倒虹吸专题
大型渠道倒虹吸设计探讨
杨国旗石自堂
（长江水利委员会规划处武汉市430010）（武汉水利电力大学）
摘要针对大型渠道倒虹吸流量大水头紧等特点，根据实际情况分别对进出水口渐变段进行了优化设计，以减少其水头损失。同时对进水口前池、底部高程、闸墩、胸墙、控制水闸的布置以及管身形式提出了合理的设计意见．
关键词渠道倒虹吸水闸
倒虹吸是经过山谷、河流、洼地、道路或其他渠道的压力输水管道，是一种渠道交叉建筑物。由于倒虹吸具有工程量少、施工方便节省动力及三材、造价低等特点，在各国农田水利建设中得到了广泛的应用。小型倒虹吸各地应用较多，设计、施工都较为成熟，问题不大。下面结合南水北调中线西赵河渠道倒虹吸工程设计实施，对大型渠道倒虹吸设计中的几个问题进行探讨．
西赵河渠道倒虹吸为一级建筑物，由进口连接段、管身段、出口连接段三部分组成，管身布置为 6孔 6.8m ×6.8 m方管．河道百年一遇洪峰流量为 1870 m3／s，倒虹吸管设计流量为 750m3／S，总水头0.32m具有流量大，水头紧等特点．其纵剖面布置示意图见图1。
倒虹吸总水头损失计算公式如下：
h w＝z＋v12/(2g)- v22/(2g)+h1渐+ h2渐
式中 h w——倒虹吸总水头损失(m)
z——倒虹吸管道进出口水头差(m)
v1——倒虹吸上游渠道的水流平均流速(m/s)
v2——倒虹吸下游渠道的水流平均流速(m/s)
h1渐——上游渐变段水头损失(m)
h2渐——下游渐变段水头损失(m)
l 进出口渐变段的设计
对于按照渠系规划给出了一定水头的倒虹吸工程而言，渐变段消耗水头越多，管身允许消耗的水头将越少，这将使管身断面加大，增加建筑物投资，因此必须对进出口渐变段进行优化设计．为此，对西赵河渠道倒虹吸作了模型试验，以寻求使水流能平稳过渡，又使水头损失较小的连接段形式．
渐变段长度不宜过长，当渐变段长度达到一定值［L=2(B1-B2) B1、B2分别为渐变段始末端断面的水面宽］时，再增加渐变段长度已对减少水头损失效果不大。
同时，渐变段底坡不宜过大．从试验中发现，渐变段在铅直方向的变化所造成的水头损失超过在水平方向变化所造成的水头损失，底坡越大水头损失越大．例如．当进口底坡分别为i ＝0.033和i＝0.057，流量 Q=630 m3／s，其他边界条件完全一样时，两者水头损失差5.4 cm．所以当渐变段进出口底部高程相差较大时，宜适当增加渐变段长度，这样可减少渐变段底坡，从而减小水头损失．
经过方案比较，西赵河渠道倒虹吸进出口渐变段选用直线扭曲面，该形式具有水头损失小，工程量小，便于施工放样等特点．进出口渐变段底坡均布置为平坡，进口渐变段长 60m，出口渐变段长75m。
2 倒虹吸进水口前池及底部高程
前池指倒虹吸管与渠道连接的过渡段，通常认为前池宽度与深度的变化对倒虹吸的影响不大．但在模型试验中发现，对不同宽度与深度的前池，其水头损失相差较大。因为前池宽度较大，特别是当前池宽度大于倒虹吸管总过水宽度时，渠道水流进入前池后，水流产生大范围的回流，有时还出现吸气漩涡，造成较大的水头损失．例如：西赵河渠道倒虹吸将进口渐变段变为前池，流量 Q=630 m3/s，其他边界条件完全一样时，两者水头损失差3.4 cm．倒虹吸进口还须满足小流量淹深的要求，因此进口底部高程需进行适当的降低．
由于南水北调中线总干渠为常年引水，渠道水深基本保持在渠道设计水位，同时为减少水头损失，西赵河倒虹吸进口不设前池，进口底部高程不降低．
3 闸墩及胸墙设计
墩头形状对水头损失有一定的影响．流线形墩头在闸门全开时水头损失比半圆形墩头要略小，但闸门不全部开启时，流线形墩头对进水口水流影响较半圆形墩头要大水头，损失显著增加。例如：当流量 Q＝135 m3/s，只开两侧两扇闸门，其他边界条件完全一样时，流线形墩头比半圆形墩头水头损失大12.4 cm．西赵河渠道倒虹吸选用半圆形墩头。该形式水头损失不大，受闸门开启影响小,水流较为平稳。
胸墙的布置位置及形式对水头损失有一定的影响．胸墙布置与孔口齐平[见图2（a）］比胸墙布置靠后［见图2（b）］水头损失要小。例如：西赵河渠道倒虹吸流量 Q=630 m3/s，其他边界
条件完全一样时，胸墙靠后布置比胸墙靠前布置时水头损失大 3.9cm．直立式胸墙［图 2（c）］比向后倾斜布置的胸墙［见图2（d）］水头损失要小．其原因主要是水流受到胸墙的阻挡，易形成倒转流层而导致漩涡的产生，增加水头损失．西赵河渠道倒虹吸胸墙布置为直立式胸墙，位置
与倒虹管孔口齐平。
4 控制水闸布置
倒虹吸进出水口均布置有水闸，控制水闸可以布置在管身上游也可布置在管身下游。经过试验比较发现：控制闸门布置在上游，进水口水流不平稳，管内掺气，管内发生水跃；而布置在管道出口，既便于工程管理，又避免了上述不良水流流态，并可保证上游渠道正常水深。设计中控制水闸布置在管道出口。
5 管身形式
管身有圆管、方管等形式．由于圆管施工较复杂，不宜现浇制模，同时会增加管座的工程量，故采用矩形孔口多孔一联的形式．该形式施工较方便，亦不需对地基进行特殊处理。
6 管身检修
大型渠道倒虹吸管身检修比一般倒虹吸要复杂．因为大型渠道倒虹吸上部荷载大，单孔检修将导致较大的不均匀沉降。因此，西赵河渠道倒虹吸采用三孔一联同时检修的方法进行。检修期为枯水期．
7 涌波及掺气
渠道水流进入倒虹吸管，从无压流变为有压流，渠道水流受到包括胸墙、闸墙及上游渐变段在内的边界条件的影响，靠表层的水流受到了阻挡或干扰，便产生了水面波动。如果渠道水流属于缓流，那么水面波动将向上游传播，形成涌波。模型试验发现：小流量时，不出现涌波；当流量超过500 m3/s时，上游渠道出现涌波，涌波高度为59 cm；当流量达630 m3/s 时，涌波高度为72cm。
倒虹吸管的掺气是指进水口的水流受到闸墩、闸槽及其他边界条件的影响，水面出现强烈扰动，而出现浪花、气泡回流以及不平顺的水流流态所产生的漩涡吸气，使空气随水流带入倒虹吸管内，形成管道水流掺气．从西赵河渠道倒虹吸模型试验可以发现：当管道全开时，管内
一般不掺气，但当管道不全开时，就会产生掺气。
由于总干渠为全衬砌渠道，不存在渠道边坡淘刷的问题，只须保证在最高水位时，涌波不超过渠顶高程即可。
防止或减少掺气的措施有：①控制闸门布置在倒虹吸出口；②设计合理的进水口，使进水口处的水流平顺，限制进水口处流速，进水口边界尽可能采用流线形；③采取正确的管理方式。控制闸门开启，要力求均匀不能为操作
简单而在小流量时只开启部分闸门。只有将闸门全部均匀开启才能保证进口段水流平顺及减少进口处的水流流速，避免水流方向与倒虹吸管不平行而斜向入流，从而防止闸前绕流、回流及吸气漩涡。
西赵河渠道倒虹吸上游总干渠堤顶高程为校核水位加15m，涌波不超过渠顶．同时为了防止或减少掺气，控制闸门布置在倒虹吸出口处，倒虹吸进口渐变段及其他边界均力求平顺．工程管理上，总干渠水位基本保证在正常水位下运用，控制闸门对称均匀开启。
8 其他
大型渠道倒虹吸水力计算按逐段列出能量方程的方法推求水面线，但必须考虑闸墩的阻水作用。结构设计一般按弹性地基梁上的框架结构计算。
总之，大型渠道倒虹吸的设计比一般倒虹吸设计更复杂，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。
深沟大跨度倒虹吸工程中的若干问题
候佩瑾傅敬娥
（山西省水利科学研究所）
摘要流量大、深沟大跨度的倒虹吸工程在丘陵山区长距离输水工程中经常出现。此类工程水力学问题很复杂，不可忽视。本文主要反映引黄工程中北干渠源子河1#倒虹吸水力学试验中出现的一些主要问题以及处理措施。其中（1）倒虹吸口前池的水流波动及稳定措施；（2）倒虹吸空管时不同充水流量的流态及其安全措施；（3）倒虹吸管的水头损失。
关键词倒虹吸工程水力学问题水工模型试验
1 概述
丘陵山区长距离输水工程中，跨沟跨河的渡槽或倒虹吸工程是相当多的。对于流量大、深沟大跨度的倒工吸工程，有些水力学问题很复杂，也不可忽视。引黄入晋工程中北干渠源子河1#倒虹吸工程就是一例。
该工程设计过水能力Q=16m3/s，管径υ=2.6m，进口前池与宽2.8m、高3.7m的门洞式涵洞相连接，出口经消力池后接2.8m×3m的埋涵。倒虹吸全长330m，进口轴线高程1125.31m，出口断面轴线高程1124.133m，平管底高程1079.5m，底坡i=1/550。如图1。倒虹吸采用预制钢筋混凝土管，糙率取n=0.014。
图1 源子河1#倒虹吸工程布置图
由于该工程跨度大，且充水时最大水头近50m，问题进行了长度比尺为L y=21.4的整体正态水工模型试验。通过试验对设计运行中的有关水力学问题进行了研究与改进。
2 进口前池中的水力学问题
倒虹吸进口要求水流稳定，流速分布均匀，一般要设前池。对于大型工程更是必要的。2.1 原方案及存在问题
由于前池扩散段底坡比较陡，i=0.533，涵洞出口流速比较大（v=2m/s），故在前池入口陡坡上水流发生与底板分离现象，表层流速大，底部流速小，且近底处为负流速，负值最大达0.66m/s。由于表层流速大，至倒虹吸进口处，水流受胸墙阻挡，引起了前池水面波动及侧向回流，流量越大、波动越大，当流量Q=9~15m3/s时，波高达0.3m以上。两侧形成连通立轴漩涡，直径约0.5m，前池流速分布如图2（1）所示。
图2 前池流速分布图
由于前池中水流波动，流态不稳定，引起倒虹吸及其出口消力池中水流也不稳定。为此，进行了修改及消波处理。
2.2 修改方案
为改善前池中流速分布，减少倒虹吸管进气及水面波动，将前池长度由6m增加至10m，池与管口底改为1：1斜坡。
试验表明，前池底部负流速有所减少，但流速分布仍是主流在上部，水面波动及漩涡情况改善不大。
