田间工程建筑物PPT汇总之渠系建筑物

农田水利配套套建筑物——部分渠系建筑物主讲人：陆伟伟刚日期：2016-12-19为了安全合理理地输配水量量以满足农田田灌溉、水力发电电、工业及生生活用水的需需要，在渠道道(渠系)上修建的水工工建筑物，统统称渠系建筑筑物。红江湖是玉林林大容山中的的一个湖，实实名叫红江水水库，是经过过人工拓展的的一个中型的的人工湖泊。。玉林有名名的红江渠就就是从红江水水库为起点，，连绵几十公公里长的依山山而建的水渠渠，为沿途几几个乡镇大批批坡地提供灌灌溉，造福一一方，解决了了当时的北市市、蒲塘等乡乡镇大遍干旱旱坡地无水灌灌溉稻种的难难题，在建成成的七十年代代，在广西曾曾经名噪一时时，被誉为广广西的“红旗旗渠”。红江渠渠系建筑物的的分类与功用用渠系建筑物的的分类1、渠道:是指为农田灌灌溉、水力发发电、工业及及生活输水用用的、具有自自由水面的人人工水道。2、配水建筑物物:渠道中用以调调节水位和分分配流量的建建筑物。3、交叉建筑物物:输送渠道水流流穿过山梁和和跨越或穿越越溪谷、河流流、渠道、道道路时修建的的建筑物。。4、落差建筑物物:即落差集中处处的连接建筑筑物。5、量水建筑物物:为了按用水计计划准确而合合理地向各级级渠道和田间间输配水量，，并为合理征征收水费提供供依据，在渠渠系上设置的的各种量水设设施。6、防洪冲砂建建筑物:为了防止和减减少渠道淤积积而在渠首或或渠系中设置置的冲沙和沉沉沙设施。。7、便民利民建建筑物。林州红旗渠渠道渠系：一个灌灌区内的灌溉溉或排水渠道道，一般分为为干、支、斗、、农四级，构成渠道系系统，简称渠渠系。30万亩以上灌区区必要时可增增设总干渠、、分干渠、分分支渠或分斗斗渠，灌溉面面积较小的灌灌区可减少渠渠道级数。灌灌溉渠道系统统不宜越级设设置渠道。灌溉渠道系统统布置应符合合灌区总体设设计和灌溉标标准要求，并并应符合下列列规定：1、各级渠道应应选择在各自自控制范围内内地势较高地地带。2、渠线应避免免通过风化破破碎的岩层、、可能产生滑滑坡及其它地地质条件不良良的地段。3、渠线宜短而而直，并应有有利于机耕，，避免深挖、、高填和穿越越村庄。渠系建筑物的的分类配水建筑物节节制闸、分分水闸交叉建筑物渡渡槽、倒虹虹吸管、涵洞洞落差建筑物跌跌水、陡坡坡量水建筑物量量水堰、量量水槽防洪冲砂建筑筑物沉沙沙池、排沙闸闸泄水闸或退退水闸便民利民建筑筑物农桥桥渠系建筑物的的特点1、量大面广、、总投资多。。2、同一类型建建筑物的工作作条件、结构构型式、构造造尺寸较为近近似。因此，对其体体型结构的合合理设计具有有十分重要的的经济意义。。本文就渠道、、渡槽、倒虹虹吸管、涵洞洞、跌水作介介绍第一节渡渡槽一、渡槽的概概念、作用渡槽：是输送送渠道水流跨跨越河流、渠渠道、道路、、山谷等障碍碍的架空输水水建筑物，是是灌区水工建建筑物中应用用最广的交叉叉建筑物之一一。渡槽的作用：：用于输送渠渠道水流外，，还可以供排排洪和导流之之用。渡槽又称高架架渠，是一组组由桥梁，隧隧道或沟渠构构成的输水系系统。用来把把远处的水引引到水量不足足的城镇、农农村以供饮用用和灌溉。世界上最早的的渡槽诞生于于中东和西亚亚地区。公元元前700余年，亚美尼尼亚已有渡槽槽。公元前703年，亚述国王王西拿基立下下令建一条483公里长的渡槽槽引水到国都都尼尼微。渡渡槽建在石墙墙上，跨越泽泽温的山谷。。石墙宽21米，高9米，共用了200多万块石头。。渡槽下有5个小桥拱，让让溪水流过。。