第八章 渠系建筑物

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8.1 渠道与渠首工程
一、渠道 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。它是具有自由水面的人工水道。 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： ——通航渠道：
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穿过河底的顶部应低于河谷冲刷线以下0.7m。 穿过路底的管顶填土厚度应不小于1.0m。
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8.4 倒虹吸管
三、倒虹吸管的布置要求 （2）管线布置应考虑地形、地质、施工、水流工作条 件。管线应与所通过的山谷、河流或道路正交，尽量避 免埋在填方地段。
进出口一般都设渐变段。进口前常设闸门和拦污栅 或沉砂池，便于清淤、检修以及阻挡漂浮物。
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三、有坝渠首枢纽
（一）沉沙槽式取水枢纽
枢纽组成：雍水建筑物、导流墙、冲沙闸、沉沙
槽及进水闸等。
布置要点：
——溢流坝坝顶高程以满足引水要求为准，坝顶长度取
决于泄洪时上游水位的限制； ——引水角一般约为45°角，进水闸底板应高出沉沙槽 底板1.0～1.5m； ——冲沙闸必须有一定的过水能力以增加冲沙效果和控 制流向； ——沉沙槽的布置不仅要考虑沉沙所需要的容积，而且 还要考虑冲沙防沙的效果。
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（一）渠道布置 1.地形条件 2.地质条件 3.施工条件 4.管理要求
一、渠道
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8.1 渠道与渠首工程
一、渠道
（二）渠道纵横断面设计
渠道断面设计包括： 渠道横断面设计、渠道纵断面设计。
合理渠道断面形状，应满足以下几方面具体要求
——有足够的输水能力、有足够的水位； ——有适宜的流速、有稳定的边坡； ——有合理的断面形式、综合利用； ——工程量小，降低造价； ——施工容易，管理方便。
一、渠道 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，通过技术经济比较， 择优选定。渠道选线的一般原则是： ①尽量避开挖方或填方过大的地段。最好能做到挖方 和填方基本平衡； ②避免通过滑坡区、透水性强和沉降量大的地段； ③在平坦地段，线路应力求短直。受地形条件限制， 必须转弯时，转弯半径不宜小于渠道正常水面宽5倍； ④应尽量减少交叉建筑物。通过山岭，可选用隧洞， 遇山谷可用渡槽或倒虹吸管穿越。
有梁式、拱式、桁架式、组合式及悬吊或斜拉式
（4）按槽身断面形状分：矩形渡槽、U形渡槽等。
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8.2 渡槽
三、渡槽的总体布置 渡槽的总体布置，主要包括槽址选择、渡槽类型、进 出口布置等内容。 渡槽总体布置的基本要求： 1.流量、水位满足灌区规划要求 2.槽身长度短，基础岸坡稳定，结构选型合理 3.进出口与渠道连接顺直通畅，避免填方接头 4.少占农田，交通方便，就地取材。
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二、无坝渠首枢纽 无坝渠首枢纽
河道的枯水位和流量都能满足灌溉要求时，不需 要在河道上修筑拦河坝（闸），只需要在河岸上选择 适宜地点开渠并修建取水建筑物，从河流侧面引水， 这种渠首称为无坝渠首。
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二、无坝渠首枢纽 （一）位于弯道凹岸的取水枢纽
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8.2 渡槽
一、渡槽的作用与组成
渡槽由槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等部分组成。 进出口段：
应与渐变段、渠道平顺连接。 渐变段可用直立翼墙式和扭曲翼墙的形式，防止冲刷和渗漏。
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8.2 渡槽
一、渡槽的作用与组成 渡槽由槽身、支承结构、基础及进出口建筑物等 部分组成。 槽身： 置于支承结构上，槽身重及槽中水重通过支承结 构传给基础，再传至地基。 一般为矩形或U形。包括底板、侧墙和间隔设置的 拉梁。由浆砌块石和钢筋混凝土构成。 下部支承结构： 常用重力墩、空心重力墩、排架和支承拱做成。
它的水头损失较大，而且运行管理不如渡槽方便。
适用条件：
应用于修建渡槽困难，或需要高填方建渠道的场合；
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。
