第八章渠系建筑物 第一节渠道与渠首工程 渠道 灌溉渠道一般可分为干、支、斗、农四级固定渠道。干、支渠主要起输水作用,称为输 水渠道:斗农渠主要起配水作用,称为配水渠道 (一)渠道的布置 ●地形条件:在平原地区,渠道路线最好是直线。在山坡地区,渠线应尽量沿等高线方 向布置,以免过大的挖填方量。 ●地质条件:渠道线路应尽量避开渗漏严重、流沙、泥泽、滑坡以及开挖困难的岩层地 带 ●施工条件:施工时的交通运输、水和动力供应、机械施工场地、取土和弃土的位置等 条件。 ●管理要求:渠道布置要和行政区划与土地利用规划相结合,以便于管理和维护, (二)渠道的纵横断面设计 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。 、无坝渠首枢纽 (一)位于弯道凹岸的取水枢纽 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。结合图8-3讲述。 ●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 (二)、导流堤式取水枢纽 ●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。结合图8-4讲述 (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。结合图8-5讲述 (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。结合图8-6讲 三、有坝渠首枢纽
第 八 章 渠系建筑物 第一节 渠道与渠首工程 一、渠道 灌溉渠道一般可分为干、支、斗、农四级固定渠道。干、支渠主要起输水作用，称为输 水渠道；斗农渠主要起配水作用，称为配水渠道。 （一）渠道的布置 ●地形条件：在平原地区，渠道路线最好是直线。在山坡地区，渠线应尽量沿等高线方 向布置，以免过大的挖填方量。 ●地质条件：渠道线路应尽量避开渗漏严重、流沙、泥泽、滑坡以及开挖困难的岩层地 带。 ●施工条件：施工时的交通运输、水和动力供应、机械施工场地、取土和弃土的位置等 条件。 ●管理要求：渠道布置要和行政区划与土地利用规划相结合，以便于管理和维护。 （二） 渠道的纵横断面设计 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。 二、无坝渠首枢纽 （一）位于弯道凹岸的取水枢纽 ●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。结合图 8—3 讲述。 ●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°。 （二）、导流堤式取水枢纽 ●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。结合图 8—4 讲述。 （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。结合图 8—5 讲述。 （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。结合图 8—6 讲 述 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。结合图8-7讲述 ●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 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。 700 1:1.5-1:2 I 底流向 (二)冲沙廓道式取水枢纽 ●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。结合图8-8讲述 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, I一I剖面 三)人工弯道式取水枢纽 ●适用条件:在我国新疆地区被广泛采用 ●枢纽组成:人工引水弯道、进水闸、冲沙闸、泄洪闸、下游排沙道 以图8-9为实例讲述
（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。结合图 8—7 讲述。 ●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。 （二）冲沙廓道式取水枢纽 ●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。结合图 8—8 讲述。 ●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。 （三）人工弯道式取水枢纽 ●适用条件：在我国新疆地区被广泛采用。 ●枢纽组成：人工引水弯道、进水闸、冲沙闸、泄洪闸、下游排沙道 以图 8—9 为实例讲述