险峰渡槽位于磁县白土土镇张二庄东东南，像一道道天上的彩虹虹横跨高家脑脑与跑马山之之间，它是跃跃峰渠的重点点工程之一。。横跨在都党党河沟上。1975年11月动工，1976年9月底完工。该该渡槽在当时时是华北地区区跨度最大的的砌石拱形渡渡槽。全长212米，主拱跨106米，地面距拱拱顶底部28.70米。主拱卷上上有12个腹拱，为2.5米半圆拱，拱拱厚0.5米，槽深为矩矩形钢筋混凝凝土结构。设设计过水流量量30立方米每秒。。另外，槽身身两侧顶部设设有1米宽人行道。。槽身共9节，每节长20米。渡槽实例地处鹤山龙口口的南北渠，，是鹤山上世世纪六七十年年代的浩大水水利工程。南南北渠通水总总长34.5公里，流经十十多条村，灌灌溉3万多亩土地，，是当地农民民心血和汗水水的结晶。由於建筑时间间的差异,南北渠形成了了不同的建筑筑风格与特点点。北渠灌溉溉设施较为完完善,大部分土渠铺铺上混凝土表表层；北渠三三凤段和南渠渠大部分是土土渠，杂草丛丛生，灌溉效效率不高。然然而令人费解解的是，地处处青文与民龙龙交界处的南南渠末段架空空渠却建造得得雄伟壮丽，，耗费了不少少人力物力，，却仅仅灌溉溉几百亩的耕耕地。南北渠上的渡渡槽南北渠上的渡渡槽南渠最最后一一段的的架空空渡槽槽，气气势恢恢弘宛宛如巨巨龙，，无论论站在在哪个个角度度，都都能感感受到到她的的壮丽丽，每每次走走到这这个地地方，，都能能找到到新的的感受受、找找到新新的审审美视视角。。特别别是日日出和和日落落的时时光，，在浓浓重的的金黄黄色调调子中中，更更能切切身感感受到到她壮壮阔苍苍凉的的美。。南北渠渠是鹤鹤山水水利工工程史史上的的里程程碑。。尽管管随着着工业业的发发展，，水库库的灌灌溉功功能在在逐渐渐削弱弱，但但南北北渠是是作为为农业业经济济发展展史上上的标标志性性建筑筑。广东江江门南南北渠渠上的的渡槽槽甘肃杨杨黄灌灌区工工程渡渡槽洛河渡渡槽南阳山山跨公公路渡渡槽军都山山渡槽槽桥二、渡渡槽的的组成成及类类型1、类型型：（1）按施施工方方法：：现浇浇整体体式、、预制制装配配式及及预应应力等等；（2）按建建筑材材料分分类：：木渡渡槽、、砌石石、砼砼及钢钢筋砼砼等；；（3）按支支承结结构型型式分分：有有梁式式、拱拱式、、桁架架式、、组合合式及及悬吊吊或斜斜拉式式；（4）按槽槽身断断面形形状分分：矩矩形渡渡槽、、U形渡槽槽等。。建成的的中铺铺电灌灌工程程干渠渠输水水渡槽槽U形渡槽槽矩形渡渡槽2、组成：：由输输水的的槽身身、支支承结结构、、基础础及进进出口口建筑筑物等等部分分组成成三、槽槽址位位置的的选择择及布布置选择槽槽址关关键是是：确确定渡渡槽的的轴线线及槽槽身的的起止止点位位置。。对地形形、地地质条条件较较复杂杂，长长度较较大的的大中中型渡渡槽，，应确确定2～3个方案案，从从中选选出较较优方方案渡槽的的总体体布置置工作作包括括：槽槽址位位置的的选择择，槽槽身支支承结结构的的选择择，基基础及及进出出口的的布置置。进出口口的布布置渡槽进进出口口前后后的渠渠道的的应有有一定定长度度直线线段，，且均均需设设置渐渐变段段和护护坡、、护底底。渐变段段的长长度一一般采采用下下列经经验公公式确确定：：L=C（B1－B2）C—系数，，进口口取1.5～2.0，出口口取2.5～3.0；B1———渠道水水面宽宽度，，m；B2———渡槽水水面宽宽度，，m。对于中中小型型渡槽槽，通通常进进口L≥4h1，出口口L≥6h2。h1，h2分别为为上、、下游游渠道道水深深。