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8.4 倒虹吸管
二、倒虹吸管的组成和类型 倒虹吸管的组成，一般分为进口段、管身段和出口 段三大部分。 倒虹吸管的类型： 竖井式、斜管式、曲线式、桥式。
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8.4 倒虹吸管
二、倒虹吸管的组成 管身形式和构造： 4.伸缩缝的型式主要有：平接、套接、企口接以及预 制管的承插式接头等。 平接式施工简单，但止水效果差；适用于内水压力不 大的管。 套接式止水效果好，适应变形性好；适用于内水压力 较大的管。 承插式适用于管径较小的管。
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三、有坝渠首枢纽 （二）冲沙廊道式取水枢纽 适用条件：来水量比较丰富、用水保证率高的情况。 枢纽组成：拦河闸（坝）、冲沙闸、进水闸及冲沙 廓道。 布置要点： ——按照进水闸的布置位置分为侧面引水式和正面 引水式两种布置形式； ——廓道的断面形状最好为矩形，底部和侧墙都应 用耐磨材料衬砌。
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8.2 渡槽
二、渡槽的类型
渡槽组成：由输水的槽身、支承结构、基础及进出口 建筑物等部分组成。分类： （1）按施工方法：
现浇整体式、预制装配式及预应力等；
（2）按建筑材料分类：
木渡槽、砌石、砼及钢筋砼等源自（3）按支承结构型式分：85202071467一跌水一作用和类型跌水的作用是将上游渠道或水域的水安全的自由跌落入下游渠道或水域将天然地形的落差适当集中修筑从而调整引水渠道的底坡克服过大的地面高差引起的大量挖方或填方
第八章 渠系
建筑物
8.1 渠道与渠首工程（重点） 8.2 渡槽（重点） 8.3 桥梁 8.4 倒虹吸管（重点） 8.5 跌水与陡坡
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8.2 渡槽
一、渡槽的作用与组成
渡槽：是输送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷
等障碍的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用
最广的交叉建筑物之一。
渡槽的作用：用于输送渠道水流外，还可以供排洪、
排沙和导流之用。
渡槽设计的主要内容：
选择适宜的渡槽位置和型式；
拟定纵横断面；
进行细部设计和结构设计。
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8.1 渠道与渠首工程
渠系建筑物 为保证渠道正常并安全运用，在渠道上修建的各种 建筑物，统称为渠道系统的水工建筑物，或简称渠系 建筑物。
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8.1 渠道与渠首工程
渠系建筑物的种类和作用
1.控制建筑物：进水闸、节制闸、分水闸。 2.泄水建筑物：泄水闸、溢流堰。 3.交叉建筑物：渡槽、倒虹吸管、桥梁、涵洞、隧洞等。 4.落差建筑物：跌水、陡坡等。 5.量水建筑物：量水堰、量水槽、量水喷嘴等。 6.防沙建筑物：沉沙池、冲沙闸等。 7.专门建筑物：船闸、水电站等。 8.利民建筑物：行人桥、码头、船坞等。
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8.4 倒虹吸管
三、倒虹吸管的布置要求 （3）根据管线埋设及高差大小，倒虹吸管线布置形式：
对高差不大，压力水头较小，穿越道路、河流时可 用竖井式或斜管式。
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8.4 倒虹吸管
三、倒虹吸管的布置要求 （3）根据管线埋设及高差大小，倒虹吸管线布置形式：
当岸坡较缓，管道可沿陡坡面或折线形设置，管身 为圆形混凝土管或钢筋混凝土管，管道转折处应设置镇 墩。
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沙河渡槽设计流量为320 立方米/秒，加大流量380 立方米/秒，居世界第一； 总长11．9381公里，居国 内第一；渡槽跨度30米， 同样为国内第一。
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8.4 倒虹吸管
一、倒虹吸管的特点和适用条件
倒虹吸管是输送渠水通过河渠、山谷、道路等障碍
物的压力输水建筑物。
它与渡槽相比，具有造价低且施工方便优点，不过
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8.2 渡槽
六、拱式渡槽 当渠道跨越地质条件良好的窄深山谷时，以选用拱式 渡槽较为有利。 拱式渡槽由槽墩、主拱圈、拱上结构和槽身组成。
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沙河大渡槽 进口闸效果图
