料供应情况选定，常用浆砌石、混凝土、钢筋混凝土及顶应力钢筋混凝土等，其中，后两种运用较广。2、倒虹管水力计算倒虹管水力计算：1知经过流量和允许水头损失值，确定管的断面方式和尺寸；2知

9、管的断面尺寸和允许水头损失值，校核过水流量；3知过水流量和拟定管内流速，校核水头损失值能否在规划允许值范围内。Q经过虹吸管的流量，m3s；倒虹吸管的断面面积，m2z上、下游水位差m；计入部分损失和沿程库阻损失的流量系数g重力加速度，ms2。四、落差建筑物落差建筑物：当渠道要经过坡度过陡的地段时，为了坚持渠道的设计纵坡，防止大填方和深挖方，可将水流的落差集中，并建筑建筑物来衔接上下游渠道，这种建筑物称为落差建筑物，主要有跌水和陡坡两类。凡是水流自跌水口流出后，呈自在抛投形状，最后落入下游消力池内的为跌水；而水流自跌水口流出后，受陡槽的约束而沿槽身下泄的叫陡坡。1、跌水跌水根据落差大小，分为单级跌

10、水和多级跌水两种方式。跌水由进口、跌水墙、侧墙、消力池和出口部分组成。2、陡坡当渠道过地形过陡地段时，利用倾斜渠槽衔接该段上下游渠道，这种倾斜渠槽的坡度普通比临界坡度大，称为陡坡。由进口段、陡坡段、消能设备和出口段组成。五、渠道1、渠道的作用和分类渠道是灌溉、发电、航运、给水与排水等广为采用的输水建筑物，它是具有自在水面的人工水道。渠道按用途可分为：灌溉渠道、动力渠道引水发电用、供水渠道、排水渠道和通航渠道等。2、渠道设计渠道设计包括：渠道线路的选择、断面方式和尺寸确实定，渠道的防渗设计等。渠道线路选择是渠道设汁的关键，可结合地形、地质、施工、交通等条件初选几条线路，经过技术经济比较，择优选定

11、。渠道选线的普通原那么是：尽量避开挖方或填方过大的地段，最好能做到挖方和填方根本平衡；防止经过滑坡区、透水性强和沉降量大的地段；在乎坦地段，线路应力求短直，受地形条件限制，必需转弯时，其转弯半径不宜小于渠道正常水面宽的5倍；经过山岭，可选用隧洞，遇山谷，可用渡槽或侄虹吸管穿越应尽量减少交叉建筑物。渠道断面外形，在土基上呈梯形，两侧边坡根据土质情况和开挖深度或垣筑高度确定普通用1:11:2，在岩基上接近矩形。六、渠道上的桥梁桥梁的分类方法颇多，而渠道上的桥梁通常按构造特点可分为梁式和拱式两种类型。按荷载等级可分为乡村交通桥及低规范公路桥两种类型。乡村交通桥是供行人及牛马车、小四轮迁延机或机耕迁延机行驶的