劉文靜

摘 要：鑒于倒虹吸技術(shù)是水利工程的一部分，且此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用水平高低關(guān)乎到水利工程能否良好應(yīng)用。在我黨和政府高度重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的今天，應(yīng)當(dāng)高度重視水利工程建設(shè)，尤其是倒虹吸技術(shù)的應(yīng)用，也就是依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及施工要求，結(jié)合工程實(shí)際情況，科學(xué)合理地規(guī)劃倒虹吸技術(shù)應(yīng)用方案，有目的、有序地展開施工作業(yè)，為高質(zhì)高效地建成水利工程創(chuàng)造條件?；诖耍疚膶⒘⒆阌诘购缥夹g(shù)，分析水利工程中倒虹吸管的構(gòu)造及倒虹吸管的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：倒虹技術(shù) 水利工程 應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TV672.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（b）-0042-02

虹吸主要用于水利工程中，它是在渠道與道路、河流發(fā)生交叉或在渠道穿越山谷時(shí)經(jīng)常采用的一種立交水工建筑物。當(dāng)然，要想使倒虹吸技術(shù)在水利工程之中充分發(fā)揮作用，需要在設(shè)置進(jìn)口段、管身段及出口段上下功夫。本文將參考相關(guān)資料對(duì)倒虹吸技術(shù)的應(yīng)用予以研究。

1 倒虹吸技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用——倒虹吸管構(gòu)造的明確

倒虹吸管主要是由進(jìn)口段、管身段及出口段3個(gè)部分組成。倒虹吸管進(jìn)口段是由漸變段、沉砂池、退水沖砂設(shè)施、閘門、攔污柵、連接段及進(jìn)水口等組成。在此需要特別說明的是：（1）漸變段是渠道與倒虹吸管進(jìn)口沉砂池之間的過渡段，其實(shí)施的目的是為了攔截渠道中水流帶動(dòng)的大粒徑砂石及雜物，避免造成倒虹吸管堵塞或內(nèi)部磨損，為此通常設(shè)置的漸變段為扭曲面。（2）閘門設(shè)置在虹吸管進(jìn)口處，目的是滿足沖砂、清淤、臨時(shí)停水所需，因此，通常情況下選用平板閘門或疊梁式閘門。（3）攔污柵設(shè)置在閘門之前，目的是將漂浮物或人畜落入?yún)^(qū)中能夠通過其予以攔截，避免進(jìn)入虹吸管內(nèi)。為了使攔污柵能夠充分發(fā)揮作用，通常攔污柵的柵面與水平面的夾角為70°～80°，以方便水流通過，且有效清除雜物。（4）工作橋設(shè)置在閘門與虹吸管之間，其作用是啟閉閘門和清理攔污柵。通常情況下所選的工作橋?yàn)門型，結(jié)構(gòu)為消力池式、斜坡式及消力井式，如此能夠使工作橋的作用盡可能地發(fā)揮出來。（5）進(jìn)水口設(shè)置的目的是為了減少水口損失。為此，所設(shè)置的虹吸管進(jìn)水口多半為喇叭形，且末斷面直徑比或?qū)挾缺纫话銥?.3～1.5[1]。

倒虹吸管出口段由出水口、出口閘門、消力池及出口漸變段組成的。其中，出水口設(shè)置在出口擋水胸墻內(nèi)，形式及布置與進(jìn)水口無異樣，并且與管道直接連接，如此不僅能夠保證出水口有效應(yīng)用，還能對(duì)其予以有效設(shè)置；出口閘門的設(shè)置是為了更好地管控倒虹吸管，因此其設(shè)置在出口處，如若虹吸管進(jìn)出口水位差加大，那么需要根據(jù)實(shí)際情況來合理設(shè)置出口閘門，以便其能夠在調(diào)節(jié)上游水位中發(fā)揮作用；消力池設(shè)置的目的是為了調(diào)整流速分布，從而保證水流平緩地進(jìn)入到下游渠道之中，避免沖刷作用加大，給倒虹吸管帶來一定的破壞，為此消力池多半設(shè)置在出口閘門處；出口漸變段設(shè)置同樣為扭曲面，以便其能夠有效攔截渠道中水流帶動(dòng)的大粒徑砂石及雜物，如圖1所示[2]。

管身段是由管壁厚度、分封與接縫、管身支承、泄水孔及入人孔組成的。其中管壁厚度的控制，需要根據(jù)管徑、工作水頭大小及荷載，計(jì)算其配筋及抗裂參數(shù)，進(jìn)而合理設(shè)置，從而提高管壁的堅(jiān)固性；管身分縫與接縫的處理，目前有兩種方法，即現(xiàn)澆管和預(yù)制管兩種方法，具體采用哪種方法來處理，需要根據(jù)實(shí)際情況及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來選擇；對(duì)于管身支承的設(shè)置，則是參考土石壩下埋管實(shí)際情況，合理連接地基與鋼筋混凝土圓管、箱形管；對(duì)于泄水孔和入人孔的設(shè)置，則是考慮倒虹吸管的實(shí)際情況，分析其檢修、沖刷、清淤等方面的需要，進(jìn)而合理地設(shè)置，提高其有效性。

