輸水建筑物

輸水建筑物分明流輸水建筑物和壓力輸水建筑物兩大類。

1．明流輸水建筑物

明流輸水建筑物有多種用途，包括供水、灌溉、發(fā)電、通航、排水、過魚、綜合等，按其水流流態(tài)有穩(wěn)定與不穩(wěn)定之分；按其結(jié)構(gòu)形式有渠道、隧洞、高架水槽、坡道水槽、坡道上無壓水管、渡槽、倒虹吸管等多種形式。

渠道是明流輸水建筑物中最常用的一種，渠側(cè)邊坡是否穩(wěn)定是關(guān)注的重點(diǎn)之一?？刂魄缆┧彩乔佬藿ㄖ械闹匾獑栴}，

水槽用于山區(qū)陡坡、地質(zhì)條件不良的情況，或因修建渠道造價(jià)很高而用之。放在地面上的稱座槽，架在棧橋上的為高架水槽。

隧洞是另一種應(yīng)用廣泛的明流輸出建筑物。隧洞的斷面形式與所經(jīng)地區(qū)的工程地質(zhì)條件密切相關(guān)。堅(jiān)固穩(wěn)定巖體中的明流輸水隧洞可不用襯砌，必要時(shí)采用錨桿加固或噴混凝土護(hù)面。有的為減少糙率和防滲對洞壁作襯砌；有的為支承拱頂山巖壓力，只對拱頂襯砌；有的則全部襯砌。

明流水管也可作為明流輸水道的組成部分，一般用鋼筋混凝土制成。

渡槽是一種用于跨越河流或深山谷所用的輸水建筑物。一般布置在地質(zhì)條件良好，地形條件有利的地段。大型渡槽的支承橋常采用拱橋。

倒虹吸管是另一種跨越式輸水建筑物，也布置在地質(zhì)條件良好、河谷岸坡穩(wěn)定、地形有利的地段。

明流輸水道上還設(shè)置有調(diào)節(jié)流量的一些建筑物，如節(jié)水閘和分水閘、溢水堰和泄水閘、排水閘等。

2．壓力輸水建筑物

壓力輸出建筑物用于水力發(fā)電、供水、灌溉工程。其運(yùn)行特點(diǎn)是滿流、承壓，其水力坡線高于無壓輸水建筑物。

壓力輸水建筑物有管道和隧洞兩種形式。管道按其材料有鋼管、鋼筋混凝土管、木管等。安放在地面上的管道叫明管，埋入地下的稱埋管。壓力隧洞一般為深埋，上有足夠的覆蓋巖層厚度，并選在地質(zhì)條件應(yīng)比較好，山巖壓力較小的地區(qū)。

壓力輸水建筑物承受的基本荷載有建筑物自重、水重、管內(nèi)式洞內(nèi)的靜水壓力、動水壓力、水擊壓力、調(diào)壓室內(nèi)水位波動產(chǎn)生的水壓力、轉(zhuǎn)彎處的動水壓力、隧洞襯砌上的山巖壓力及溫度荷載。特殊荷載有水庫或前池最高蓄水位時(shí)的靜水壓力、地震荷載等。

壓力隧洞從結(jié)構(gòu)形式上分為無襯砌（包括采用噴錨加固的）、混凝土襯砌、鋼筋混凝土襯砌、鋼板襯砌等幾種；從承受的內(nèi)水壓力水頭來分，可分為低壓隧洞和高壓隧洞。

壩內(nèi)埋鋼管在壩后式電站中經(jīng)常采用。一般有三種布置方式：管軸線與壩下游面近于平行、平式或平斜式、壩后背管。鋼管一般外圍混凝土。

(1)運(yùn)用前的檢查。在水庫蓄水過程中，主要檢查洞身有無變形、裂縫。要注意檢查涵洞所在壩段有無裂縫、蓄水后壩的下游坡涵洞出口處周圍有無潮濕和漏水現(xiàn)象。

(2)運(yùn)用期間的檢查。運(yùn)用期主要檢查以下幾方面：

1)輸水期間，要經(jīng)常注意觀察和傾聽洞內(nèi)有無異常聲響。如聽到洞內(nèi)有咕咕咚咚陣發(fā)性的響聲或轟隆隆的爆炸聲，說明洞內(nèi)有明滿流交替的情況，或者有些部位產(chǎn)生了氣蝕現(xiàn)象。