渠首位置 4 (四)底栏栅式取水枢纽 ●适用条件:坡陡流急和河床为卵石、砾石且推移质细颗粒不太多的山溪性河道 ●枢纽组成:底栏栅坝、泄洪排沙闸、溢流坝、拦沙坎、导流堤 以图8-10为实例讲述 河岸线 进水闸 拦沙坎 可岸线
（四）底栏栅式取水枢纽 ●适用条件：坡陡流急和河床为卵石、砾石且推移质细颗粒不太多的山溪性河道。 ●枢纽组成：底栏栅坝、泄洪排沙闸、溢流坝、拦沙坎、导流堤 以图 8—10 为实例讲述
第二节渡植(一) 渡槽的作用与组成 ●作用:渡槽是输送水流跨越渠道、河流、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物。当 挖方渠道与冲沟相交时,为避免山洪及泥沙入渠,还可在渠道上面修建排洪渡槽,用来排泄 冲沟来水及泥沙 ●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 渡槽一般适用于渠道跨越深宽河谷且洪水流量较大、渠道跨越广阔滩地或洼地等情况 它比倒虹吸管水头损失小,便利通航,管理运用方便,是交叉建筑物中采用最多的一种型式。 渡槽的类型 渡槽根据其支承结构的情况,分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。 (一)梁式渡槽 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。 200101201201201011 进口渠道 伸缩缝 出口渐变段出口渠道 洪水位∥单排架 原地面线暗排水明排水凸表层排水 基础 ●简支梁式:优点是结构简单,施工吊装方便,接缝处止水构造简单。缺点是跨中弯矩 较大,底板受拉,对抗裂防渗不利。常用跨度是8~15m,其经济跨度大约为墩架高度的0.8 倍 ●双悬臂梁式:根据其悬臂长度的不同,又可分为等跨双悬臂式和等弯矩双悬臂式。等 跨双悬臂式,在纵向受力时,其跨中弯矩为零,底板承受压力,有利于抗渗。等弯矩双悬臂 式,跨中弯矩与支座弯矩相等,结构受力合理,但需上下配置受力筋及构造筋,总配筋量常 大于等跨双悬臂式,不一定经济,且由于跨度不等,对墩架工作不利,故应用不多。双悬臂 梁式渡槽因跨中弯矩较简支梁小,每节槽身长度可为25~40m,但其重量大,整体预制吊装 困难,当悬臂顶端变形或地基产生不均匀沉陷时,接缝处止水容易被拉裂 ●单悬臂式:一般用在靠近两岸的槽身或双悬臂梁式相简支梁式过渡时采用 (二)拱式渡槽 1、特点 拱式渡槽的主要承重结构是拱圈。槽身通过拱上结构将荷载传给拱圈,它的两端支承在 槽墩或槽台上。拱圈的受力特点是承受以压力为主的内力,故可应用石料或混凝土建造,并 可用于较大的跨度。但拱圈对支座的变形要求严格。对于跨度较大的拱式渡槽应建筑在比较 坚固的岩石地基上 2、类型 ●石拱渡槽:主拱圈为一实体的矩形截面的板拱,一般用粗料石砌筑。其优点是就地取 材,节省钢筋,结构简单,便于施工,缺点是自重大,对地基要求高,施工时需较多木料搭 设拱架
第二节 渡槽（一） 一、渡槽的作用与组成 ●作用：渡槽是输送水流跨越渠道、河流、道路、山冲、谷口等的架空输水建筑物。当 挖方渠道与冲沟相交时，为避免山洪及泥沙入渠，还可在渠道上面修建排洪渡槽，用来排泄 冲沟来水及泥沙。 ●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。 渡槽一般适用于渠道跨越深宽河谷且洪水流量较大、渠道跨越广阔滩地或洼地等情况。 它比倒虹吸管水头损失小，便利通航，管理运用方便，是交叉建筑物中采用最多的一种型式。 二、渡槽的类型 渡槽根据其支承结构的情况，分为梁式渡槽和拱式渡槽两大类。 (一)梁式渡槽 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。 ●简支梁式：优点是结构简单，施工吊装方便，接缝处止水构造简单。缺点是跨中弯矩 较大，底板受拉，对抗裂防渗不利。常用跨度是 8～15m，其经济跨度大约为墩架高度的 0.8～ 1.2 倍。 ●双悬臂梁式：根据其悬臂长度的不同，又可分为等跨双悬臂式和等弯矩双悬臂式。等 跨双悬臂式，在纵向受力时，其跨中弯矩为零,底板承受压力，有利于抗渗。等弯矩双悬臂 式，跨中弯矩与支座弯矩相等，结构受力合理，但需上下配置受力筋及构造筋，总配筋量常 大于等跨双悬臂式，不一定经济，且由于跨度不等，对墩架工作不利，故应用不多。双悬臂 梁式渡槽因跨中弯矩较简支梁小，每节槽身长度可为 25～40m，但其重量大，整体预制吊装 困难，当悬臂顶端变形或地基产生不均匀沉陷时，接缝处止水容易被拉裂。 ●单悬臂式：一般用在靠近两岸的槽身或双悬臂梁式相简支梁式过渡时采用。 (二)拱式渡槽 1、特点 拱式渡槽的主要承重结构是拱圈。槽身通过拱上结构将荷载传给拱圈，它的两端支承在 槽墩或槽台上。拱圈的受力特点是承受以压力为主的内力，故可应用石料或混凝土建造，并 可用于较大的跨度。但拱圈对支座的变形要求严格。对于跨度较大的拱式渡槽应建筑在比较 坚固的岩石地基上。 2、类型 ●石拱渡槽：主拱圈为一实体的矩形截面的板拱，一般用粗料石砌筑。其优点是就地取 材，节省钢筋，结构简单，便于施工，缺点是自重大，对地基要求高，施工时需较多木料搭 设拱架