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8.4 倒虹吸管
进口段包括：渐变段、拦污栅、闸门及沉砂池。
进口段与渠道平顺连接，以减小水头损失。 渐变段可以做成扭曲面或八字墙等型式，长度为3～4
倍渠道设计水深。
闸门用于管内清淤和检修。双管或多管倒虹吸管的进
口必须设置闸门。
拦污栅用于拦污和防止人畜落入渠内被吸进虹吸管。 为防止渠道水流挟带的粗颗粒泥沙进入虹吸管，可在闸门
适用条件：河岸稳定、引水量小于河道流量的25% －35%。
枢纽组成：拦沙坎、进水闸、引水渠、沉沙池等。 布置要点：取水口的位置设在弯道顶点以下水深 最深的地方；引水角一般采用30°— 50°
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8.1 渠道与渠首工程
二、无坝渠首枢纽 （二）导流堤式取水枢纽
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三、有坝渠首枢纽 （三）人工弯道式取水枢纽
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三、有坝渠首枢纽 （四）底栏栅式取水枢纽
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三、有坝渠首枢纽 （四）底栏栅式取水枢纽
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三、有坝渠首枢纽 （四）底栏栅式取水枢纽
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8.4 倒虹吸管
三、倒虹吸管的布置要求 （1）高差不大时可从渠道、河流或公路的底部穿过； 当渠道穿过较深的洪沟时，可以沿岸坡设，在满水沟 槽段采用建桥成支墩渡管得方式，或直接埋设于沟底。
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8.4 倒虹吸管
六、管路布置和构造 倒虹吸管由进口段、管身和出口段三部分组成。 管身形式和构造： 1.管身断面一般为圆形或矩形。 2.在较好的土基上修建小型倒虹吸管可不设连续座垫， 而设中间支墩。 3.对现浇钢筋混凝土管，每隔适当距离设缝一道；土 基上一般为15～20m，岩基上一般为10～15m；预制管 的每个管节就是一道缝。
与拦污栅前设置沉沙池。
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8.4 倒虹吸管
五、出口段布置和构造 出口段的构造：
出口段的布置形式与进口段基本相同。 单管可不设闸门；若为多管，可在出口段预留检 修门槽。 出口渐变段比进口渐变段稍长。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 流入下游渠道。
四、渡槽的水力计算
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8.2 渡槽
五、梁式渡槽设计 梁式渡槽槽身置于槽墩或排架上，其纵向受力和梁 相同，故称梁式渡槽。 槽身在纵向均匀荷载作用下，一部分受压，一部分 受拉，故常采用钢筋混凝土结构。 为了节约钢筋和水泥用量，还可采用预应力钢筋混 凝土及钢丝网水泥结构，跨度较小的槽身也可用混凝 土建造。
适用条件：在不稳定的河道上或坡降较陡的 山区河流，引取流量较大时使用。
枢纽组成：导流堤、泄水冲沙闸、进水闸。
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二、无坝渠首枢纽 （三）引水渠式取水枢纽 适用条件：为防止河岸冲刷变形影响时采用。 枢纽组成：引水渠、拦沙坎、冲沙闸、进水闸。 （四）多首制取水枢纽 多首制取水枢纽适用于不稳定的多泥沙河流上， 尤其是山麓性河流。
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8.4 倒虹吸管
三、倒虹吸管的布置要求 （3）根据管线埋设及高差大小，倒虹吸管线布置形式：
当穿过深河谷时，为降低管道承受的压力水头，减 少水头损失，可在深槽部位架桥，管道敷设于桥面上。
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8.4 倒虹吸管
四、进口段布置和构造
倒虹吸管由进口段、管身和出口段三部分组成。
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8.1 渠道与渠首工程
一、渠道 （二）渠道纵横断面设计
1．渠道横断面 渠道横断面尺寸，应根据水力计算确定。 渠道横断面的形状，常用梯形，它便于施工，并 能保持渠道边坡的稳定， 2．渠道的纵断面 根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置。
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