2)運(yùn)用期間、要經(jīng)常檢查埋設(shè)涵洞的土壩上下游壩坡有無塌坑、裂縫、潮濕或漏水，并注意觀察涵洞出流有無渾水。

3)運(yùn)用期間，要經(jīng)常觀察洞的出口流態(tài)是否正常，如泄量不變，水躍的位置有無變化、主流流向有無偏移、兩側(cè)有無漩渦等，以判斷消能設(shè)備有無損壞。

(3)停水后的檢查。隧洞和涵洞輸水后都需進(jìn)行檢查。較大的洞，放水后要有人進(jìn)洞檢查，洞壁有無裂縫和漏水的孔洞，閘門槽附近有無氣蝕現(xiàn)象。停水期間應(yīng)注意洞內(nèi)是否有水流出，檢查漏水的原因。對下游消能建筑物要檢查有無沖刷和損壞。

(4)閘門啟閉機(jī)械的檢查養(yǎng)護(hù)。輸水建筑物的閘門和啟閉機(jī)械要經(jīng)常進(jìn)行檢查養(yǎng)護(hù)，保證其完整和操作靈活。對閘門啟閉機(jī)械需經(jīng)常擦洗上油，保持潤滑靈活。啟閉動力設(shè)備要經(jīng)常檢查維修，確保工作可靠，并應(yīng)有備用設(shè)備。

(5)過水能力的核算。輸水隧洞投入運(yùn)用后，需對其過水能力進(jìn)行核算，對于無壓輸水隧洞更應(yīng)檢查，防止產(chǎn)生明滿流交替現(xiàn)象。洞內(nèi)水深不大于洞高的3/4，保持有自由表面的無壓流態(tài)。

(6)其他檢查養(yǎng)護(hù)工作。北方嚴(yán)寒季節(jié)，需注意庫面冰凍對輸水隧洞進(jìn)水塔造成破壞。位于地震區(qū)的水庫，在發(fā)生5度以上地震后，與大壩和溢洪道一樣，應(yīng)對輸水隧洞進(jìn)行全面的檢查。 2100433B

輸水建筑物是把水從取水處送到用水處的建筑物，實(shí)際上它和取水建筑物是不可分割的。

輸水建筑物可以按結(jié)構(gòu)型式分為開敞式和封閉式兩類，也可按水流形態(tài)分為無壓輸水和有壓輸水兩種。最常用的開敞式輸水建筑物是渠道，自然它只能是無壓明流。封閉式輸水建筑物有隧洞及各種管道（埋于壩內(nèi)的或者露天的），既可以是有壓的，也可以是無壓的。

輸水建筑物除應(yīng)滿足安全、可靠、經(jīng)濟(jì)等一般要求外，還應(yīng)保證足夠大的輸水能力和盡可能小的水頭損失。

輸水建筑物在運(yùn)用前、運(yùn)用中和運(yùn)用后均可能因設(shè)計(jì)、施工和管理中的失誤、或因混凝土結(jié)構(gòu)缺陷、基礎(chǔ)地質(zhì)缺陷以及隨時(shí)間的推移，導(dǎo)致其引水隧洞、輸水涵管和渠道等產(chǎn)生不同程度的劣化，故及時(shí)檢查、養(yǎng)護(hù)和修理以防患于未然就成為水工程病害處理的重要內(nèi)容。

輸水建筑物常見的共同病害有以下三種類型：

(1)水流作用引起的破壞。輸水建筑物在長期運(yùn)行過程中，臨水面直接接觸水流，在水壓力、流速、泥沙、冰凌、漂浮物以及水中侵蝕介質(zhì)等作用或影響下，建筑物常常會受到來自水流的破壞作用，主要破壞形式有沖蝕(沖磨、氣蝕)、淘刷、淤塞、環(huán)境水侵蝕等。

(2)基礎(chǔ)的變形或約束引起的破壞。輸水建筑物多以地基、圍巖、墩柱排架以及其他建筑物為基礎(chǔ)，由于輸水建筑物沿線布置往往較長，基礎(chǔ)對建筑物的作用荷載、基礎(chǔ)的非均勻沉陷或變形引起的內(nèi)力，溫度荷載作用下地基的約束力等均會造成輸水建筑物的破壞，主要破壞形式是建筑物失穩(wěn)、裂縫、滲漏等。

