渠道工程倒虹管布置與分析

摘要：倒虹管是渠道工程建設(shè)中的重要節(jié)點(diǎn)，在遇到河道、涵洞等障礙物時(shí)起到銜接上下游管道的重要作用。對(duì)此，本文首先對(duì)倒虹管進(jìn)行了介紹，然后對(duì)渠道工程倒虹管布置要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)該渠道工程渠道工程倒虹管布置形式進(jìn)行了詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：渠道；倒虹管；管材

1 引言

在水利工程建設(shè)中，倒虹管技術(shù)發(fā)展比較成熟，當(dāng)當(dāng)供水渠道遇到河流、洼地等地下構(gòu)筑物的阻礙作用時(shí)，很難根據(jù)平坦區(qū)域坡度以及埋深參數(shù)進(jìn)行規(guī)劃施工，對(duì)此，可以采用倒虹吸方式保證工程建設(shè)和運(yùn)行正常。因此，對(duì)渠道工程倒虹管布置要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究至關(guān)重要。

2 倒虹管概念及原理

倒虹管是指當(dāng)排水管渠遇到河流、地下構(gòu)筑物等障礙物時(shí)，不能按原有的坡度埋設(shè)，而是按下凹的折線方式從障礙物下通過所采用的管道。水體在倒虹管內(nèi)的流動(dòng)依靠上下游管道中的水面高差進(jìn)行的。

3 渠道工程倒虹管布置要點(diǎn)分析

3.1倒虹管形式選擇

倒虹管形式主要有多折型和凹字型著兩種，在實(shí)際施工過程中，需要結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際情況選擇適宜的倒虹管形式。其中，多折型倒虹管主要適用于河面以及河灘寬度較大，或者河床深度比較大的情況，在實(shí)際施工過程中需要擴(kuò)大開挖深度和開挖范圍，施工面積比較大。另外，凹字型則適用于河面寬度以及河灘寬度比較小的情況，同時(shí)，其也適用于深度比較小的情況，如果施工條件允許，可以采用頂管施工技術(shù)。

3.2管道埋深和基礎(chǔ)

在進(jìn)行渠道工程倒虹管布置過程中，對(duì)于管道埋深，需要綜合考慮實(shí)際情況進(jìn)行確定，通常情況下，在通航河道，水下管道的埋深應(yīng)該控制在2.0m以上，另外，如果河道不通航，則水下管道埋深應(yīng)該控制在1.0m以上。需要注意的是，如果河道的實(shí)際高程低于規(guī)劃高程，則在管道埋深確定過程中，需要綜合考慮河道的實(shí)際高程。除此以外，在確定管道埋深時(shí)，還應(yīng)該綜合考慮河底的淤泥層厚度，如果淤泥層的厚度比較小，則可以將管道埋設(shè)在淤泥層以下位置，而如果淤泥層的厚度比較大，則必須將管道埋設(shè)在淤泥層中，對(duì)此，需要采用固定樁加固和拋片石穩(wěn)定等工程措施。

3.3管道敷設(shè)條數(shù)

在進(jìn)行倒虹管道輻射過程中，可以將其敷設(shè)成單線、雙線或多線這幾種形式，在實(shí)際施工過程中，需要綜合考慮管道的應(yīng)用功能、安全等級(jí)等因素進(jìn)行確定。在河道檢修過程中，可以采用其他渠道傳輸形式，或者切斷河管不會(huì)對(duì)周邊居民的正常生產(chǎn)和生活造成較大的不良影響，對(duì)此，在進(jìn)行倒虹管布置過程中，可以采用單線敷設(shè)形式。另外，如果在進(jìn)出水閥需要設(shè)置切換閥門，則需要采用雙線敷設(shè)形式。

3.4管道敷設(shè)位置

在進(jìn)行倒虹管敷設(shè)施工過程中，應(yīng)該盡量將其布設(shè)在水流比較平緩的河道位置上，同時(shí)與河流保持垂直，同時(shí)，在管道敷設(shè)過程中，還應(yīng)該綜合考慮周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、岸邊地形實(shí)際情況等各類因素。在進(jìn)行雙線倒虹管敷設(shè)施工過程中，如果需要將其敷設(shè)在同一條溝槽內(nèi)，則應(yīng)該將兩管之間的距離控制在0.5m以上，3.5管材選擇倒虹管管材主要有金屬管和鋼筋混凝土管這兩種材料，在倒虹管過河段布置過程中，應(yīng)該盡量采用長(zhǎng)管，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)防腐設(shè)計(jì)。在鋼管施工中，可以采用焊接連接形式，同時(shí)，還應(yīng)該注意采用環(huán)向焊縫外壁均布加強(qiáng)板的措施加強(qiáng)。通常情況下，在渠道工程管道防腐設(shè)計(jì)中，可以采用鋼制管道外包鋼筋混凝土外壁的復(fù)合管材。在倒虹管長(zhǎng)度設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮穿越物的現(xiàn)狀和發(fā)展遠(yuǎn)景。