为调整流速分布，改善流态，在前池进口扩散段近水面高度位置加二层整流板，迫使主流下移。如图2（2）。修改后断面流速垂线分布有了很大改善，主流下潜，消除了池底及胸墙处的负流速，水面波动明显减小，在过设计流量时（Q=15m3/s），水面波高减小到0.1m以下，水面平稳，漩涡消失，出口消力池中流态也得到了改善。
3 倒虹吸管中流态
3.1 恒定流运行时的流态
倒虹吸管在正常运行状态时，管内呈满流承压状态，水平管承压近500kPa。
但若采用某级流量充水，且维持该水流量运行时，在管内某一部位出现残留的气囊或气泡。如Q=4~5m3/s时，在水平管顶部残留有细长气囊；Q=7~8m3/s时，在竖管中残留有大量的直径约0.1m~0.03m的气泡,上下飘移，难以排出，。这些气泡或气囊，主要是由于空管充水时残留的气体所形成，两端压力接近时不易排出。而当增大或减小运行流量即打破其平衡时气囊或气泡即消失。因此，当用某级流量充水后，应改变流量，使气泡排出倒虹吸管外再转入正常运行流量。
3.2 空管充水时流态
3.2.1 当大流量充水时
当充水流量大于2/3设计流量时（Q＞9m3/s），水流经上90度弯管进入竖管后，渐成散开状下跌，除散开的水股互相撞击外也直接击打管壁，竖管出现严重的振动现象。约50m高差的水流在下90度弯道底部汇集而成高速水流，贴管底部流动，流速达20m/s以上，直至平管末端，当管末端充满水后，满管段逐渐自后向前推移，在满管前部和高速水流相接处出现自下向上平稳上升，上游竖管内由于水股跌落掺进大量空气及充水过程中排出之空气，形成了水气混合体，这样减小了实际过水断面，减小了进入竖管的流量，若前池无控制水位的溢流堰，则水位随之升高，如若用11m3/s流量充管时，则可使涵洞变成压力流。由于前池水位的升高及竖管中空气的排出，逐渐增加了过水能力，当倒虹吸水能力达到上游来水时，前池水位达到最高，之后随着过水能力的增加而前池水位逐渐回落，直至恢复到正常稳定过水状态。
3.2.2 当小流量充水时
当充水流量小于1/3设计流量时（Q＜6m3/s），水流入竖管后分散较充分，对管壁冲刷力小，由于充水速度慢，管中空气能随充水过程而由进口和排气孔中排出。因而，前池基本不产生严重雍水现象，对涵洞安全也不必耽心。
3.2.3 当中等流量水时
中等流量（Q=6~9m3/s）充水时，流态介于上述二者之间，对倒虹吸管道及前池安全不太有利，同时，在竖管气水混合体，其气泡难以排出。
以上可以看出，空管充水时，必须注意其充水流量的选择，试验证明，充水流量不宜过大，最好采用小于1/3设计流量为宜。为防止明流涵洞出现承压流现象，在前池设限制水位的溢流堰是必要的。同时，为保证管道在正常运行时管内流态稳定，最好在充水完毕后，再改变一下流量以排出管内残留气体。
4 倒虹吸管的水头损失
倒虹吸管中的水头损失对于工程的运行有着很大的影响，如设计时损失考虑过大，则会在运行时前池水位降低，影响其进口流态，若考虑过小，则会在运行时前池水位抬高。通过整体模型试验发现水平管的沿程水头损失与设计考虑值比较接近。设计条件时，误差仅3%，而局部损失则模型中实测值与按手册给出的系数计算值有着较大的差别。现将几个主要部分的局部水头损失与流量的关系绘于图3。图3中也给出经验系数计算值。
图3 局部水头与流量关系
由图3看出：（1）模型实测值与经验系数值有一定差别，特别是进口与出口判别较大，流量越小判别越大；（2）由水工设计手册和给排水手册所查得之90度弯头损失系数判别也很大，给排水手册所查值接近于模型实测值；（3）倒虹吸上弯头损失与下弯头损失值有一定差别。上弯头损失大于下弯头损失，说明二者流态有着一定的差别。
5 束语
(1)对于大跨度、大落差、大流量的倒虹吸管，其结构与流态都是十分复杂的，尤其是上游为直立竖管的情况更为复杂。因此，在有条件时，尽力避免采用，最好将上游管考虑一定坡度。
(2)空管充水方式及充水流量对倒虹吸管中流态十分重要，根据试验，当空管充水时，其充水流量不宜过大，最好控制在小于设计流量的1/3为宜。
(3)前池态对倒虹吸的正常运行有着重要影响。在本工程中，当试验提出加导流板改善池中流态及流速分布的措施，可供有关工程参考。
(4)各部位的水头损失随结构及管中流态而有所不同，在选择其经验系数时应十分注意，重要工程最好通过模型试验确定为好。
(5)鉴于大型倒虹工程的地形地质条件及水力学条件的复杂性,其工程结构的布置设计都有其本身的特点。为保证工程做到经济合理可靠的目的,最好能通过水工模型试验加以论证及优
化。
矣则河水库跨南盘江倒虹吸拱管设计
席春
（玉溪市水利水电局）
ｌ前言
华宁县盘溪矣则河水库，自1995年5月蓄水以来，盘溪大沟发挥了灌溉效益，在保证率Ｐ=７５％的情况下，每年尚多余水量５００多万m3。而南盘江东岸片区冒洞沟以上林场等地尚有６３７５亩肥沃土地面积严重缺水。为充分利用水资源，拟建过江倒虹吸管跨越南盘江，“西水东调”解决江东片的灌溉问题。
“西水东调”工程主要建筑物有：渠道１０.５２ｋm、渡槽44ｍ、倒虹吸1.836ｋm，总长12.4ｋm。其中，过江倒虹吸管长746.407ｍ，管径500mm和500ｍｍ，流量０.５ｍ3／s、落差１１.１５ｍ、最大工作水头１０５ｍ。过江桥段采用拱管型式布置，其结构设计，具有新颖的特点。
２工程布置
把水从江西跨越南盘江输送到江东的工程方案较多。根据工程实际，结合多次踏勘，并经水文分析、地质勘察后，确定“西水东调”工程线路选择在南盘江两岸工程地质条件较好、跨度相对较窄处（江面宽68ｍ），采用拱形管道代桥输水。利用拱管本身的强度来跨越南盘江，中间不需另架桥支承，从而，结构简单、施工方便、造价经济。
过江倒虹吸管设计通过流量０.5m３／ｓ。经水力计算，江西、江东两岸采用υ500mm的钢管。为加强侧向稳定，跨江拱管采用两根υ400mm钢管，两管轴间距１.5m，其间设２０#槽钢联系梁稳固。拱管中段管壁厚１０mm，向两端逐渐增厚到１６mm。拱管矢跨比１／８矢高９.0ｍ、半径76.5m、半圆心角２８°04′21″、弧长７４.９６４ｍ、跨度７２.0ｍ。布置草图如下：
拱形跨江管道布置示意图
３荷载组合及计算指标
３.ｌ荷载组合
3.1.1作用于拱平面内沿拱轴均布的垂直荷载，包括管重、水重及均化为线荷载的联系梁自重ｑ＝０.３（t/m）。
3.1.2垂直于拱平面沿拱轴均布的水平风荷载ｐ＝0.008（t/m）。
3.1.3温度变化所产生的内力。
根据《不良条件管道工程设计与施工手册》，在一般情况下，拱形管道采用以上三项荷载作为计算荷载。
3.2计算指标
工程区域的基本风压值取W0=30（kg/m2），则水平风线荷载Ｐ=Ｋ·Ｋ2·W0·ｄ=16（kg/ｍ）。其中：Ｋ＝1.02、Ｋ2=1.2分别为风载体型系数和风压高度变化系数。即作用于单管的P=8（kg/m）=0.008（t/m）。
考虑温差变化为△ｔ=20（0C），对于A3钢，计算温度下的弹性模量E=2.05×07（t/m）；线膨胀系数α＝1.18×10-5（m／ｍ·Cｏ）；使用温度下的屈服强度σt＝233.5MPa，允许计算强度σc=ｍ·ｍ1·σt＝189MPa。其中：ｍ=0.9，
ｍ1＝0.9分别为工作条件系数和材料匀质系数。
拱趾处管壁厚16mm，其截面积F＝0.021m２，截面轴惯矩J=4.53×10-4ｍ４,截面模量Ｗ＝2.1×10-3m３，回转半径i=0.15ｍ。
４强度计算
4.1在拱趾处力的计算简图
4.2强度核算
4.2.1应力校核
压应力σ＝Ｎ/Ｆ＋Ｍ/Ｗ=(N ｇ+ Ｎｔ）/Ｆ十2
2)(Mp Mt Mg ++/W=3931（t/M 2）
=38.56MPa
剪应力τ=Q/πr 0δ+Mk ·r/2πr 3
0δ
(δ=0.016m;r —外半径为0.216m;r 0—平均半径为0.208m) Q=
2
2)(Qp Qt Qg ++=0.75
则τ=57.4（t/m 2
）=05.563Mpa 折算应力σ3=
2
3τσ+=3932（t/m 2
）=38.57Mpa
σ3<σc =189Mpa
即折算应力小于允许计算强度，满足强度要求。 ４.２.２稳定性校校 当量计算长度： S 0=Φ·R
2
)/(25.11πФ+/[1-（Φ/π）2
]=38.996(m)
长细比： λ= S 0/i=38.996/0.15=260
相对偏心距系数： ｅ１＝η1［（ Ｍp/N+2ΦR ／1000）F/W+0.05］ 当λ>150时，η1=1.0
则 e 1=(Mp/N+2ΦR/1000)F/W+0.05=2.36 稳定性验算应力σ1
当 ｅ1 ≤４时，按偏心受压计： σ1＝Ｎ／Ｆ·ΨBH
ΨBH 一偏心受压构件承载能力降低系数．取０.０８５；
则σ1=（24.85＋0.33）/（0.021× 0.085）=14106（t/m ）2
=138.38MPA σ1<σc =189ＭＰａ
即稳定性验算应力小于允许计算强度，满足稳定要求。
５结语
该倒虹吸拱管于1997年１２月１８日正式动工安装，１２月27日安装完成，历时１０天。建成后的拱管空管在侧向水平风荷载作用下，有振颤现象，充满水后，振颤消失。目前，拱管处于安全正常运行之中。
长倒虹吸的模型设计
孟庆义
（北京市水利科学研究所）
摘要结合长虹倒吸的工程特点，重点论述了“缩短管长”的模型设计方法及模型的缩尺影响，并给出此方法应用的工程实例。
关键词倒虹吸模型试验重力相似定律水头损失
1 概述
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。如山东省引黄济青工程全长290km 有倒虹吸36座，规划中的南水北调中线工程也有倒虹吸70余座。其中，由于地形地质条件的复杂，长倒虹吸越来越多见，管线长度在1km 以上的长倒虹吸已屡见不鲜。为合理分配建筑物的水头损失，优化建筑物的结构形式，目前仍以水工模型试验作为主要技术手段。因此，倒虹吸特别是长倒虹吸的模型试验在工程初步设计阶段起着重要作用。长倒虹吸模型试验主要解决的问题是：（1）观测进出口的水流流态及流速分布，优化进出口的体型；（2）观测倒虹吸各部分的水头损失及水位流量关系，验证其过流能力；（3）各级流量下进出口闸门的运用方式。此外，还要根据工程特点解决一些具体问题。如在多沙渠道中观测泥沙在倒虹吸内淤积情况；高水头、高流速的倒虹吸管道的震动等。