(3)進(jìn)口控制設(shè)備的老化、銹蝕破壞。

《輸水建筑物渡槽工程勘察設(shè)計(jì)95例》 論述了新中國成立以來河北省建設(shè)的不同規(guī)模類型渡槽工程設(shè)計(jì)。重點(diǎn)介紹了南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程中漕河渡槽、放水河渡槽、水北溝渡槽和沸河渡槽等大型渠道渡槽設(shè)計(jì)以及跨渠排洪渡槽、渠渠交叉渡槽工程設(shè)計(jì)。該書內(nèi)容全面、資料準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)清晰。　《輸水建筑物渡槽工程勘察設(shè)計(jì)95例》共分13章，包括渠道渡槽、排洪渡槽、灌渠渡槽設(shè)計(jì)原則和方法，各渡槽工程概況、工程地質(zhì)、工程總體布置、工程選址、水力設(shè)計(jì)、主要建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安全監(jiān)測設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)優(yōu)化，以及主要施工技術(shù)。對渡槽工程設(shè)計(jì)施工具有一定的指導(dǎo)及借鑒價(jià)值。　《輸水建筑物渡槽工程勘察設(shè)計(jì)95例》可供從事跨流域調(diào)水工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及研究渡槽工程研究人員使用，亦可供大專院校水利專業(yè)師生閱讀、學(xué)習(xí)參考。

本書是作者從事水利工程技術(shù)工作近40年的心得結(jié)晶。針對新中國成立后數(shù)十年來某些輸水建筑物由于設(shè)計(jì)施工與運(yùn)用管理中的缺陷導(dǎo)致的病險(xiǎn)事故，作者用186個(gè)問答題的形式深入淺出地分析總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)與預(yù)防救治措施，值得廣大基層水利工程技術(shù)人員在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理中參考借鑒。本書也可作為水利專業(yè)院校師生教學(xué)的參考書。

自序

第1章 輸水建筑物渡槽工程的發(fā)展概況

1.1 渡槽的定義及作用

1.2 渡槽工程的發(fā)展歷史

1.3 現(xiàn)代渡槽發(fā)展趨勢

第2章 南水北調(diào)中線京石段調(diào)水建筑物分類及渡槽選型原則

2.1 工程概況

2.2 總干渠線路選定原則

2.3 主要建筑物類型

2.4 渡槽選型原則

2.5 影響渡槽規(guī)模的水頭優(yōu)化分配及水面線設(shè)計(jì)

第3章 大型跨河渡槽工程設(shè)計(jì)

3.1 南水北調(diào)中線京石段渡槽工程概況

3.2 渡槽工程設(shè)計(jì)所需要的基本資料

3.3 渡槽工程總體布置設(shè)計(jì)

3.4 渡槽水力設(shè)計(jì)

3.5 槽身荷載及其組合與安全系數(shù)

3.6 槽身的穩(wěn)定性驗(yàn)算

3.7 渡槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.8 沖刷計(jì)算與防護(hù)設(shè)計(jì)

第4章 左岸排洪渡槽及灌渠渡槽工程設(shè)計(jì)

4.1 左岸排洪渡槽工程

4.2 渠渠交叉(灌渠)渡槽工程設(shè)計(jì)

第5章 南水北調(diào)中線京石段漕河渡槽工程

5.1 工程概況

5.2 工程總體布置

5.3 工程地質(zhì)

5.4 建筑物設(shè)計(jì)方案比選

5.5 水力設(shè)計(jì)

5.6 主要建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.7 安全監(jiān)測設(shè)計(jì)

5.8 槽身結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算和鋼絞線布置

5.9 渡槽預(yù)應(yīng)力后張法動態(tài)設(shè)計(jì)

5.10 渡槽三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.11 槽身溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的影響

5.12 渡槽基礎(chǔ)型式設(shè)計(jì)優(yōu)化

5.13 渡槽彎道軸線設(shè)計(jì)

5.14 大流量低水頭渡槽水力計(jì)算和加大流量時(shí)水面線推算

5.15 渡槽沖孔灌注樁靜載試驗(yàn)樁設(shè)計(jì)