四、渡渡槽的的水力力设计计渡槽水水力计计算任任务：：是合理理确定定槽底底纵坡坡、槽槽身断断面尺尺寸、、计算算水头头损失失，根根据水水面衔衔接计计算确确定渡渡槽进进出口口高程程，并并验算算水头头损失失是否否满足足渠系系规划划的要要求。。土耳其其的引引水渡渡槽五、渡渡槽结结构上上的荷荷载及及其组组合（1）荷载载的分分类1）永久久荷载载：一一般包包括结结构自自重、、土压压力、、预应应力。。2）可变变荷载载：一一般包包括静静水压压力、、动水水压力力、风风荷载载、人人群荷荷载、、温度度荷载载、槽槽内水水重、、车辆辆荷载载。（2）荷载载组合合1）基本本组合合2）偶然然组合合3）短期期组合合4）长期期组合合六、渡渡槽设设计的的一般般步骤骤（1）收集集整理理基本本资料料，确确定渡渡槽的的安全全级别别和有有关设设计标标准。。（2）选择择槽址址和槽槽型，，并进进行平平面布布置和和纵剖剖面的的布置置。（3）进行行水力力设计计，确确定槽槽底纵纵坡和和槽身身的过过水断断面形形状、、尺寸寸及进进出口口高程程。（4）进行行纵剖剖面布布置，，选定定各组组成部部分的的结构构型式式和材材料、、分跨跨，拟拟定各各部分分的布布置尺尺寸及及高程程，绘绘制平平面图图、纵纵横剖剖面图图。计计算挖挖填工工程量量。（5）通过过方案案比较较，选选出较较优的的总体体布置置方案案。（6）进行行结构构计算算及构构造设设计，，绘制制设计计图，，并计计算工工程概概算和和总投投资。。七、梁梁式渡渡槽构构造梁式渡渡槽的的槽身身支承承于墩墩台或或排架架之上上，槽槽身侧侧墙在在纵向向起梁梁的作作用梁式渡渡槽可可分为为简支支梁式式、悬悬臂梁梁式及及连续续梁式式三种种。悬悬臂梁梁式渡渡槽又又可为为双悬悬臂、、单悬悬臂式式。(a)双悬臂臂梁式式；(b)单悬臂臂梁式式1、简支支梁的的特点点是结构构简单单，吊吊装施施工方方便，，接缝缝止水水易解解决。。但其其跨中中弯矩矩较大大，底底板全全部受受拉，，对抗抗裂防防渗不不利。。梁式渡渡槽的的跨度度不宜宜过大大，跨跨度一一般在在20m以下较较经济济2、槽身横横断面面型式式（1）矩形形槽身身1）无拉拉杆矩矩形槽槽2）有拉拉杆矩矩形槽槽3）箱式式槽身身结构构（2）U形槽身身钢丝网网水泥泥或预预应力力钢丝丝网水水泥结结构补角15~25cm1/12~1/16侧墙高高3、梁式式渡槽槽的支支承结结构支承结结构型型式有有重力力墩、、排架架、组组合式式墩架架和桩桩柱式式槽架架等。。重力墩墩：实实体、、空心心墩排架：：常用用的形形式有有单排排架、、双排排架及及A字形排排架等等几种种型式式。组合式式墩架架当当渡槽槽高度度超过过30m或槽高高较大大,则应考考虑采采用组组合式式墩架架柱桩式式槽架架其支支承柱柱是桩桩基础础向上上延伸伸而成成的4、渡槽槽的基基础可分为为浅基基础和和深基基础两两种。。埋置置深度度小于于5m的为浅浅基础础，大大于5m的为深深基础础。浅基础础常采采用刚刚性基基础或或整体体板式式基础础（柔柔性基基础））；深基础础一般般采用用桩基基础或或沉井井基础础。(a)(b)图10-24深基础（a）钻孔桩基础(b)沉井基础八、拱拱式渡渡槽拱式渡渡槽与与梁式式渡槽槽主要要区别别在于于槽身身与墩墩台之之间增增设了了主拱拱圈和和拱上上结构构。主拱圈圈是主主要承承重结结构，，拱圈圈两端端支承承在槽槽墩或或槽台台上，，拱上上结构构将上上部荷荷载传传递给给主拱拱圈，，主拱拱圈对对墩台台产生生较大大的水水平推推力。。