长倒虹吸的工程特点，使其在模拟手段及试验方法上均有一定的特殊性，必须在模型设计阶段充分考虑。 2 长倒虹吸模型设计
倒虹吸进出口的水流问题，重力是主要作用力，故应用重力相似定律。根据倒虹吸管横断面的尺寸，模型比尺一般为1/20~1/30。如按此比例，则一般试验室无法满足模型长度和布置要求，因此需采用缩短管长的模型设计方法。目前应用较为普遍的有两种方法。一是正态与变态相结合
［1］［2］
,即倒虹吸的进出口段为正态，而管身段横断面内二维比尺为1/L r ，沿水流方向的比尺则取
为1/（mL r ）（m 为变率，m ＞1）。这种方法需要人工均匀加糙，或采用相对粗糙的模型材料，考虑缩短中，沿程水头损失起主要作用，则：
h f =λL/4R ·V 2/2g （1）
式中：λ=8g/C 2，C=1/n ·R 1/6，代入上式得：
h f =（n 2LV 2）/R 4/3 （2）
于是对缩短段，有
（h f ）r=〔n 2r ·（mLr ）·V 2r 〕/R 4/3r （3） 由于，r
L Vr
=
，R r =L r 显然，要满足进、出口的水头损失相似，沿程各点的压力相似，即
(h f )r =L r ，则缩短段的糙率比尺应为r r L m n 61
?=
。实际应用中，可先标定所选材料或加糙方案的糙
率，由此得出管子长方向的变率m ，检验缩短后的模型是否合适，直到满足要求为止。 另一种是采用等效损失替代的方法，即在模型上安装可调节阀门等局部阻力部件，使其局部水头损失等效于缩短段的总水头损失
［3］［4］
。这种方法简单易行，但阻力阀门前后要有足够长的过
渡段，以保证出口的水流不致受到阻力阀门前后水流的影响，即满足进出口的流态相似。 值得注意的是，长倒虹吸管身段常常含有局部体变化，如平面弯道、垂向折弯或肘管等，形
体阻力虽有类似的经验公式计算，但远不足作为设计的依据，目前仍依靠水工模型试验来确定其局部水头损失系数。因此在确定缩短段的总水头损失时，沿程水头损失可计算得出，局部水头系数应通过单孔局部模型实测确定。
在研究倒虹吸管内部水流情况时，则必须保证紊流的雷诺数位于阻力平方区，以同时满足重力和阻力相似。按重力相似定律设计模型，为保证原型和模型间阻力相似，使水力坡降一致，必须使原型和模型间包括粗糙度在内的边界条件完全相似，即要求管道的相对粗糙度相等（△/R）=1或糙率比尺满足n r=L r1/6。但事实上，由于长倒虹吸的设计流速均较低（不仅限于长倒虹吸），r
模型中水流不一定达到阻力平方区，因此必须考虑低雷诺数时由水流粘滞性引起的缩尺影响，修正由此而来的试验误差[5][6]。以沿程水头损失为例，其修正值可按下值确定：
△h f=（λm-λp）L/4R·V2/2g （4）
式中：λp=8gn2/R1/3，λm可通过模型实测或由莫迪图查得，也可根据水流流区采用不同的计算公式。如模型水流处于光滑管区，可用布拉休斯公式（λ=0.3164/Re1/4）或谢维列夫公式（λ=0.25/Re-0.226）等计算。
3 工程实例
3.1 工程概况
南水北调（中线）工程北京段贺照云—小清河倒工吸长8345m，设计为5孔，管孔采用正方形加管角贴角断面形式，每孔宽与高均匀为4.2m，贴角宽与高均为0.3m，实际过水断面面积5×17.46m2。整个工程包括进口过渡段、进口闸室段、管身段、出口闸室及过渡段，其下游与大宁暗渠相接。其中管身段平面上有三个弯道，纵断上底坡变化较多。倒虹吸上下游渠底高程分别为50.42m和48.827m；进出口闸室底高程分别为48.420m和48.827m。本倒虹吸特点是管道长、流量大、流速低、水头差小。设计流量70m3/s，开4孔运行，上下游水位分别为54.37m和52.74m，水位差1.635m；加大流量为90m3/s，全开5孔运行，上下游水位为55.436m和53.71m，水位差1.726m。
3.2 模型设计与试验
模型按重力相似准则设计，其长度比尺选定为1/22.83。照此比尺，模型总长度应有370m左右，而现有试验地条件显然不能满足要求。因此采用缩短管长的模型设计方法，将整体模型进行了缩短管处理，缩短后的模型总长约44m。进出口采用灰塑料板制作，管身段采用有机玻璃制作。整体模型包括以下三部分：
——首部模拟段：含部分上游渠道、进口过渡段、闸室段、进口管身段（桩号48+590~49+020）。
——等效损失替代段（管身缩短段）：模型上由阻力调节阀及前后过渡段组成，相当于原型倒虹吸中部长7613m（桩号49+020~56+633）的管身段。
——尾部模拟段：包括出口管身段、出口闸室段（桩号56+633~56+950）及部分下游渠道。
对于缩短段后的整体模型，确定并控制管身缩短段的总水头损失是保证倒虹吸总的水头损失相似及进出口的水流条件相似的前提条件。原型倒虹吸各流量下水流雷诺数均达到紊流的阻力平方区，沿程和局部损失系数均与雷诺数无关。因此沿程水头损失由式（1）计算；平面弯道和纵
向折弯的局部水头损失系数由1：25的单孔局部模型实测并与水力手册［7］中的经验公式进行对比后应用。该段的总水头损失可表述为：
△h=h f+Σh i=（λL/4R+Σξ）V2/2g （5）
试验中，首先根据不同的流量，计算并调控阻力阀段的水头损失，使之等于缩短段的总水头损失。然后在缩短段的整体模型上观测了倒虹吸的总水头损失和进出口的流态与流速分布，根据管道中气囊的存留特性比较了4种通气孔结构形式，对中小流量下倒虹吸的运用方式提出了建议，并给出了出口闸门的近似水位流量关系。
本倒虹吸设计流速较低，模型首尾模拟段的水头损失系数存在缩尺影响。实测可得设计工况（开4孔）及加大流量工况（开5孔）倒虹吸的压坡线与能坡线，图1给出了设计工况及加大流量工况实测进出口水位差与流量关系。由图1查得，设计、加大流量工况，实测进出口水位差分别为1.650m和1.740m。
图1 上下游水位与流量关系
模型上设计和加大流量的水流雷诺数分别为3.45×104，3.58×104，，处于紊流的光滑管区，故模型上沿程水头损失系数与且仅与水流雷诺数有关，局部水头损失系数不但与管道特性有关，因此首尾模拟段的实测水头损失在换算到原型时须校正。模型上局部水头损失很小，可不考虑修正。利用1：25的单直段局部模型，实测模型水流的摩阻系数，并与计算结果及莫迪曲线查得进行了比较，见表1。
可见，模型实测与各计算式所得比较接近，说明各种方法均可行。按（4）计算出设计、加大流量的△h f分别为0.066m和0.070m，修正后相应上下游水位差分别为1.584m和1.670m，即倒虹吸的过流能力能够满足设计要求。
4 结语及建议
根据试验条件及研究重点，放弃全程流动相似的模拟方法，采用缩短管长的整体模型，是针对长倒虹吸模型较为先进的试验方法，其中关键是保证进出口段的水流流动相似及总的水头损失相似。工程实例证明，此方法不仅是可行的，而且是必须的。本文从长倒虹吸的工程特点出发，对此类模型设计方法进行了系统的总结提高，推导出较为类似的模型试验提供参考。
但也应该注意，在水工模型试验中，沿程水头损失是由设计初选的糙率决定的，模型试验只能按已知的数值进行模拟。而在长倒虹吸模型试验中，沿程水头损失占总水头损失的绝大部分，只有在设计初选糙率于原型管道糙率完全一致时，试验结果才有意义。而糙率是反映各种影响因素的一个综合系数，其含义并不象管壁绝对粗糙高度那样明确，其值不易准确确定，工程上一般是根据边壁的状况，边界的整齐程度，参照多年来的经验来确定，而且糙率也随着工程运行的时间有所变化。因此，建议开展此类问题的原型观测，为不设计初选n值提供可靠的依据。同时，应严格控制工程施工质量，使其达到设计糙率要求。
斜拉倒虹吸跨径及桥型选择
赵国俊邓勇
（甘肃省张报市水利水电勘测设计队734000）
摘要针对在又宽又深、冲刷严重、环境及气候恶劣的内陆河流上修建跨河输水建筑物存在许多技术难题，提出了多种可供选择的跨径和桥型，指出方案选定中着重考虑的因素，并作了深入细致的分析探讨．特别强调了结构的受力特征和抗风、抗冲刷能力及防洪安全。
关键词斜拉结构倒虹吸桥梁
西洞灌区倒虹吸工程位于甘肃省河西走廊中部黑河上游，由黑河东岸的张掖市龙渠水电站动力渠道开口，引水横跨黑河，向西岸西洞灌区输送农田灌溉用水和人畜饮用水，以替代500多年前明朝时代在西岸砂砾石岩层上开凿的 4.47 km无坝引水简易隧洞。工程设计引水流量2．4 m3/s灌溉面积 19．2 km2。隧洞因年代久远渗漏破坏严重，灌区人民每年花费大量人力、财力堵坝引水、清淤维修，实际流量最大仅能达到0．8 m3/s，灌溉保证率很低。近年来，对该引水工程的改造作了大量可行性研究，最后确定采用斜拉式倒虹吸作为最佳建设方案。
1跨径选择
西洞灌区倒虹吸工程总长度 805 m，工作水头 25m。主体工程（即架空跨越黑河管段）全长 453 m，其中，斜拉结构部分从水电站防洪堤开始到西岸坡脚为止，长度 368 m。对于主体工程曾作了不同跨径的布置方案。
（1）独塔布置方案（一塔两跨）。塔高54．99 m（从输水管梁顶部算起，以下相同），每跨跨径 184 m，外层拉索最小倾角19°。该方案塔柱高度最大，管梁跨度也最大，相应施工难度加大，加之塔柱过高，拉索过长，对抗风不利。但独塔布置时，塔柱受力条件较好，工程量小。对于该方案，塔柱可座落于河滩浅水处，避开了河道主流，汛期防洪风险小。这是小跨度斜拉结构采用较多的一种形式。
（2）双塔布置方案（两塔三跨）。塔高34.59 m，管梁跨径分别为 92，184，92 m，拉索最小倾角 21°。这一方案中，2号塔柱位于河道主流处，基础工程施工困难大，工程建成后河道局部冲刷较为严重，冬季冰块和汛期漂浮物的撞击也会给塔墩造成威胁。如果对基础和塔墩采取保护措施，过多的保护将改变河道主流的天然流态，对东岸水电站厂区防洪堤造成严重冲刷，可能给水电站厂区和尾水带来不利。