●肋拱渡槽:主拱圈是2~4根拱肋组成,拱肋间用横系梁连结以加强拱肋整体性,保 证拱肋的横向稳定。肋拱渡槽一般采用钢筋混凝土结构,对于大中跨径的肋拱结构可分段预 制吊装拼接,无需支架施工。这种型式的渡槽外形轻巧美观,自重较轻,工程量小,但钢筋 用量较多。 ●双曲拱渡槽:主要拱圈由拱肋、拱波、拱板和横系梁(横隔板)等组成(如图8-15)。 因主拱圈沿纵向和横向都呈拱形,故称为双曲拱。双曲拱能双充分发挥材料的抗压性能,造 型美观,此外,主拱圈可分块预制,吊装施工,既节省搭设拱架所需的木料,又不需要较多 的钢筋,适用于修建大跨径渡槽 三、渡槽的总体布置 (一)渡槽总体布置的基本要求 流量、水位满足灌区需要:槽身长度短,基础、岸坡稳定,结构选型合理:进出口顺直 通畅,避免填方接头;少占农田,交通方便,就地取材等。 总体布置的步骤,一般是先根据规划阶段初选槽址和设计任务,在一定范围内进行调查 和勘探工作,取得较为全面的地形、地质、水文气象、建筑材料、交通要求、施工条件、运 用管理要求等基本资料,然后在全面分析基本资料的基础上,按照总体布置的基本要求,提 出几个布置方案,经过技术经济比较,选择最优方案。 (二)槽址选择 ●应结合渠道线路布置,尽量利用有利的地形、地质条件,以便缩短槽身长度,减少基 础程量,降低墩架高度 槽轴线力求短直,进出口要避免急转弯并力求布置在挖方渠道上 ●跨越河流的渡槽,槽轴线应与河道水流方向正交,槽址应位于河床及岸坡稳定、水流 顺直的地段,避免选在河流转弯处。 ●少占耕地,少拆迁民房,并尽可能有较宽敞的施工场地,争取靠近建筑材料产地,以 便就地取材。 ●交通方便,水电供应条件较好,有利于管理维修。 (三)渡槽选型 ●地形、地质条件:地形平坦、槽高不大时,一般采用梁式渡槽,施工与吊装均比较方 便;对于窄深的山谷地形,当两岸地质件较好,有足够的强度与稳定性时,宜建大跨度拱式 渡槽,避免很高的中间墩架;地形、地质条件比较复杂时,应作具体分析。 ●建筑材料:建筑材料方面,应贯彻就地取材和因材设计的原则,结合地形地质及施工 等其它条件,采用经济合理的结构型式 ●施工条件:应尽可能采用预制构件进行装配的结构型式,以加快施工速度,节省劳力 同一渠系有几个渡槽时,应尽量采用同一种结构型式。 (四)进出口段布置
●肋拱渡槽：主拱圈是 2～4 根拱肋组成，拱肋间用横系梁连结以加强拱肋整体性，保 证拱肋的横向稳定。肋拱渡槽一般采用钢筋混凝土结构，对于大中跨径的肋拱结构可分段预 制吊装拼接，无需支架施工。这种型式的渡槽外形轻巧美观，自重较轻，工程量小，但钢筋 用量较多。 ●双曲拱渡槽：主要拱圈由拱肋、拱波、拱板和横系梁（横隔板）等组成（如图 8—15）。 因主拱圈沿纵向和横向都呈拱形，故称为双曲拱。双曲拱能双充分发挥材料的抗压性能，造 型美观，此外，主拱圈可分块预制，吊装施工，既节省搭设拱架所需的木料，又不需要较多 的钢筋，适用于修建大跨径渡槽。 三、渡槽的总体布置 （一）渡槽总体布置的基本要求 流量、水位满足灌区需要；槽身长度短，基础、岸坡稳定，结构选型合理；进出口顺直 通畅，避免填方接头；少占农田，交通方便，就地取材等。 总体布置的步骤，一般是先根据规划阶段初选槽址和设计任务，在一定范围内进行调查 和勘探工作，取得较为全面的地形、地质、水文气象、建筑材料、交通要求、施工条件、运 用管理要求等基本资料，然后在全面分析基本资料的基础上，按照总体布置的基本要求，提 出几个布置方案，经过技术经济比较，选择最优方案。 （二）槽址选择 ●应结合渠道线路布置，尽量利用有利的地形、地质条件，以便缩短槽身长度，减少基 础程量，降低墩架高度。 ●槽轴线力求短直，进出口要避免急转弯并力求布置在挖方渠道上。 ●跨越河流的渡槽，槽轴线应与河道水流方向正交，槽址应位于河床及岸坡稳定、水流 顺直的地段，避免选在河流转弯处。 ●少占耕地，少拆迁民房，并尽可能有较宽敞的施工场地，争取靠近建筑材料产地，以 便就地取材。 ●交通方便，水电供应条件较好，有利于管理维修。 （三）渡槽选型 ●地形、地质条件：地形平坦、槽高不大时，一般采用梁式渡槽，施工与吊装均比较方 便；对于窄深的山谷地形，当两岸地质件较好，有足够的强度与稳定性时，宜建大跨度拱式 渡槽，避免很高的中间墩架；地形、地质条件比较复杂时，应作具体分析。 ●建筑材料：建筑材料方面，应贯彻就地取材和因材设计的原则，结合地形地质及施工 等其它条件，采用经济合理的结构型式。 ●施工条件：应尽可能采用预制构件进行装配的结构型式，以加快施工速度，节省劳力。 同一渠系有几个渡槽时，应尽量采用同一种结构型式。 （四）进出口段布置