簡(jiǎn)介：,考試大綱,第十三章渠系（輸水）建筑物,熟練掌握渠線、管線選擇基本要求。熟練掌握渠道橫斷面選擇、防滲、襯砌與護(hù)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。熟練掌握渠道比降、流速與滲漏計(jì)算。掌握管道選（材）型及水力計(jì)算。掌握渡槽、倒虹吸、涵洞的類型與一般設(shè)計(jì)要求。了解渠道防凍脹基本要求。,一渠線選定基本要求,（一）一般渠道1渠道選線一般要求在滿足輸水任務(wù)的前提下，使工程量小而且造價(jià)低。對(duì)于灌溉渠道，應(yīng)盡可能布置在灌區(qū)的脊線，以爭(zhēng)取最大的自流灌溉面積。對(duì)于排水溝道，應(yīng)盡可能布置在排水區(qū)的洼線，以爭(zhēng)取最大的排水效果。,第十三章渠系（輸水）建筑物,2干渠穿過地形起伏較大的不平坦或丘陵地區(qū)，其線路大致沿等高線布置，盡量避免深挖和高填。3渠線穿越鐵路、公路、河流、溝渠應(yīng)盡量正交，避免將彎線部分放在建筑物上。避免穿越較大的居民點(diǎn)，沼澤地及地形破碎地帶等。4在某些情況下，通過山地、丘陵，為了安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理，可采用隧洞，以縮短渠道長度和建筑物的數(shù)量。為了減低跨河溝建筑物的高度并使其具有適宜的過河位置，則可采用繞線的比較方案。,5要考慮工程遠(yuǎn)近期規(guī)劃、行政區(qū)的結(jié)合，平整土地、機(jī)耕及道路等因素。6綜合利用渠道，應(yīng)考慮灌溉、航運(yùn)、水能利用相結(jié)合，一水多用、一渠多利。7渠道需要采用彎道時(shí)，彎道半徑應(yīng)在可能范圍內(nèi)選擇較大值。未襯砌的灌溉、動(dòng)力渠道的彎道半徑應(yīng)不小于5倍水面寬度。灌溉、動(dòng)力渠道的彎道半徑小于5倍水面寬時(shí)，凹岸應(yīng)采取防沖措施。襯砌渠道的彎道半徑以不小于25倍水面寬為宜。,,渠道選線,（二）傍山塬邊渠道傍山渠線選定的原則是要確保安全，比較經(jīng)濟(jì)，容易施工，便于管理。要合理地考慮河流左右岸的具體地形、地質(zhì)條件，既注意渠線外側(cè)坡度安全，又要考慮渠線內(nèi)側(cè)人工開挖邊坡的安全。傍山渠道一般以明渠通過山麓、丘陵、塬邊。對(duì)于滑坡地區(qū)的渠線選擇，渠線應(yīng)盡量避免通過滑坡地區(qū)；在無法避免時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探和資料分析，須采取確保安全的必要措施。,二、渠道橫斷面選擇,（一）橫斷面形式渠道橫斷面形式有梯形、矩形、多邊形、拋物線弧形、U型及復(fù)式斷面，見圖1321所示。梯形斷面廣泛適用于大，中、小型渠道，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，邊坡穩(wěn)定，便于應(yīng)用混凝土薄板襯砌。,（二）橫斷面選擇1梯形渠道斷面的計(jì)算當(dāng)流量Q、比降I、糙率N及邊坡系數(shù)M為已定時(shí)，某一斷面與水力最佳斷面之間的關(guān)系式為13246計(jì)算時(shí)可查灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范附表。,（二）橫斷面選擇1梯形渠道斷面的計(jì)算①梯形渠道水力最佳斷面寬深比依邊坡系數(shù)而變化的值見表1321所列。②計(jì)算梯形渠道水力最佳斷面水深H0，計(jì)算公式為13223③選擇梯形渠道實(shí)用經(jīng)濟(jì)斷面，過水?dāng)嗝娣e較水力最佳斷面面積減小2至增加4，設(shè)計(jì)時(shí)即可在此范圍內(nèi)選擇出實(shí)用經(jīng)濟(jì)的斷面。,,,（三）渠道邊坡1渠道內(nèi)邊坡系數(shù)根據(jù)土質(zhì)穩(wěn)定條件來選擇。