3.6流速選擇

通常情況下，在進(jìn)行倒虹管流速選擇過程中，應(yīng)該將流速控制在1.2～1.5m/s之間，如果施工條件不允許，則可以適當(dāng)降低流速，但是需要注意的是，流速必須控制在0.9m/s以上，同時(shí)不得小于上游管渠中的流速。在實(shí)際布置過程中，如果管內(nèi)流速無法達(dá)到0.9m/s，則應(yīng)該定期進(jìn)行沖洗，盡量將流速控制在1.2m/s以上。

3.7進(jìn)出水井

對(duì)于倒虹管井，應(yīng)該將其設(shè)置在不會(huì)受到洪水淹沒影響的位置，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況考慮設(shè)置排氣設(shè)施。在井內(nèi)位置，需要設(shè)置閘槽閘板或閘門。進(jìn)水井內(nèi)需要配置沖洗措施，井室入孔中心應(yīng)盡可能安排在各條管道的中心線上。進(jìn)、出水口應(yīng)設(shè)置井口和井蓋。

4 渠道工程倒虹管布置實(shí)例

4.1工程概況

渠道工程Ⅲ標(biāo)段包括總干8+943.000～總干9+882.93（龍洞坡倒虹管）和左干0+000～左干8+176.377，總長(zhǎng)度9116.307m。總干渠末端為龍洞坡倒虹管，倒虹管北西向接左干渠，經(jīng)沿線暗渠、干咀子渡槽、小窩沱隧洞、牛欄沱隧洞、新田塝隧洞、洞背上隧洞和魚塘溝隧洞至古宋河，采用倒虹管形式跨過古宋河，向三角沱水廠供水。

4.2倒虹管水位選擇

Ⅲ標(biāo)段龍洞坡倒虹管進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位432.96m，設(shè)計(jì)流量5.58m3/s，倒虹管前段總干8+943.000～總干9+789.984，倒虹管內(nèi)徑為2.0m。在總干9+789.984處倒虹管分右支管，右支管長(zhǎng)度246.477m，內(nèi)徑0.8m，設(shè)計(jì)流量1.15m3/s，穿過建設(shè)河，出水池設(shè)計(jì)水位428.80m，接右干渠?？偢?+789.984后管道內(nèi)徑變?yōu)?.8m，設(shè)計(jì)流量4.25m3/s，出水池設(shè)計(jì)水位431.17m，接左干渠。

Ⅲ標(biāo)段左干渠長(zhǎng)度8176.377m，其中：暗渠9處，總長(zhǎng)度1380.477m；渡槽1處，長(zhǎng)度40.0m；隧洞5處，總長(zhǎng)度6350.0m；古宋河倒虹管1處，長(zhǎng)度358.98m；節(jié)制分水閘、放水洞6處，長(zhǎng)度46.92m。

4.3倒虹管工程設(shè)計(jì)

倒虹管是管道工程通過河道、谷地、旱洞或地下構(gòu)筑物等障礙物時(shí)的一種特殊的構(gòu)筑物。設(shè)計(jì)倒虹管時(shí)應(yīng)保證安全、水流暢通，防止管道堵塞。根據(jù)倒虹管與上、下游管道的高程位置可分為“上倒虹”和“下倒虹”；根據(jù)倒虹管的系統(tǒng)外觀形式可分為“元寶式”和“扁擔(dān)式”；倒虹管的施工工藝有開挖、沉管、頂管、盾構(gòu)、拖拉等多種方法。工程設(shè)計(jì)中對(duì)倒虹管的敷設(shè)位置，敷設(shè)數(shù)量，管材、管徑及敷設(shè)長(zhǎng)度、深度、斜管角度以及倒虹管的管內(nèi)流速，進(jìn)、出水井，沉泥槽，事故排出口和運(yùn)行、養(yǎng)護(hù)、維修等均有較明確的規(guī)定。

龍洞坡倒虹管位于總干渠末端樁號(hào)總干8+943.000～總干9+882.93處。主要由進(jìn)水池、總干渠埋管段、右支管埋管段以及2座出水池組成。倒虹管采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土PCCP管道，在管道轉(zhuǎn)彎處設(shè)置有混凝土鎮(zhèn)墩，在沿途低洼處設(shè)置有放空沖砂閥，在地面隆起處設(shè)置有排氣補(bǔ)氣閥，并有檢修進(jìn)人孔。

5 結(jié)語

綜上所述，在渠道工程建設(shè)中采用倒虹管布置形式，不僅不會(huì)對(duì)渠道工程美觀造成不良影響，而且還能夠確保渠道工程的正常運(yùn)行。在進(jìn)行倒虹管布置過程中，需要綜合考慮各項(xiàng)因素，合理設(shè)計(jì)水位，并選擇適宜的管道材料，提升倒虹管布置水平，確保倒虹管的暢通。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴元富，王波.倒虹管建設(shè)管理與質(zhì)量控制[J].水利建設(shè)與管理，2013，33（9）：56-58.

[2]冉貞俊，張傳雷.凹型倒虹管的設(shè)計(jì)要點(diǎn)與實(shí)例分析[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2012，20（1）：46-48.

[3]楊斌.維新渠道倒虹管設(shè)計(jì)與過水能力的復(fù)核[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2016，22（5）：29-30.

作者簡(jiǎn)介：

張紅（1982.10-），女，2004年6月畢業(yè)于武漢大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院，工學(xué)學(xué)士，工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。