第6章 南水北調(diào)中線京石段放水河渡槽工程

6.1 工程概況

6.2 工程總體布置

6.3 工程地質(zhì)

6.4 工程選址

6.5 建筑物結(jié)構(gòu)形式比選

6.6 渡槽水力設(shè)計(jì)

6.7 主要建筑物結(jié)構(gòu)計(jì)算

6.8 安全監(jiān)測設(shè)計(jì)

6.9 渡槽工程施工

第7章 南水北調(diào)中線京石段水北溝渡槽工程

7.1 工程概況

7.2 工程布置

7.3 工程地質(zhì)

7.4 工程選址

7.5 建筑物結(jié)構(gòu)形式選擇

7.6 渡槽水力設(shè)計(jì)

7.7 主要建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.8 止水設(shè)計(jì)

7.9 地基處理

7.10 安全監(jiān)測設(shè)計(jì)

7.11 渡槽縱梁及槽身施工

第8章 南水北調(diào)中線京石段沸河渡槽工程

8.1 工程概況

8.2 工程總體布置及建筑物

8.3 工程選址

8.4 結(jié)構(gòu)形式比選

8.5 渡槽水力設(shè)計(jì)

8.6 建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

8.7 地基處理設(shè)計(jì)

8.8 安全監(jiān)測設(shè)計(jì)

8.9 預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絞線配置優(yōu)化設(shè)計(jì)

8.10 縱梁優(yōu)化設(shè)計(jì)

8.11 橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)

8.12 渡槽橫截面優(yōu)化設(shè)計(jì)

8.13 組合梁變形協(xié)調(diào)計(jì)算

8.14 預(yù)應(yīng)力混凝土施工

第9章 南水北調(diào)中線京石段左岸排洪渡槽工程

9.1 工程概況

9.2 渡槽軸線位置選擇

9.3 建筑物結(jié)構(gòu)形式和跨徑比選

9.4 工程布置

9.5 水力設(shè)計(jì)

9.6 主要建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

9.7 支座及止水設(shè)計(jì)

9.8 進(jìn)出口導(dǎo)墻設(shè)計(jì)

9.9 交通橋設(shè)計(jì)

9.10 工程安全監(jiān)測

9.11 排洪渡槽結(jié)構(gòu)布置分析

9.12 排洪渡槽抗震設(shè)計(jì)分析

第10章 南水北調(diào)中線京石段灌渠渡槽工程

10.1 工程概況

10.2 工程地質(zhì)

10.3 工程總體布置

10.4 建筑物結(jié)構(gòu)布置及比選

10.5 水力設(shè)計(jì)

10.6 主要建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10.7 出口消能工設(shè)計(jì)

10.8 渡槽兩側(cè)交通設(shè)計(jì)

10.9 工程安全監(jiān)測

第11章 引灤入唐橫河渡槽工程

11.1 工程概況

11.2 橫河渡槽工程概況

11.3 工程地質(zhì)

11.4 渡槽結(jié)構(gòu)選型

11.5 渡槽結(jié)構(gòu)布置

11.6 渡槽結(jié)構(gòu)形式選擇

11.7 槽身結(jié)構(gòu)計(jì)算

11.8 渡槽斷面形式及尺寸

11.9 槽身結(jié)構(gòu)計(jì)算方法

11.10 技術(shù)措施

第12章 河北省中小灌區(qū)渡槽工程

12.1 中小灌區(qū)渡槽工程概況

12.2 渡槽主要結(jié)構(gòu)形式

12.3 渡槽結(jié)構(gòu)形式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選

12.4 渡槽結(jié)構(gòu)選型原則和方法

12.5 拱式渡槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)分析

12.6 渡槽施工

12.7 渡槽施工中的技術(shù)問題及經(jīng)驗(yàn)

第13章 渡槽主要施工技術(shù)

13.1 混凝土溫控技術(shù)

13.2 槽身后澆帶混凝土施工技術(shù)

13.3 槽身三向預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)

13.4 大承載力樁基試驗(yàn)技術(shù)

13.5 復(fù)雜地質(zhì)條件樁基施工技術(shù)

13.6 渡槽安全監(jiān)測設(shè)施施工技術(shù)

后記 2100433B