（3）三塔布置方案（三塔四跨）。塔高20.61m，管梁跨径分别为65，119，119，65 m。这一布置方案塔柱高度较小，且三座塔柱基础位于河道水深最浅处，避开了河道主流，有利于基础施工；运行期间，冰块和漂浮物对塔墩的撞击威胁较小。不利之处是基础处理较多，工程量偏大。
（4）四塔布置方案（四塔三跨）。塔高 16.73 m，管梁跨径分别为46，92，92，92，46m。这一方案塔柱高度最小，便于整体吊装施工，但基础处理过多．无法避免耗资大、工期长的水下基础处理工程，而且2号和3号塔柱基础位于河道主流处，存在与双塔方案相同的不利因
素。
（5）方案比较。不同跨径支承条件下管梁、塔柱内力分布见图1。对上述方案从结构造型、工程量和工程建成后对河道天然流态的影响及防风、抗震、抗冲刷以及对水电站正常运行的影响等方面进行了综合分析论证。由于黑河河谷处于山前戈壁强风区，年平均10级以上大风有11次，并且数年内就会发生一次沙尘暴，破坏性很强。另外，黑河属多泥沙内陆河流，河床自然坡降64．5％，莺落峡水文站实测悬移质泥沙最大含量为105kg/m3，且粒径较粗；又据桥址处河床地质资料和坑探得知，年均推移质
输沙量为25万t，占年输沙量的11.4％，属强冲刷区，河床极不稳定。因此取基础冲刷、河道主流流态的改变、结构的抗风能力、施工难度以及对水电站厂区防洪安全的影响作为方案选定的主要考虑因素，不同跨径方案的分析比较结果见表1。最终确定三塔四跨方案作为该工程的采用方案。
2 桥型选择
斜拉输水结构各组成部分的内力与结构布置有密切关系，这是结构设计的关键，对结构的技术性能、经济条件影响较大。
2．1斜拉输水管的支承
本工程斜拉段将管梁的固定支座设于两端边墩上，三座主塔墩处管梁设伸缩绞，拉索全部锚固于管梁上，属于自锚式支承体系（见图2）。由于管梁的抗弯刚度不足，斜拉索采用竖琴形布置，在管梁上增加了若干弹性支承点，并在荷载作用下管梁跨中承受轴向拉力。特别应该指出的是，对于斜拉倒虹吸这样的轻型薄壁结构，使管梁处于受拉状态比受压好，因为
管梁受压难以保证结构不发生失稳现象。
在三座塔墩处管梁所设的双向伸缩结构见图3。管梁在两边跨端部的支承边墩为 3m×3m×9mC15钢筋混凝土锚墩，管梁从墩体上部穿过，管身设数道阻滑环固结于墩内，以抵抗边跨端部管梁承受的水平拉力和负弯矩。
管梁在塔墩处的竖向支承，采用管形固定支座，改刚性支承为弹性支承（橡胶支座），这样可使塔墩处的支承条件与管梁在拉索锚固点处的支承条件相近，以减小管梁在塔墩支承处的负弯矩。
一般情况下在端支点和塔墩支点处应设有横向支座来共同抵抗横向水平风力和水平地震力。如前所述，边跨端部的锚墩和塔墩顶部的环向固定支座均可以约束管梁水平位移，本工程没有另设横向支承。
本工程在设计塔墩处双向伸缩结构时，考虑了地震惯性力、温差、风力和管内高速水流的动量作用引起的管梁纵向位移，由于河西走廊季节温差和昼夜温差较大，因此，要考虑结构的温度伸缩，还须考虑安装的季节和位置。经计算，三座塔墩处所设双向伸缩结构的单向伸缩量为180mm 时，可满足以上各种因素引起的管梁纵向位移量指标。另外，还适当增加了安全裕量，以防止在特殊情况下出现因位移量不足而引起管梁承受轴向压力的现象。
2．2 桥塔的支承
桥塔的支承形式多样，根据结构的受
力特征比较，本工程采用塔墩固结的支承形式。其结构特点是，塔柱下端钢管插人塔墩钢筋混凝土内，与塔墩内的连接板连接固定，连接板则与塔墩内的钢筋焊接，从而实现塔墩固结的目的。塔墩固结支承形式虽然将在塔柱中产生较大弯矩，但塔柱具有柔性（钢筋混凝土塔柱长细比为22），经计算可满足强度和稳定要求。通过调整索力，还可以减少塔柱所受的弯矩值，使结构受力条件更趋合理。
(整理)倒虹吸设计
1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 设计基本资料及主要参数 (4) 4 设计一般原则 (9) 5.布置要求与优化设计 (9) 6.水力计算 (11) 7.结构设计 (12) 8.有关构造、细部结构 (16) 9.观测设计 (16) 10.技术专题研究 (17) 11.工程量计算 (17) 12.应提供的设计成果 (17) .................
................. １ 引言 格节河 倒虹吸管是 引汤 灌区（电站或其他工程）的 引汤 引水渠上（桩号33＋800～36＋466）的输水（引水）建筑物，位于 黑龙江 省 汤原 县（市） 胜利 乡的 格节河 ，对外交通为 公路 ，距 哈尔滨—罗北 公路里程约 2 km 。 按初步设计报告，本倒虹吸管经审定为：设计流量 17.31 m 3／s ，采用 方 形过水断 面，管径（宽×高） 2.8×3 m ，根数 3 条，进出口设计水位差 0.54 m 。管体采用 结构，设计最大水头 0.57m ，由进口段、管道、出口段及管道支承结构等建筑物组成，全长 242 m 。 2 2.1 (1)初步设计文件（包括补充文件）； 一、概况 引汤灌区位于汤旺河下游松花江的北岸，黑龙江省汤原县境内，引汤灌区近期灌区范围，西起引汤渠首，东至乌龙河合阿凌达河，南起汤旺河、松花江交界，北至阶地的夹长条状，区内地形西北、东南低，地面坡度在1/5000左右。近期灌区面积26.87万亩。 二、工程地质 引汤灌区的总干渠和干渠均布设在阶地的边缘。粘性土较厚，一般在2-4m 左右,其下层为中砂和砂砾石，除沟谷外地下水位较深，一般在4-6m ，大部分建筑物基础坐落在砂层上。根据地质剖面图显示从上而下4-8米均为含壤土的细砾层，垂直渗透系数0.0865厘米/秒，渗透损失较大，休止角为水上35.5°、水下34°。 据《中国地震动参数区划图》（GB18306--2001），该区地震动峰值加速度0.05g ，相当于地震基本烈度为VI 度，地震动反应谱特征周期为0.35s 。属区域构造稳定区。依据《水工建筑物抗震设计规范》SL203-1997,采用基本烈度作为设计烈度，不进行抗震设计。 三、总干渠36+466倒虹吸工程的格节河洪水按20年一遇洪水标准设计。按50年一遇洪水标准校核。 工程级别为3级。抗滑稳定安全系数：基本组合1.25，特殊组合1.10. 四、水利要素： 上下游水位、渠道比降、渠底高程、渠道边坡、渠道底宽、地面高程、设计流量等见表X (2)初步设计审批文件（包括对本工程的其他文件）； (3)技术设计任务书； (4)其它有关文件及资料。 2.2 主要设计规范 (1)SDJ12－78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和补充规定（山区、丘陵区部分） （试行）； (2)SDJ217－87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分）（试行）；
倒虹吸管工程施工方案
XX工程X标段 输水干渠XX倒虹吸管工程施工方案 编制：XX 审核：XX 批准：XX XX水电建设有限责任公司 XX标段项目经理部 二零一四年十二月一日
XX倒虹吸管工程施工方案 第一章编制说明 一、编制依据 1、XXX输水干渠XXX工程施工图纸、设计文件及工程地质勘查报告。 2、现行施工规范、规程、及标准，国家现行的法律法规。 3、我公司对现场踏勘调查实际情况及调查资料。 4、施工地点的材料供应情况和交通情况。 二、编制原则 1、认真执行国家、相关行业、四川省有关质量、安全、环保的规范及规定。 2、严格执行国家、相关行业、四川省有关施工及验收规范、操作规程和质量评定标准。 3、全面满足招标文件、工程合同、设计图纸的各项要求。 第二章工程概况 一、工程简介 XXX主要是以满足XX县新县城的城市用水、农村移民安置区的生活和灌溉用水，并合理安排渠道沿线农村的生活、灌溉、乡镇企业用水及环境用水等综合利用的中型水利工程。XXX工程，起点从茶铺子隧洞出口出水池起（池水水位1465.951m），下穿两河沟至右岸龙塘沟隧洞进口倒虹吸消力池止（水池水位1464.491m）。倒虹吸管为埋地PE管，双管布置，PE管主管外径630mm，公称压力PN0.6Mpa，PE管最小埋置深度为1.0m，局部管段埋深大于3.0m。
单管管道平距长116.4m（最大水头32.9m），出水池至消力池自重流条件净落差1.46m。沿线下穿一个冲沟，为两河沟，沟宽8m，管线穿村道一处。根据地形变化特点共设置垂直向上45°的弯头4个，根据管道运行和压力条件，设置通气阀2个，排水阀2个。在弯道处共有支墩2个。 二、主要工程数量 XX倒虹吸设计长总跨116.4米，PE管设计总长274m(其中外径dn630的PE管253m，外径dn200的PE管13m，外径dn400的PE管8m；45°PE管弯头4个；dn200的排水减压阀2个；dn150的双口排气阀2个。共设支墩2个。 第三章施工准备 一、技术准备 1、图纸审阅 在充分熟悉施工图纸的基础上，项目技术负责人组织相关技术人员对图纸进行审核，对设计图纸有疑问主动与设计单位联系，求得明确答复，为编制实施性施工组织设计奠定基础，为施工正常进行做好技术准备工作。 2、施工标准及规范 对施工标准和施工规范，开工前组织技术人员认真学习，并对施工人员进行技术交底。 3、编制施工技术方案及技术交底 根据施工图纸复核结果，技术负责人组织技术人员进行施工技术方案的编制和技术交底工作，以便工程施工能顺利开展。 二、设备、物资准备 1、物资准备
倒虹吸计算书Word版