大型渠道水深大于3M時(shí)，渠道內(nèi)邊坡要考慮水面驟降對(duì)渠坡的影響，進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。2渠岸以上的邊坡渠岸以上的邊坡分低邊坡和高邊坡，其界限為小于15～20M的為低邊坡；大于15～20M的為高邊坡。3填方渠道外邊坡系數(shù)半挖半填及填方渠道外邊坡，與渠道內(nèi)邊坡一致或略緩一些。,（四）渠岸超高1灌溉渠道一般挖填方渠道，渠岸超高可根據(jù)加大水深確定。國內(nèi)大型灌溉渠道實(shí)際采用超高值為05～20M。2航運(yùn)渠道航運(yùn)渠道挖方渠岸超高一般應(yīng)高出最高洪水位100～150M，填方渠岸超高一般應(yīng)高出最高洪水位2030M。3動(dòng)力渠道動(dòng)力渠道的一般渠岸超高為03～100M。,4襯砌超高1灌溉渠道、動(dòng)力渠道襯砌超高，一般采用015～065M。2航運(yùn)渠道襯砌高度，應(yīng)高出最高航行水面10～15M，其最大值可采用2M，而襯砌底部高度應(yīng)低于最低水位10M。5彎道的超高當(dāng)彎道半徑小于5倍水面寬度及平均流速大于2M/S時(shí)，彎道凹岸頂端的超高應(yīng)予增加。,（五）渠岸寬度渠岸寬度一般為2～3M且兼作道路時(shí)，其寬度應(yīng)根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定。（六）棄土和取土挖方渠段的棄土堆坡腳至開口線的距離，當(dāng)挖深在10M以內(nèi)時(shí)，不少于2M；當(dāng)挖深在10～15M時(shí)，不少于25M；當(dāng)超過15M時(shí)，不少于3M。棄土要盡可能整平造地返耕。填方渠道的取土坑至渠堤坡腳的距離不小于2M，取土深度不超過15M，配水渠道的取土坑深度一般不超過08M，以便于平整土地時(shí)填平。,三、渠道襯砌與護(hù)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),（一）渠道襯砌與護(hù)面結(jié)構(gòu)的作用1減少滲漏損失，提高渠道水的利用系數(shù)，并便于控制地下水位上升，防止土壤沼澤化和次生鹽堿化等；2減少渠道糙率，加大流速，增加輸水能力，防止渠道沖刷破壞，減少土方開挖量。,（二）混凝土襯砌1結(jié)構(gòu)型式與尺寸混凝土襯砌厚度與施工方法、氣候因素、渠道大小及混凝土標(biāo)號(hào)有關(guān)。現(xiàn)澆混凝土襯砌厚度可參考表1332。預(yù)制板一般厚度為5～10CM。2伸縮縫間距和接縫型式混凝土襯砌設(shè)有橫向伸縮縫，一般不設(shè)縱向縫。3防凍脹措施礫石、渣油砂墊層、蓄水保溫。4噴射混凝土優(yōu)點(diǎn)是施工速度快、質(zhì)量高，每1M3混凝土用水泥350KG，襯砌厚度一般為3～12CM。適應(yīng)于大型渠道和U型渠道，是機(jī)械化襯砌渠道發(fā)展的方向。,（三）石襯砌1干砌卵石（掛淤）干砌卵石適用于砂礫石基礎(chǔ)或沙漠地帶坡度大滲漏性強(qiáng)的渠道。2漿砌石漿砌石護(hù)面的防滲、防沖效果均較干砌石為優(yōu)。單層厚度一般為25～30CM，用50、100號(hào)水泥砂漿。伸縮縫間距為20～50M，縫寬為3CM左右，以瀝青砂漿灌注。糙率N值一般為00225～00275；單層襯砌允許流速為25～45M/S，雙層漿砌允許流速為35～50M/S。,（四）瀝青混凝土襯砌瀝青混凝土襯砌渠道的斷面形式有梯形和弧形。一般采用就地澆筑，用機(jī)械振動(dòng)壓實(shí)，其厚度一般為10～15CM，防滲層下為反濾層，在反濾層上面涂一層瀝青膠或?yàn)r青乳劑。當(dāng)不設(shè)反濾層時(shí)，可設(shè)34CM的瀝青混凝土結(jié)合層，以便與瀝青混凝土防滲層結(jié)合。,（五）塑料薄膜襯砌塑料薄膜具有造價(jià)低運(yùn)輸量少，施工簡(jiǎn)單和效果好適用性強(qiáng)，耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。