2 倒虹吸技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用——倒虹吸管的設(shè)計(jì)

基于以上對(duì)倒虹吸管構(gòu)造的了解，確定其構(gòu)造是比較復(fù)雜的，要想使其在水利工程之中充分發(fā)揮作用，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)其予以優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.1 管路布置形式及特點(diǎn)

參考相關(guān)資料及以往倒虹吸技術(shù)應(yīng)用情況，具體設(shè)置倒虹吸管時(shí)需要注意合理布設(shè)管路，以便倒虹吸管能夠有效應(yīng)用，為此在具體設(shè)計(jì)管路的過程中，應(yīng)當(dāng)考慮管路埋設(shè)實(shí)際情況及高差大小。一般情況下，倒虹吸管的布置形式為豎井式、斜管式、曲線式及橋式。

（1）豎井式。此種布置形式多用于內(nèi)牙水頭較低、流量較小、穿越道路的倒虹吸。利用豎井式來布置倒虹吸管，不僅可以縮短管路，還能使倒虹吸管的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是水流條件差的缺陷[3]。

（2）斜管式。此種布置形式多用于內(nèi)水頭較小，穿越渠道或河里的倒虹吸?？茖W(xué)、合理地設(shè)置斜管式的倒虹吸管，可以使倒虹吸管與進(jìn)口、出口有效相連，從而水流條件良好。

（3）曲線式。此種布置形式多用于河谷寬闊、岸坡較緩、地形比較復(fù)雜，且可以隨地敷設(shè)曲線形的倒虹吸。曲線式倒虹吸管的布置，能夠保證水流條件良好、施工方便，但存在的缺陷是因地基不均勻容易造成管身裂縫。

（4）橋式。如若渠道通過比較深的復(fù)式斷面河道或窄深式河谷，為了降低管道內(nèi)壓水頭，減少水頭，多半采用橋式，如此可以將倒虹吸管布設(shè)在橋面上或直接利用橋墩來支撐，這樣不僅能夠保證水流條件良好，還能夠縮短管長(zhǎng)及施工難度。但是，需要特別說明的是，橋式這種布置形式的運(yùn)用，需要在橋頭山坡轉(zhuǎn)彎處設(shè)鎮(zhèn)墩，并在鎮(zhèn)墩上設(shè)置虹吸管放水孔，如此能夠方便維修，清淤入孔[4]。

2.2 進(jìn)出口漸變段的設(shè)計(jì)

相對(duì)來說，進(jìn)出口漸變段的設(shè)計(jì)也是倒虹吸管設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，對(duì)于其予以合理的設(shè)計(jì)，提高其有效性，不僅能夠保證倒虹吸管長(zhǎng)期有效使用，還能降低工程成本。參考相關(guān)資料，對(duì)進(jìn)出口漸變段的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)地了解工程實(shí)際情況，明確進(jìn)出口漸變段所發(fā)揮的作用，參考相關(guān)資料及施工要求，確定進(jìn)出口漸變段的長(zhǎng)度、低坡坡度等方面的參數(shù)，進(jìn)而科學(xué)、合理地規(guī)劃進(jìn)出口漸變段施工方案，才能進(jìn)行良好的施工，如此建成的進(jìn)出口漸變段將不會(huì)受到長(zhǎng)度或低坡坡度等因素的影響而出現(xiàn)水頭受損的現(xiàn)象。

2.3 管身形式

參考相關(guān)資料及以往倒虹吸技術(shù)應(yīng)用實(shí)際情況，確定管身形式多為圓管或方管等形式。在此需要特別說明的是，圓管形式的管身的構(gòu)建是比較困難的，需要采用形孔口多孔一聯(lián)的形式[5]。為了合理設(shè)置管身，提高倒虹吸管的有效性，在具體設(shè)置管身的過程中一定要結(jié)合實(shí)際情況及施工要求，選擇適合的形式，規(guī)范化施工作業(yè)，建成使用價(jià)值較高的管身。

3 結(jié)語

基于本文一系列分析，確定倒虹吸技術(shù)有效地應(yīng)用于水利工程之中，有利于提高水利工程的使用性及有效性。當(dāng)然，要想使倒虹吸技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來，需要在倒虹吸管結(jié)構(gòu)、倒虹吸管設(shè)計(jì)方面下功夫。

參考文獻(xiàn)

[1] 金鑫.深層攪拌樁技術(shù)在水利工程地基施工處理中的應(yīng)用——以南水北調(diào)滹沱河倒虹吸工程為例[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2015，15（1）：126-127.

[2] 曾桂香.三維接觸元理論及其在水利工程倒虹吸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2008（8）：112-113.

[3] 袁玉石.關(guān)于水利工程倒虹吸混凝土施工技術(shù)的探討[J].建材與裝飾，2013（16）：324-325.

[4] 陳玉靜.淺論倒虹吸技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013（33）.

[5] 李紅濤，徐榮奎.倒虹吸工程中現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)的探討[J].建材與裝飾，2012（14）：88-89.endprint