旧寨倒虹吸计算书 一、基本资料 设计流量：2.35 m3/s 加大流量：2.94 m3/s 进口渠底高程：1488.137m 进口渠宽：2.0m 进口渠道设计水深:1.31m 加大流量水深：1.56m 出口渠底高程：1487.220m 进口渠道设计水深:1.43m 加大流量水深：1.70m 进出口渠道形式：矩形 进口管中心高程：1487.385m 出口管中心高程：1486.69m 管径DN：1.6m 二、设计采用的主要技术规范及书籍 1、《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99； 2、《水电站压力钢管设计规范》SL284—2003 3、《混凝土结构设计规范》SL/T191—96； 4、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—1997； 5、《小型水电站机电设计手册-金属结构》；。 6、《水力计算手册》
7、《倒虹吸管》 三、进口段 1、渐变段尺寸确定 L=C(B1-B2) 或L=C1h； C取1.5～2.5； C1取3～5： h上游渠道水深； 经计算取L=4m； 2、进口沉沙池尺寸确定 (1) 拟定池内水深H; H=h+T T=（1/3～1/4）h； T为进口渠底至沉沙池底的高差；取0.8m； (2) 沉沙池宽B B=Q/(Hv)； v池内平均流速0.25～0.5m/s； 经计算取B=3.5m； (3) 沉沙池长L’ L’≥（4~5）h 经计算取L =8m； (4) 通气孔
通气孔最小断面面积按下式计算： P C KQ A △1265 ； A 为通气管最小断面面积m 2；Q 为通气管进风量，近似取钢管内流量，m 3/s ；C 为通气管流量系数；如采用通气阀，C 取0.5；无阀的通气管，C 取0.7；P △为钢管内外允许压力差，其值不大于0.1N/mm 2；K 为安全系数，采用K=2.8。 经计算A=0.0294 m 2；计算管内径为0.194m ，采用D273(δ=6mm)的螺旋钢管。 四、出口段 倒虹吸管出口消力池，池长L 及池深T ，按经验公式： L=(3~4)h T ≥0.5D 0+δ+0.3 经计算取L =6m ，T=1.2m 。 五、管身段 本倒虹吸管采用Q235B 板钢管，经初步布置和拟定后量得钢管长约410m 。根据地形在全线设4座镇墩，初定钢管内径DN1600mm ，壁厚δ为14和16mm 。下面分别对倒虹吸进行水力计算、钢管和镇墩结构计算： （一） 水力计算 倒虹吸的过水能力及总水头损失按《灌溉与排水工程设计规范》附录N 所列公式计算： 1、倒虹吸的过水能力按下式计算
倒虹吸专项施工方案
目录 第一章、工程概况 (1) 一、工程概况 (1) 二、技术标准 (1) 三、倒虹吸地质概况 (1) 第二章、施工部署及现场总平面布置 (3) 一、人员、材料、机械准备 (3) 第三章、工程施工方案 (5) 一、施工准备 (5) 二、开挖 (5) 三、沟槽排水 (5) 四、垫层及基础 (5) 五、管材采购 (6) 六、管节安装 (6) 七、管带制作 (7) 八、闭水实验 (7) 九、竖井工程 (10) 十、回填 (10) 第四章、确保工程质量的措施 (12) 一、质量控制目标 (12) 二、管理措施 (12)
三、质量保证体系 (14) 第五章、冬季和雨季的施工安排 (16) 一、冬季施工措施 (16) 二、雨季施工措施 (16) 第六章、安全保证体系 (18) 一、安全保证体系的建立 (18) 第七章、环境保护及文明施工 (19) 一、环境保护措施 (19) 二、文明施工措施 (20)
第一章、工程概况 一、工程概况 荆门市城区绕城公路牌楼至子陵段建设-移交-开发（BTR）路线起自207国道高店互通，路线向东跨越襄荆高速公路并与其设置长岗互通，再折向东南下穿长荆铁路，路线继续向南从牌楼镇规划区东侧绕越。本次工程范围为K0+800-K9+850，即从子陵为起点至牌楼，路线全长9.05km。本工程施工内容，包含路基工程、路面工程、桥涵工程、附属工程。 二、技术标准 1、公路等级：一级 2、设计荷载：公路—I级 3、设计洪水频率：1/50 4、地震动峰值加速度系数：0.05 三、倒虹吸地质概况 1、水文、地貌 地场地位于汉江二级阶地垄岗地貌（工程地质II区），局部分布有第四系全新统冲沟（工程地质I区）及低丘残岗地貌（工程地质III区），区类地形总体较为平缓开阔，地势为东南低西北较高，附近大部分为水田等农作物。。 2、气象 荆门市属亚热带气候，四季分明，日照充足，雨量充沛，无霜期长，十分有利于农作物生长。年平均气温16.1℃，12月份至次年2月为冬季，月平均气温1.9-6.5℃，有霜降和冰冻现象，最低气温可达-9℃，7-8月份温度最高，气温可达38℃。境内降雨丰富，年平均降雨量在1100-900mm，年均降水量949.4mm，降雨量季节分配极不均一，多集中于6-8月份，从而
倒虹吸施工工艺设计
13.5 倒虹吸施工工艺标准 13.5.1工艺概述 当水渠穿越道路等障碍时，利用连通器的原理，让水流在道路下面的封闭管道利用高差流过。这样流水和交通各行其道，互不干扰，这种管道像倒置的虹吸管，称为“倒虹吸”。 因路堑边坡上倾斜管节在后期养护过程中不易于清淤及维修，在客专线设计中，倒虹吸均设计成水平管与竖井配合，其结构要素见图13.5.1。 图13.5.1 倒虹吸结构要素 13.5.2作业容 倒虹吸施工主要作业容有：基坑开挖、管座基础施工、管节吊装、竖井基础及竖井施工、基坑回填、出入口沟槽施工等。 13.5.3质量标准及验收法 1、倒虹吸水平管节各部位偏差及检验法应符合表13.5.3-1和13.5.3-2的规定，混凝土和砂浆强度应符合设计要求。
2、管身直顺，混凝土表面平整坚实，无蜂窝、麻面。 3、进、出口流水顺畅，整洁美观。 表13.5.3-1 水平管节预制的允偏差和检验法 检验数量：施工单位每10节检查不少于1节。 检验数量：施工单位每座倒虹吸全部检查。 13.5.4工艺流程图 倒虹吸施工工艺流程见图13.5.4。
图13.5.4 倒虹吸施工工艺流程图 13.5.5工序步骤及质量控制说明 一、施工准备 1.技术准备 ⑴认真阅读和审核设计图纸及相关设计要求，熟悉并分析施工现场地质资料及水文情况，调查了解季节和地下水位的关系。 ⑵编制倒虹吸单项施工案，对开挖超过2m的深基坑，应编制安全专项施工组织设计，对开挖超过5m的深基坑，应组织相关专家进行案的评审后实施。 ⑶做好相关施工技术交底，并向作业人员进行技术交底和相关知识的培训教育。
⑷测量放样：平整场地后粗测倒虹吸的平面位置。 ⑸基坑开挖前认真阅读设计提供的地质资料及水文状况，掌握地下常水位及施工水位情况。 ⑹调查开挖区域及边地下管线分布情况，对影响施工的管线做好改移和保护案，重要管线需提前向有关部门提报施工案并取得批复。 2.材料准备 ⑴钢筋、钢材、水泥及混凝土粗骨料必须符合设计要求和具有产品质量证明。 ⑵预制管节一般采用离心式工艺施工，需外购，进场时检查各部位偏差必须在规允围，管节必须具有产品合格证和产品质量证明。 ⑶在采用泵送混凝土施工时，对需掺加的外加剂必须进行试验确定配合比，同时应具备产品质量证明。 3.机具准备 倒虹吸施工需要的机械主要有：挖掘机、混凝土运输车、钢筋加工机具、木工机具、混凝土浇筑机具、管节吊装机具等。 4.作业条件 ⑴试验室符合资质条件，混凝土配合比、钢筋试验等报批工作已完成。 ⑵混凝土搅拌站安装调试完成，水泥、砂、等材料进场。 ⑶具备钢筋加工、存储和运输条件。 ⑷施工现场供水、供电条件达到开工要求。 ⑸施工技术人员和作业人员的培训学习、考核、技术交底工作已完成。 ⑹编制完成环境保护措施及具备使用功能的环保设备的运行条件。 二、施工工艺 1.测量放样
倒虹吸井交底
交底单位名称：道排工程项目经理部工程部第1页共 12 页 工程名称道排工程施工部位倒虹吸进、出水井设计文件W10102 交底日期2013/11/25 实施情况 技术交底内容： 一、交底范围 本交底适用于道排工程倒虹吸进、出水井施工。 二、设计情况 本倒虹吸顶管工程位于埠河两侧，里程为19+91~21+77段。倒虹吸进水井与出水井外径均为6m×7m矩形，壁厚0.5m，井深为19.0m，管道为双根直径为800mm的III级钢筋混凝土管，管道总长354m，管底纵坡坡度1.0‰。混凝土为C30，抗渗等级S6。钢筋型号分别为HPB235-6、8、10，HRB335-12、14、16、18、20。与土壤接触的混凝土保护层50mm，其他混凝土保护层30mm。 倒虹吸进水进编号北污26-2井，出水井编号北污27-1井，北污26-2井底板顶标高为-0.400m，北污27-1井底板顶标高为-0.577m。其他标高及结构尺寸详见附图1-7。 三、施工准备工作 （1）、先了解场地及临近区内的危房等特殊建筑物，地下障碍物分布情况并掌握场地的工程地质和水文地质资料，根据勘察报告，沿线底层自上而下的顺序如下： ①层耕土：黄褐色，松散，含植物根茎，厚度：0.8—4.6m。 ②层粘土：灰黄色、黄色，可塑、硬塑，含少量灰白色粘土，厚度2.8—7.2m。 ③层粘土：灰黄色、黄褐色，硬塑、坚硬，主要以灰黄色粘土为主，含少量铁锰结核。 桔黄、灰色、湿，粉质粘土为可塑～硬塑状，粉土为密实状，可见微层理及铁锰质侵染。无摇振反应，稍有光滑，干强度及韧性中等。分布普遍。 （2）、查清地下管线的位置及确定架空电线的位置高度，做好临时截、排水设施，作好施工准备，以及供水供电线路、机械设备施工线路、机械设备放置位置、运输通道等；（3）、对施工机械进场要进行安装、调试检查和试运转，确保机械正常工作，配备足够的条件。
(整理)倒虹吸管设计计算