多采用埋藏式，可用于鋪設(shè)矩形、梯形、復(fù)式梯形、鋸齒形等斷面。為了施工方便，一般多采用梯形邊坡可以較陡一些，保護(hù)層可用素土夯實(shí)或加鋪防沖材料，其總厚度應(yīng)不小于30CM。在寒冷凍深較大的地區(qū)，保護(hù)層厚度常采用凍深的1/3～1/2。塑料薄膜防滲的關(guān)鍵是要鋪好保護(hù)層，以延長其使用年限。,（六）其他材料護(hù)面1水泥土護(hù)面采用水泥土護(hù)面，可收到良好的防滲效果。在無凍融作用的地區(qū)，水泥土的配合比為1∶9～1∶7，在有凍融作用的地區(qū)，水泥土的配合比為1∶6～1∶5。2粘土護(hù)面3灰土護(hù)面防滲4人工掛淤防滲,四、渠道比降、流速與滲漏計(jì)算,（一）渠道比降1灌溉渠道1輸水渠道盡可能采取較緩的比降，滿足自流灌溉的要求。2渠道比降應(yīng)盡量接近地面比降，避免挖、填方量過大。3易沖刷的渠道，比降應(yīng)緩，地質(zhì)條件較好，可陡一些。4清水渠道應(yīng)考慮防止沖刷，比降宜緩，1/10000～1/28000。渾水渠道應(yīng)考慮防止淤積，比降宜大，1/1000～1/6000。,（一）渠道比降1灌溉渠道對(duì)于清水渠道的比降，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)的耐沖流速?zèng)Q一般可用下式計(jì)算IV2/C2/R13412式中V──耐沖流速M(fèi)/S；R──水力半徑M；C──謝才系數(shù)。,,,,2排水溝道1主要取決于地面坡度以及滿足溝道不淤不沖的條件。2溝道比降與容泄區(qū)的水位高程銜接有關(guān)。3溝道比降接近地面比降可節(jié)約土方。4使溝道下游的流速大于上游流速，以免排水不暢。5選擇溝道比降應(yīng)使實(shí)際流速介于不沖不淤流速之間。6為保證在通過日常流量的情況下溝道不發(fā)生壅水現(xiàn)象，在溝口匯流處應(yīng)具有適當(dāng)?shù)乃媛洳钜话銥?1～02M。3航運(yùn)渠道運(yùn)河,（二）渠道流速1設(shè)計(jì)流速渠道的設(shè)計(jì)流速應(yīng)滿足不沖和不淤的條件。2平均流速渠道平均流速應(yīng)在最大的和最小的極限允許流速范圍以內(nèi)。平均流速可按謝才公式計(jì)算，N值見表1343。VCRI1/2CR1/6/N,3臨界不沖流速設(shè)計(jì)時(shí)多以臨界不沖條件為依據(jù)，用臨界不淤流速作為核驗(yàn)。臨界不沖流速又稱最大容許流速，是設(shè)計(jì)渠道最大流速的限度。土質(zhì)為沙質(zhì)土、礫石土、砂卵石的渠道，可按有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。4臨界不淤流速臨界不淤流速是渠道的最小平均流速，大型渠道應(yīng)大于05M/S；小型渠道不得小于03M/S。5渠道設(shè)計(jì)流速的選擇對(duì)灌溉渠道，土渠設(shè)計(jì)流速06～10M/S。對(duì)航運(yùn)渠道，一般不超過10M/S。對(duì)動(dòng)力渠道，一般在1～2M/S。,6冬季流冰問題主要有兩種方法一是在渠道內(nèi)造成冰蓋，流速不大于05M/S；二是保持渠道內(nèi)不結(jié)冰的流速，通常不小于15M/S，當(dāng)流速達(dá)到23M/S時(shí)，可防止渠道水面結(jié)冰。,（三）渠道滲漏計(jì)算1自由滲漏情況下渠道1比擬法2實(shí)測(cè)法3經(jīng)驗(yàn)公式法2頂托滲流情況下渠道3有襯砌及其他防滲措施的渠道,五、渠道防凍脹設(shè)計(jì),（一）渠道工程抗凍脹設(shè)計(jì)步驟（二）襯砌渠道安全凍脹的校核（三）抗凍脹結(jié)構(gòu)及工程措施,六、輸水管道管材選擇及水力計(jì)算,（一）管材選擇,1鑄鐵管2鋼管3預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管4普通鋼筋混凝土管,5預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管PCCP6玻璃鋼管7石棉水泥管8PVC管,,2水力計(jì)算1流速和管徑的確定輸水管內(nèi)的流速，應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和管內(nèi)不淤條件選定。