按照主主拱圈圈的结结构型型式可可分为为：板板拱、、肋拱拱和双双曲拱拱；按主拱拱圈设设铰数数目可可分为为无铰铰拱、、双铰铰拱和和三铰铰拱；；按使用用材材料分分为砌砌石、、混凝凝土等等拱式式渡槽槽；根据拱拱上结结构型型式的的不同同，拱拱式渡渡槽可可分为为实腹腹式和和空腹腹式两两类。。九、进进出口口建筑筑物1.槽身与与填方方渠道道的连连接斜坡式式--根据连连接段段的支支承方方式不不同，，又可可分为为刚性性连接接和柔柔性连连接两两种。。挡土墙墙式--将边跨跨槽身身的一一端支支承在在重力力挡土土墙式式边墩墩上，，并与与渐变变段或或连接接段连连接。。2.槽身与与挖方方渠道道的连连接图10-44槽身与挖方渠道的连接1—槽身；2—渐变段；3—连接段；4—地梁；5—浆砌石底座第二节节倒倒虹虹吸管管倒虹吸吸管是是输送送渠水水通过过河渠渠、山山谷、、道路路等障障碍物物的压压力输输水建建筑物物。倒虹吸吸实际际上就就是一一个连连通器器，流流水在在障碍碍物的的下方方，利利用高高差，，从下下面的的封闭闭管道道中流流过。。因为为像一一个倒倒置的的虹吸吸管，，故称称为““倒虹虹吸””。在在水工工工程程中经经常使使用倒倒虹吸吸，小小的如如通过过一条条公路路的下下方，，大型型的如如南水水北调调的穿穿越黄黄河的的倒虹虹吸。。扶风的的韦水水倒虹虹，是是宝鸡鸡峡引引水工工程总总干渠渠跨越越韦水水的重重大建建筑工工程。。整个个虹身身长度度达880多米，，最大大水头头可达达70米。其其中，，水头头在50米以下下为钢钢筋混混凝土土管结结构，，管长长622.9米;水头在在50米以上上为钢钢管,管长257.3米,内径2.9米。韦水倒倒虹唐河倒倒虹吸吸工程程交叉型型式为为渠穿穿河倒倒虹吸吸。设设计流流量为为135立方米米／秒秒加大大流量量为160立方米米／秒秒倒虹吸吸枢纽纽由退退水闸闸、倒倒虹吸吸、节节制闸闸和导导流堤堤等部部分组组成倒虹吸吸管身身采用用三孔孔一联联钢筋筋混凝凝土箱箱型结结构，，单孔孔断面面5.5×5.7米。交交叉叉断面面以上上控制制流域域面积积4578平方千千米，，100年一遇遇洪洪水设设计，，300年一遇遇洪水水校核核。工工程等等别为为I等，主主体建建筑物物为1级，地地震基基本烈烈度为为6度。昆明市市掌鸠鸠河引引水供供水工工程倒倒虹吸吸倒虹吸吸的输输水管管道全全部为为钢管管，钢钢管设设计内内径2.2米。钢钢管壁壁厚根根据承承压水水头从从上而而下逐逐级递递增，，两端端顶部部钢管管壁厚厚14毫米，，最低低处钢钢管壁壁厚32毫米。。南水北北调中中线工工程孟孟良河河渠道道倒虹虹吸1、倒虹虹吸的的特点点及使使用条条件倒虹吸吸管与与渡槽槽相比比，可可省去去支承承部分分，造造价低低廉，，施工工较方方便；；当埋埋于地地下时时，受受外界界温度度变化化影响响小；；属压压力管管流，，水头头损失失较大大；利利于河河道泄泄洪。。在小小型工工程中中应用用较多多。当渠道道与障障碍物物间相相对高高差较较小，，不宜宜修建建渡槽槽或涵涵洞时时，或或当渠渠道穿穿越的的河谷谷宽而而深，，采用用渡槽槽或填填方渠渠道不不经济济时，，可采采用倒倒虹吸吸管。。2、倒虹吸吸管的类类型按管身断断面形状状：圆形形、箱形形、拱形形；按使用材材料：木木质、砌砌石、陶陶瓷、素素混凝土土、钢筋筋混凝土土、预应应力钢筋筋混凝土土、铸铁铁和钢板板等。圆形管具有水流流条件好好、受力力条件好好的优点点，在工工程实际际中应用用较广，，其主要要用于高高水头、、小流量量情况。。箱形管分矩形和和正方形形两种，，可做成成单孔或或多孔。。其适用用于低水水头、大大流量情情况。