倒虹吸管设计计算 一、倒虹吸管总体布置（根据地形和当地需水量情况确定） 1.布置原则；13P 2.布置型式；{地面式（露天或浅埋式）、架空式} 3.管路布置；（斜管式和竖井式） 4.进口段布置；{渐变段、拦污栅、节制闸、连接段﹙进水口、通汽孔﹚、沉沙、冲沙及泄水设施} 5.出口段布置；（设消力池） 二、倒虹吸管的构造 1.管身构造；（钢筋混泥土管、钢管、铸铁管） 2.支承结构；（管座、镇墩、支墩） 三、倒虹吸管的水力计算 1.管道断面尺寸的确定； ①灌溉面积的确定：（根据土地利用参加够调整表查出整理后土地的灌溉面积。） ②补水量的计算： 项目区水田和旱地需水量除去项目区降雨量即为需补给水量。项目区分为水田和旱地，主要农作物为水稻、玉米、油菜，各种农作物所在区需水量不同。根据贵州省《灌溉用水定额》编制分区图：项目区属Ⅰ区，灌溉定额根据贵州省灌溉用水定额编制Ⅰ区水稻净定额为2703m/亩，毛灌溉定额为6443m/亩。
需水量公式 W M A n =??毛需 W 需—— 农业生产总需水量，3 m ； M 毛—— 综合毛灌溉定额，3m ； A —— 灌溉面积，亩； n —— 农作物复种指数，采用综合灌溉定额时，已经考虑了复种指数，可不再计入。 M M η = 净 毛 M 净—— 作物净灌溉定额，3m /亩； η—— 灌溉水利用系数。Ⅰ区渠系水利系数为 0.465； 田间水利用系数为0.95，故灌溉水利用系数为0.465×0.95 得0.44。 ③.流量计算 根据当地全年水田需水量表、旱地需水量表和全年降雨量表查出全年需水量和降雨量的最大值和最小值，计算出最大补水量和最小补水量，以推出其流量。 ④．确定尺寸； o D （圆管） o D —— 管道内径，m;
倒虹吸工程施工设计方案
贵塘（S206象山至金屯、X203金屯至塘湾）公路改 建工程 开工报告 倒虹吸 承包单位：中煤建设集团有限公司 监理单位：虎门技术咨询有限公司 日期：2016年4月25日
贵塘（S206象山至金屯、X203金屯至塘 湾）公路改建工程 倒虹吸施工方案 编制： 审核： 批准： 中煤建设集团有限公司 贵塘（S206象山至金屯、X203金屯至塘湾）公路改建工程经理部 二〇一六年四月二十五日
目录 一、施工技术方案及工艺流程 (1) 1.1、工程概况 (1) 1.2、适用围 (1) 1.3、施工技术方案 (1) 二、质量保证体系 (1) 2.1质量管理体系 (3) 2.2工程质量保证措施 (4) 三、安全、文明、环保保证措施 (5) 3.1安全保证措施 (5) 3.2环境保护措施 (6) 3.3文明施工保证措施 (7) 3.4、现场施工规化管理 (7) 3.5、材料堆放要求 (7) 四、施工进度安排 (8) 五、机械、材料进场情况和计划安排 (8) 六、附件............................................................. 错误!未定义书签。
一、施工技术方案及工艺流程 1.1、工程概况 倒虹吸1-Φ0.75共计11道，合计369.14m。 本项目倒虹吸地基基底换填砂砾垫层，洞口井身、井基础采用C20混凝土，竖井砼井基采用C15混凝土。涵洞全长围每4～6m设置一道沉降缝，沉降缝贯穿整个涵身断面，缝用沥青麻絮或不透水材料填塞，沉降缝与涵洞中心线垂直，填挖交界处及基底土石交界处均设置沉降缝。 本项目倒虹吸涵顶以上及涵身两侧在不小于2倍孔径围的填土分层对称夯实，压实度要求达到96%。 1.2、适用围 本方案适用于所有倒虹吸施工。 1.3、施工技术方案 1、倒虹吸施工工艺及方法 ⑴工艺流程 倒虹吸模管采用整体型钢筋混凝土圆涵，外套管、竖井、出入口矩形槽现场浇注，明挖基础采用机械开挖，人工清理。倒虹吸施工工艺流程见图1。 ⑵工艺方法 ①基础开挖及处理 开挖前先进行精密、准确放线，并复核无误后方可施工。 基坑开挖采用机械开挖辅助人工施工，机械开挖至设计高程以上20cm 左右时，采取人工开挖、凿除，以免影响地基稳固。挖至设计标高后，清
倒虹吸设计
1. 引言 4 2. 设计依据文件和规范 . (4) 3. 设计基本资料及主要参数 . (4) 4 设计一般原则 . (9) 5. 布置要求与优化设计 . (9) 6. 水力计算 . (11) 7. 结构设计 . (12) 8. 有关构造、细部结构 . (16) 9. 观测设计 . (16) 10. 技术专题研究 . (17) 11. 工程量计算 . (17) 12. 应提供的设计成果 . (17)
1引言 格节河倒虹吸管是引汤灌区（电站或其他工程）的引汤引水渠上（桩号33 + 800?36+ 466）的输水（引水）建筑物，位于黑龙江省汤原县（市）胜利乡的格节河，对外交通为公路，距哈尔滨—罗北公路里程约2 km。 按初步设计报告，本倒虹吸管经审定为：设计流量17.31 m3/s,采用方形过水断 面，管径（宽X高）2.8x 3_m，根数二 __________ 条，进出口设计水位差 0.54 m。管体采用 结构，设计最大水头0.57m，由进口段、管道、出口段及管道支承结构等建筑物组成，全 长 242 m。 2 设计依据文件和规范 2.1 有关本工程主要文件 （1）初步设计文件（包括补充文件）； 一、概况 引汤灌区位于汤旺河下游松花江的北岸，黑龙江省汤原县境内，引汤灌区近期灌区范围，西 起引汤渠首，东至乌龙河合阿凌达河，南起汤旺河、松花江交界，北至阶地的夹长条状，区内地形西北、东南低，地面坡度在 1/5000左右。近期灌区面积26.87万亩。 二、工程地质 引汤灌区的总干渠和干渠均布设在阶地的边缘。粘性土较厚，一般在2-4m左右,其下层为中砂和砂砾石，除沟谷外地下水位较深，一般在4-6m,大部分建筑物基础坐落在砂层上。根据地 质剖面图显示从上而下4-8米均为含壤土的细砾层，垂直渗透系数0.0865厘米/秒，渗透损失 较大，休止角为水上35.5 °、水下34°。 据《中国地震动参数区划图》（GB18306--2001）,该区地震动峰值加速度 0.05g，相当于地震基本烈度为VI度，地震动反应谱特征周期为 0.35s。属区域构造稳定区。依据《水工建筑物抗震设计规范》SL203-1997,采用基本烈度作为设计烈度，不进行抗震设计。 三、总干渠36+466倒虹吸工程的格节河洪水按 20年一遇洪水标准设计。按 50年一遇洪水标准校核。 工程级别为3级。抗滑稳定安全系数：基本组合 1.25，特殊组合1.10. 四、水利要素： 上下游水位、渠道比降、渠底高程、渠道边坡、渠道底宽、地面高程、设计流量等见表X （2）初步设计审批文件（包括对本工程的其他文件）； （3）技术设计任务书； （4）其它有关文件及资料。 2.2 主要设计规范 （1） SDJ12 — 78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和补充规定（山区、丘陵区部分） （试行）; （2） SDJ217 — 87水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（平原、滨海部分）（试行）; （3） SDJ10 — 78① 水工建筑物抗震设计规范（试行）; （4） SDJ20-78②水工钢筋混凝土结构设计规范（试行）; （5）SDJ207-82 水工混凝土施工规范； （6）SD303-88 水电站进水口设计规范（试行）； 2.3 主要参考资料 [1]《水工建筑物》第三版天津大学
倒虹吸工程施工方案(完整版)
目录 1概况工程 (1) 2施工部署 (1) 3施工导流 (1) 3.1导流标准 (1) 3.2导流程序 (1) 3.3导流建筑物设计 (2) 3.4导流明渠开挖 (2) 3.5导流建筑物施工 (2) 3.6排水降水措施 (2) 4土方开挖工程 (3) 4.1工作范围及内容 (3) 4.2土方开挖施工方法 (3) 4.3冬季和雨季施工措施 (4) 5土方填筑工程 (5) 5.1工作内容 (5) 5.2回填主要施工特点 (6) 5.3回填前的准备 (6) 5.4各种回填料的技术及质量要求 (7) 5.5土方回填施工方法 (7) 5.6回填质量及安全保证措施 (8) 6砼工程 (10) 6.1混凝土施工工艺流程 (10) 6.2混凝土材料选购及检验 (11) 6.3混凝土拌和 (12) 6.4混凝土运输 (13) 6.5模板工程 (13) 6.6钢筋工程 (14) 6.7混凝土浇筑 (16) 6.8混凝土养护 (17) 6.9质量控制 (17)
6.10混凝土温控措施 (18) 7倒虹吸施工工艺 (19) 8资源配置计划 (20) 8.1人力资源配置 (20) 8.2主要施工设备机械设备配备 (20) 8.3主要仪器设备表 (22) 9 主要分项工程数量 (22) 9.1倒虹吸土方开挖及土方回填工程数量表 (23) 10环境保护 (23)
倒虹吸工程施工方案 1 工程概况 本标段为河南省南水北调受水区许昌供水配套工程17号口门供水线路工程第二标段施工（合同编号：XCJ-2011/17K/SG-02），位于许昌县境内，自许昌县西王庄南禹州市与许昌县分界处至许昌县石寨村南京广铁路西，输水管线桩号8+490～25+400，全长为16.91km，管材为PCCP管，管径2.4m的管线长15.86km；管径2.0m的管线长1.05km。共有各类主要建筑物6座，其中穿河倒虹吸4座，分别为小河沟、石梁河支、颖汝总干渠、清泥河等4座；管理房1座；控制阀室1座。主要包括以下内容：PCCP管道（含土方开挖、回填，管道安装等）、金属结构设备、电气设备和阀井及附属设备安装和调试、临时工程、施工期水保环保等全部建安工程。 2 施工部署 1）前期准备： a 修通便道，以利于原材料、管节、机械设备运至施工现场。 b 做好原材料（水泥、河砂、片石、砾石）等原材料的试验及砼配合比试验，并报监理工程师批准。 2）计划安排：本项目计划2012年7月1日开工，2013年3月20日完工，在总工程师、质检工程师、测量工程师、试验工程师的指导下组织实施。 3 施工导流 根据地形地貌、水文气象资料及实地测量计算，拟考虑在石梁河、清泥河、颍汝总干渠及排洪沟非汛期施工，采用填筑临时施工围堰与开挖导流明渠相结合的方式进行导流。 3.1导流标准 按照《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)的规定，导流建筑物按IV 级建筑物标准设计，结合本工程各交叉建筑物的具体情况，导流建筑物设计洪水标准采用非汛期10～5年一遇。 3.2导流程序 拟考虑在河道全断面填筑上、下游临时施工围堰进行截流，在河道一侧开挖导流明渠引排河流至下游，在一个非汛期内汛期来临前完成穿河主体工程施工。