當(dāng)通過設(shè)計(jì)流量時(shí)，管內(nèi)流速通常為15～30M/S，最大可達(dá)4M/S。最大流速一般按允許水頭損失控制，最小流速按通過最小流量時(shí)管內(nèi)流速應(yīng)大于挾沙流速來確定。2輸水能力計(jì)算輸水能力按有壓流計(jì)算3水頭損失的確定,七、渡槽、倒虹吸、涵洞的類型與主要設(shè)計(jì)方法,（一）渡槽1位置選擇1渡槽宜置于地形、地質(zhì)條件較好的地段。2跨越河流的渡槽，應(yīng)選在河床穩(wěn)定、水流順直的地段，渡槽軸線盡量與水流流向正交。3渠道與槽身在平面布置上應(yīng)成一直線，切忌急劇轉(zhuǎn)彎。,2型式選擇1梁式渡槽。2拱式渡槽。3縱橫斷面設(shè)計(jì)先擬定適宜的槽身縱坡I和槽寬B，而后根據(jù)給定的設(shè)計(jì)流量進(jìn)行水力計(jì)算。加大縱坡，有利于縮小渡槽橫斷面，減小工程量，但過大的縱坡，可能使上、下游渠道受到?jīng)_刷。槽身凈寬B應(yīng)與水深H保持適宜的深寬比。,4渡槽水力計(jì)算5進(jìn)口與渠道的連接為使槽內(nèi)水流與渠道平順銜接，在渡槽的進(jìn)、出口需要設(shè)置漸變段，漸變段長度和可分別采用進(jìn)、出口渠道水深的4倍和6倍。,東深供水改造工程現(xiàn)澆U形薄殼混凝土渡槽槽身采用機(jī)械化模架施工。,東深供水改造工程樟洋渡槽該渡槽全長100M，槽身為“U”形薄殼、簡(jiǎn)支式結(jié)構(gòu)、跨徑有24及12M兩種，其中24M跨徑的采用雙向預(yù)應(yīng)力技術(shù)。,東深供水改造工程旗嶺渡槽設(shè)計(jì)過水流量90M3/S,是目前世界上最大的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土“U”形薄殼輸水建筑物。全長637M，肋拱跨徑為525M，槽身凈寬7M,高54M，壁厚僅30M，采用后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。,（二）倒虹吸管當(dāng)渠道橫跨山谷、河流、道路時(shí)，可用渡槽，也可用倒虹吸管。當(dāng)所穿越的山谷深而寬，采用渡槽不經(jīng)濟(jì)，或交叉高度不大，或高差雖大，但允許有較大的水頭損失時(shí)，一般說來采用倒虹吸管比渡槽工程量小，造價(jià)低，施工方便。但倒虹吸管水頭損失大，維修管理不如渡槽方便。1倒虹吸管的布置2倒虹吸管的水力計(jì)算給定設(shè)計(jì)流量，允許的水位降落值，利用壓力流公式，選定虹吸管的斷面尺寸，檢驗(yàn)上、下游水面的銜接。,,最大工作水頭107M,2265M鋼管,（三）輸水涵洞，排水涵洞洞內(nèi)水流形態(tài)可以是無壓、有壓或半有壓。輸水涵洞為減小水頭損失，多是無壓的。排水涵洞可以是無壓的，也可設(shè)計(jì)成有壓或半有壓，但對(duì)有壓涵洞在泄洪時(shí)可能出現(xiàn)的明滿流交替而引起的振動(dòng)應(yīng)予注意。涵洞軸線一般應(yīng)與渠堤或道路正交，與來水流向一致。防止遭受沖刷或淤積，洞底高程應(yīng)等于或接近于原水道的底部高程，洞底縱坡應(yīng)等于或稍大于原河道的縱坡。當(dāng)涵洞穿過土渠時(shí)，其頂部至少應(yīng)低于渠底06～07M，否則渠水下滲，容易沿管周圍產(chǎn)生集中滲漏，引起建筑物破壞。,,,謝謝,
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