直墙正反反拱形管管的过流能能力比箱箱形管大大，主要要用于平平原河网网地区的的低水头头、大流流量和外外水压力力大、地地基条件件差的情情况，其其缺点是是施工较较麻烦。。3、倒虹吸吸管的布布置与构构造倒虹吸管管一般由由进口、、管身、、出口三三部分组组成。1）进口：：(1)竖井式：：一般般常用于于压力水水头小（（小于3～5m）及流量量较小的的过路倒倒虹吸管管（图10-45），其优优点是构构造简单单、管路路短、占占地少、、施工较较易，而而水流条条件较差差、水头头损失大大。井底底一般设设0.5m深的集沙沙坑，以以便清除除泥沙及及维修水水平段时时排水之之用。图10-45竖井式倒虹吸管（2）斜管式式（图10-46）为改善竖竖井式的的水流条条件,将竖井变变为斜管管。其水水流条件件好，施施工简便便，工程程中应用用较多。。其主要要适用于于穿越高高差较小小渠道或或河流。。图10-46斜管式倒虹吸管图10-50进口前沉沙池图10-51出口段布置4、倒虹吸管管的水力力计算倒虹吸管管为压力力流，其其流量按按有压管管流公式式进行计计算。倒虹吸管管水力计计算是在在渠系规规划和总总体布置置的基础础进行，，其上下下游渠道道的水力力要素、、上游渠渠底高程程及允许许水头损损失均为为已知。。水力计算算的主要要任务是是确定管管道的横横断面尺尺寸与管管数、水水头损失失、下游游渠底高高程及进进行进出出口的水水面衔接接计算。1）确定横横断面形形状及管管数2）横断面面尺寸管内的最最大流速速由允许许水头损损失控制制，最小小流速则则按挟沙沙流速确确定。初选流速速后，可可按设计计流量由由公式A=计算所需需过水断断面积A。3)水头损失失计算及及过流能能力校核核倒虹吸管管的水头头损失包包括沿程程水头损损失和局局部水头头损失两两种。按通过设设计流量量计算水水头损失失Z后，与允允许的[Z]值进行比比较，若若Z等于或略略小于[Z]时，则说说明初拟拟的V合适，否否则，另另选V，重新计计算，直直到Z≈[Z]。4．下游渠渠底高程程的确定定参照类似似工程的的运行经经验，选选定一个个合适的的水头损损失Z，据此确确定下游游渠底设设计高程程。确定的下下游渠底底高程应应尽量满满足：①通过设设计流量量时，进进口处于于淹没状状态，且且基本不不产生雍雍水或降降水现象象；②通过加加大流量量时，进进口允许许产生一一定的雍雍水，但但一般不不宜超过过30～50㎝；③通过最最小流量量时（按按最小不不利情况况输水）），管内内流速满满足不淤淤流速要要求，且且进口不不产生跌跌落水跃跃。5．进口水水面衔接接计算（1）验算通通过加大大流量时时，进口口的雍水水高度是是否超过过挡水墙墙顶和上上游渠顶顶。（2）验算通通过最小小流量时时，进口口的水面面跌落值值是否会会在管道道内产生生不利的的水跃情情况。第三节涵涵洞洞交叉建筑筑物，，在水渠渠通过公公路的地地方，为为了不妨妨碍交通通，修筑筑于路面面下的过过路涵洞洞，让水水从公路路的下面面流过再再翻到地地面上来来。它是是根据连连通器的的原理，，常用砖砖、石、、混凝土土和钢筋筋混凝土土等材料料筑成。。它是路路堤通过过洼地或或跨越水水沟，或或为把路路基上方方的水流流宣泄到到下方时时，而设设置的横横穿路基基的小型型地面排排水结构构物。涵洞主要要指的是是不设闸闸门的输输水涵洞洞与排洪洪涵洞，，其一般般由进口口、洞身身、出口口三部分分组成。。涵洞洞40m涵洞青藏铁路路路基下下的涵洞洞工作特点点渠渠道上上的输水水涵洞，，一般是是无压的的，上下下游水位位差也较较小，其其过涵流流速一般般在