倒虹吸施工方案概要
目录 一、工程概况 (1) 二、施工安排 (1) 1、管理人员配置 (1) 1、施工组织机构配置人员管理............................ 错误！未定义书签。 2、施工安排 (1) 3、工程进度计划 (2) 三、施工工艺和方法 (3) 1、施工工艺 (3) 2、施工工艺要点 (3) 四、回填 (6) 五、确保安全施工的措施 (7) 六、确保工程质量的措施 (9) 1、避免砼圬工表面出现蜂窝、麻面的措施 (9) 2、避免出现砼圬工缺棱掉角的措施 (10) 3、避免砼圬工出现塑性裂缝的措施 (10) 4、质量检验项目及标准 (10) 七、确保环境保护、水土保持、文明施工的措施 (12) 1、环境保护措施 (12) 2、水土保持措施 (13) 3、文明施工措施 (14) 八、确保工期的措施 (14) 九、冬季施工措施 (15) （一）混凝土工程冬季施工 (15) （二）钢筋工程冬季施工................................. 错误！未定义书签。
K76+800倒虹吸施工方案 一、工程概况 K76+800倒虹吸结构形式为1-φ1.2m，与路线交角0°，设计荷载公路-Ⅰ级，基底承载力要求不小于150kPa。倒虹吸长度40m，填土高度2.0m，采用5m管节8节，进出口形式为竖井。 倒虹吸管节及竖井基础采用C20混凝土，管道围护、管枕及竖井采用C20钢筋混凝土。 K76+800倒虹吸主要工程数量见表“主要工程数量表”。 主要工程数量表 序号部位材料单位数量 1 基础 管节基础C20砼m3 21.04 竖井基础C20砼m3 17.18 2 竖井井身 C20砼m3 52.54 R235钢筋kg 0 HRB335钢筋kg 0 3 管道围护及管枕 C20砼m3 107.28 R235钢筋kg 93.44 4 管节C50砼管节5m 8 为使该工程按时保质保量完成，特编制此施工方案。 二、施工安排 1、管理人员配置 为保证优质高效完成本工程，项目部安排精干高效管理人员负责该工程施工管理，详见“管理人员配置表”。 1、施工组织机构配置人员管理 序号姓名职责备注 1 负责协调、管理项目副经理 2 负责施工技术、安全、质量项目总工程师 3 负责施工方案制定项目副经理 4 负责施工质量、安全项目安质部长 5 负责试验工作项目试验室主任
某渠道倒虹吸工程施工组织设计
施工组织设计 一、工程概况 (2) 二、施工准备 (2) （一）技术准备 (3) （二）物资准备 (3) （三）劳动组织准备 (3) （四）施工现场准备 (3) 1. 测量 (3) 2. 施工道路 (4) 3. 风、水、电管线路布置 (4) 4. 渣场布置 (4) 三、单位工程主要施工方法 (5) （一）基础开挖 (5) （二）、基础回填 (6) （三）主体结构施工 (6) 1 施工方案 (6) 2 施工方法 (6) 3. 模板工程 (7) 4.钢筋工程 (8) 5.止水和预埋件施工 (9) 6.浇筑准备和仓面验收 (9) 7.混凝土工程 (10) ⑧混凝土浇筑质量保证措施 (10) ⑨混凝土浇筑安全保证措施 (11) 四、根据相关规范计算劳动力及施工机械需用量11 五、保证工程质量的技术组织措施 (11) 六、保证工程施工安全的技术组织措施 (12)
一、工程概况 某河渠道倒虹吸工程位于河南省辉县市赵固乡大沙窝村东北约1km，南距辉县～焦作公路约5km。倒虹吸进口渐变段起点桩号为总干渠Ⅳ93+928.8，出口渐变段终点桩号为总干渠Ⅳ94+379.8，建筑物总长451m，其中管身水平投影长320m。倒虹吸设计流量260m3/s，加大流量310m3/s，管身横向为4 孔箱形钢筋砼结构，单孔孔径为6.5m×6.6m（宽×高）。 某河渠道倒虹吸由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段组成。 本标段跨某河、孙村和刘店干河三个工程地质段。 桩号HZ93+280～HZ94+450为粘、砂、砾多层结构段，渠底板主要位于黄土状壤土、砂壤土中，局部位于卵石层中；渠坡土岩性主要为砂壤土夹细砂、黄土状土和卵石夹中细砂，卵石和中、细砂层一般呈松散状。地下水位位于渠底板附近，局部高于渠底板，地下水具动态变化特征，该段地下水位受降雨和地表径流影响变化较大。 桩号HZ94+450～HZ97+950为粘砂多层结构，渠底板主要位于黄土状重粉质壤土中，局部位于卵石层中；渠坡土岩性主要为黄土状土、粉细砂和中砂，呈互层状或透镜体状分布。地下水位一般位于渠底板以下3～5m，由于地下水具动态变化特征，水位变化受降雨影响较大。 桩号HZ97+950～101+230为粘砾多层结构段，渠底板主要位于黄土状壤土、粉质壤土中，局部位于卵石透镜体中；渠坡土主要为黄土状重粉质壤土、重粉质壤土夹卵石薄层或透镜体。地下水低于渠底板2～7m，一般不存在施工排水问题，地下水具动态变化特征，水位变化受降雨影响较大。 场区地下水主要为第四系松散层孔隙水，部分渠段具承压性，主要赋存于砂、卵石层中，含水层单层厚度一般4～9m，局部厚度大于15m，渗透系数一般K=1.54×10-2～9.97×10-2cm/s，属强透水性，富水性好；部分渠段粉质壤土中赋存地下水，渗透系数一般K=7.92×10-6～8.5×10-5cm/s，属微～弱透水，富水性差。勘察期间地下水位埋深一般为4～19m，地下水具动态变化特征。地下水主要接受大气降水入渗及侧向迳流补给，主要以人工开采及侧向迳流排泄。 某河渠道倒虹吸施工营地场区附近民井深度一般25～40m，井水位埋深10m 左右。地下水化学类型为HCO3-Ca-Mg 型，对混凝土无腐蚀性。各营区附近地下水均可作为施工和生活饮用水水源。 本工程土方填筑部位主要是管身段和各部位混凝土后背回填，回填料包括土方和卵石，回填总工程量59万m3，回填用土料和卵石来自开挖可利用料。 二、施工准备 开工前应该做好充分的施工准备。
倒虹吸设计
倒虹吸设计
1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 设计基本资料及主要参数 (4) 4 设计一般原则 (9) 5.布置要求与优化设计 (9) 6.水力计算 (11) 7.结构设计 (12) 8.有关构造、细部结构 (16) 9.观测设计 (16) 10.技术专题研究 (17) 11.工程量计算 (17) 12.应提供的设计成果 (17) 4
１引言 格节河倒虹吸管是引汤灌区（电站或其他工程）的引汤引水渠上（桩号33＋800～36＋466）的输水（引水）建筑物，位于黑龙江省汤原县（市）胜利乡的格节河，对外交通为公路，距哈尔滨—罗北公路里程约 2 km。 按初步设计报告，本倒虹吸管经审定为：设计流量 17.31 m3／s，采用方形过水断面，管径（宽×高） 2.8×3 m，根数 3 条，进出口设计水位差 0.54 m。管体采用结构，设计最大水头 0.57m，由进口段、管道、出口段及管道支承结构等建筑物组成，全长 242 m。 2 设计依据文件和规范 2.1 有关本工程主要文件 (1)初步设计文件（包括补充文件）； 一、概况 引汤灌区位于汤旺河下游松花江的北岸，黑龙江省汤原县境内，引汤灌区近期灌区范围，西起引汤渠首，东至乌龙河合阿凌达河，南起汤旺河、松花江交界，北至阶地的夹长条状，区内地形西北、东南低，地面坡度在1/5000左右。近期灌区面积26.87万亩。 二、工程地质 引汤灌区的总干渠和干渠均布设在阶地的边缘。粘性土较厚，一般在2-4m左右,其下层为中砂和砂砾石，除沟谷外地下水位较深，一般在4-6m，大部分建筑物基础坐落在砂层上。根据地质剖面图显示从上而下4-8米均为含壤土的细砾层，垂直渗透系数0.0865厘米/秒，渗透损失较大，休止角为水上35.5°、水下34°。 据《中国地震动参数区划图》（GB18306--2001），该区地震动峰值加速度0.05g，相当于地震基本烈度为VI度，地震动反应谱特征周期为0.35s。属区域构造稳定区。依据《水工建筑物抗震设计规范》SL203-1997,采用基本烈度作为设计烈度，不进行抗震设计。 三、总干渠36+466倒虹吸工程的格节河洪水按20年一遇洪水标准设计。按50年一遇洪水标准校核。 工程级别为3级。抗滑稳定安全系数：基本组合1.25，特殊组合1.10. 四、水利要素： 上下游水位、渠道比降、渠底高程、渠道边坡、渠道底宽、地面高程、设计流量等见表X (2)初步设计审批文件（包括对本工程的其他文件）； (3)技术设计任务书； (4)其它有关文件及资料。 2.2 主要设计规范 (1)SDJ12－78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和补充规定（山区、丘陵区部分） （试行）； (2)SDJ217－87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分）（试行）； 4
倒虹吸管施工技术交底--三级
施工技术交底书 （三）级 单位工程名称：桥涵工程填写：年月日 分部工程名称：钢筋混凝土倒虹吸管 施工技术交底主要内容： 一、参考图纸及规范 1、《客货共线铁路桥涵施工技术指南》 2、《铁路桥涵地基及基础设计规范》 二、工程概况 表2-1 倒虹吸管概况表 三、施工工艺及施工要求
图3-1 倒虹吸管施工工艺流程 施工顺序为：施工准备→基坑开挖→水平管施工→竖井施工→附属工程施工。 3.1施工准备 施工前应探明地下和地上管线位置和产权单位，并和产权单位签订有关协议进行迁改和做好保护措施。完成“三通一平”，做好出入口排水系统和导流设施，检查主要施工机械、作业人员、原材料到位情况。对于涵位开挖后发现地基及设计不符的情况应做相应加固处理，再施工倒虹吸管。 3.2测量放线 根据设计图纸测量放样左右线路中线和倒虹吸管轴线，根据基坑开挖放坡坡度定出开挖边界。并测出入口渠底标高，若及实际不符时，应根据具体情况予以调整，但出入口水头差不得小于0.35m。 3.3基坑开挖
基坑开挖采用人工配合机械开挖，开挖时要注意预留一定的施工宽度。对于无水质基坑底面，宜按基础设计平面尺寸每边放宽不小于50cm，对于有水基坑底面放宽不小于80cm。开挖时应根据不同的土质放坡，一般按1：1放坡开挖。为了减小对原地基的扰动，机械开挖时在设计基底高程以上保留30cm～50cm厚度的土层由人工开挖检底， 合格后方能进行下一工序的施工。对于设计无基底处理措施或有处理措施但仍达不到地基承载力0.15MPa要求的，报相关单位进行变更设计处理。 3.4基坑排水 对于有水基坑，开挖过程中，在基坑四周开挖集水沟汇集坑壁及基底的渗水，并引向一个或数个比集水沟挖的更深一些的集水坑。集水坑的深度要大于抽水机吸水龙头的高度，在吸水龙头上套以竹筐围护，防止堵塞龙头。施工时应备足必要的抽水设备。 3.5基底处理 基坑开挖完成后，应清除浮土，轻锤拍打密实，要求整个基面完全平整，不应有局部开挖不够或超挖的情况，基底动力触探试验合格后施做14cm厚C20混凝土垫层。 3.6水平管施工 水平管施工方法上考虑采用分次浇筑的方法，按照先浇筑外套管底部再安装内模管，然后浇筑外套管上部的顺序施工。 的钢筋，进行第二次浇筑，浇筑顺序是从一端向另一端依次进行，单次浇筑连续完成，不留竖向施工缝，分层浇筑的工作间歇缝用聚氯乙烯油膏或（沥青+卷材）做防水处理。当水平管砼浇注达到一定强度，在施工竖井前，应对水平管两端进行凿毛处理，确保水平管和竖井联接牢固。（水平管施工流程如下图）
排水倒虹吸工程施工方法
浅析排水倒虹吸工程的施工方法 摘要：本文结合笔者对倒虹吸工程的实践经验，总结归纳了排水倒虹吸工程施工的技术要点。 本文以渠道工程下部设置排水倒虹吸工程为例，该建筑物与渠道左右岸原来的河道相连，以保证渠道左侧的洪水能够及时排泄，避免洪水影响渠道的安全运行。 排水倒虹吸尺寸规格各异，此处假设我们的标段工程有4孔倒虹吸的单孔管身段（宽x高））4 m×4m；有3孔倒虹吸的单孔管身段4m×4m；单孔倒虹吸的单孔管身段3.0 m×3.5 m和1.5 m×1.8 m；其中，倒虹吸3孔典型结构断面示意图见图1。排水倒虹吸管身段为C30W6F150钢筋混凝土，立墙一般宽为0.6 m。回填渠道土压实度≥0.98，倒虹吸各工序质量控制严格，防止渠道运行后，渠道发生沉陷。 图1.倒虹吸结构断面示意图 每个倒虹吸建筑物主要涉及的工序有开挖、管身段钢筋混凝土浇筑、进出口翼墙钢筋混凝土浇筑、土石方回填、浆砌石砌筑等。管身段混凝土浇筑分为水平段和斜坡段，其中倒虹吸立墙的混凝土浇筑是一个关键环节，需要加强控制确保浇筑质量。 一、土方开挖施工方法 1.1，测量放样 开挖施工前，按照建筑物开挖尺寸进行原始地形测量，明确标识开挖区的施工范围、开挖轮廓线、作业高程及桩号等内容。并在开挖
过程中随时测量开挖边坡的坡度和平整度，以便发现偏差及时修正。 1.2开挖作业 开挖从上到下分层分段依次进行，根据地质条件合理安排开挖段长度、开挖方式。开挖采取纵向分段、分层进行；横向根据具体情况采用全宽开挖，或分台阶开挖。如此向纵深开挖至设计标高，要留有一定的保护层，防止破坏原状土。 当开挖接近设计坡面时采用反铲削坡，实际施工的边坡坡面适当留有人工修坡余量（0.2-0.3 m厚），再以人工整修至设计要求的坡度和平整度。边坡易风化崩解的土层，开挖后不能及时回填的，保留 0.5 m左右的保护层，在后续工序开始前清除。 二、钢筋混凝土工程施工方法 2.1钢筋加工与安装 钢筋由钢筋加工厂统一加工，钢筋加工厂根据钢筋下料单加工钢筋。Φ16 mm及其以下钢筋采用绑扎搭接，Φ18-Φ25钢筋采用闪光对焊对接。 钢筋安装前，先在垫层混凝土面上测量布置钢筋的位置，并标注位置标记，按确定钢筋位置摆放。依次绑扎下层钢筋网、上层钢筋网、端头钢筋以及墙体立筋，上下钢筋网片通过架立筋支立、连接。 绑扎时，在仓号内搭设临时工作台，以便钢筋立起就位，立墙钢筋架立就位后，钢筋底部与底板钢筋焊接固定，立墙钢筋采用临时脚手架支撑固定。 钢筋保护层厚度由不低于倒虹吸浇筑混凝土等级的预制垫块控
南水北调倒虹吸设计
南水北调倒虹吸设计 摘要南水北调中线工程渠倒虹吸是该调水工程中数量最多的一种河渠交叉建筑物，本文针对其流量大、水头小的特点，阐述了渠倒虹吸的总体布置、建筑物选型、水力计算、结构设计等方面的问题。 关键词渠倒虹吸管身箱型断面水头损失系数 1.前言 南水北调中线工程横跨江、淮、黄、海四大流域，是我国特大型调水工程。其中，渠倒虹吸是该调水工程中数量最多的一种河渠交叉建筑物。南水北调中线工程总干渠设计为自流输水，水头紧张，分配给每座渠倒虹吸的设计水头都很少，相应管身过水断面必然较大。所以南水北调渠倒虹吸的特点是流量大、水头小、规模空前。 2.渠倒虹吸的总体布置 （1）轴线选择及管身长度的确定 渠倒虹吸的轴线受南水北调中线工程总干渠轴线的制约。在地形、地质条件允许的情况下，渠倒虹吸的轴线尽可能与主河床正交，以减少建筑物的长度，降低投资。 管身长度主要受工程建成后河道洪水、上下游河道洪水壅高情况、工程区地形、地貌、地质条件等因素的影响，长度的确定以不对当地防洪排涝规划造成大的影响为准，并尽量减少工程量。为此应进行调洪演算，拟定几组渠倒虹吸长度，通过调洪演算得到各种长度对应的上游最高壅水位值，并计算各种方案的工程量，通过方案比选和论证，选择出适宜的长度。
（2）管身布置 斜管段坡度视地形、地质以及水平段管顶埋深等条件确定。为了方便施工和检修，一般采用1:3～1:4的坡度。管身横向缝间距根据地基特性、断面尺寸、温度变幅等条件确定，土基上现浇砼管缝间距采用15～20m，岩基上一般采用15m。 管顶埋置在河道设计洪水冲刷线以下不小于0.5m，当冲刷深度较大时，可适当浅埋，并对管顶进行防护。对地震设计烈度7度以上者，采用埋深不小于2.5m。 （3）辅助工程设置问题 渠倒虹吸由进口段、管身段和出口段三部分组成。 由于南水北调中线工程水源为丹江口水库库水，不需考虑输水中的泥沙问题，因此建筑物进口不设沉沙池。同时由于渠倒虹吸出口流速很小，也不需设消能工。 为了对渠倒虹吸进行全面的研究，使工程建立在可靠的技术基础上，河南省水利勘测设计院与郑州工业大学联合进行了以淇河渠倒虹吸工程为典型的1:20的大型水工模型试验和广泛的资料分析论证。试验表明，节制闸布置在下游便于调节渠倒虹吸进口水位，改善进口流态，除始流状态外任何流量均不发生进口水跃，掺气现象也不严重，对结构无不良影响。因此，渠倒虹吸节制闸采用后置方式，设在出口段。检修闸设在进口段。管身进、出口底部高程采用与总干渠渠底高程相同，不再降低。 关于通气孔的设置问题，根据试验，实测渠倒虹吸进口曲面压强分布
倒虹吸结构设计方案比较在白马门河渠道中的应用
倒虹吸结构设计方案比较在白马门河渠道中的应用 摘要：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，本文结合南水北调中线工程白马门河渠道倒虹吸结构设计，对特大型倒虹吸的结构型式和受力性能进行了分析探讨。通过对目前较有代表性的三种结构计算方法的比较，找出了各种计算方法的优缺点，井推荐Sap84弹性地基梁法作为倒虹吸设计的首选计算方法。 关键词：倒虹吸；结构设计；白马门河渠道倒虹吸 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。倒虹吸主要有竖井式。这种形式施工简便而且便于清除泥沙。倒虹吸有箱形和圆形两种。物理上水往高处走的现象是一种水利工程的技巧。倒虹吸，它是在渠道与道路、河流发生交叉或在渠道穿越山谷时经常采用的一种立交水工建筑物。早在2000多年前，中国已有成功的运用。与虹吸管一样，它在立面上也呈弓形；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。 本文主要针对南水北调中线工程白马门河水渠倒虹吸结构计算分别运用结构力学自由变形框架算法、Sap84弹性地基梁法和Supsap三维有限儿分析法三种方法，并且进行比较。 1结构计算方法 1.1结构力学自由变形框架算法 结构力学自由变形框架算法是将倒虹吸管视为坐落在地基上的自由变形框架结构进行计算的。地基反力简化为线性分布，用材料力学方法求得。 选用迭代计算法，计算时将倒虹吸结构简化为平面框架，沿倒虹吸管的纵向取lm长单宽，按平面问题计算内力，然后进行配筋和抗裂验算。 1.2Sap84弹性地基梁法 Sap84是专门为微型计算机开发的通用结构分析程序，其输入数据文件采用了自由格式。程序提供的图形显示输出功能、数据检查以及报错功能，以及在计算机上就可以实现的二维分析、平面分析、振动分析和动力分析等功能。结构计算时，沿倒虹吸管纵向取lm单宽，按平面问题进行计算。底板弹性链杆的刚度用地基的变形模量乘以每根弹簧支撑的面积来计算。 如果只进行内力计算而不进行配筋计算，则坐标轴的方向可以随意设置。在进行配筋计算时，程序会默认Z轴铅直向上，故必须在建立坐标系时将z轴建在竖轴上(X，Y，Z三轴按照右手法则进行排列)，否则配筋结果全错。