渠道工程倒虹管布置与分析

摘要：倒虹管是渠道工程建设中的重要节点，在遇到河道、涵洞等障碍物时起到衔接上下游管道的重要作用。对此，本文首先对倒虹管进行了介绍，然后对渠道工程倒虹管布置要点进行了分析，并结合工程实例，对该渠道工程渠道工程倒虹管布置形式进行了详细探究。

关键词：渠道；倒虹管；管材

1 引言

在水利工程建设中，倒虹管技术发展比较成熟，当当供水渠道遇到河流、洼地等地下构筑物的阻碍作用时，很难根据平坦区域坡度以及埋深参数进行规划施工，对此，可以采用倒虹吸方式保证工程建设和运行正常。因此，对渠道工程倒虹管布置要点进行详细探究至关重要。

2 倒虹管概念及原理

倒虹管是指当排水管渠遇到河流、地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设，而是按下凹的折线方式从障碍物下通过所采用的管道。水体在倒虹管内的流动依靠上下游管道中的水面高差进行的。

3 渠道工程倒虹管布置要点分析

3.1倒虹管形式选择

倒虹管形式主要有多折型和凹字型着两种，在实际施工过程中，需要结合工程建设实际情况选择适宜的倒虹管形式。其中，多折型倒虹管主要适用于河面以及河滩宽度较大，或者河床深度比较大的情况，在实际施工过程中需要扩大开挖深度和开挖范围，施工面积比较大。另外，凹字型则适用于河面宽度以及河滩宽度比较小的情况，同时，其也适用于深度比较小的情况，如果施工条件允许，可以采用顶管施工技术。

3.2管道埋深和基础

在进行渠道工程倒虹管布置过程中，对于管道埋深，需要综合考虑实际情况进行确定，通常情况下，在通航河道，水下管道的埋深应该控制在2.0m以上，另外，如果河道不通航，则水下管道埋深应该控制在1.0m以上。需要注意的是，如果河道的实际高程低于规划高程，则在管道埋深确定过程中，需要综合考虑河道的实际高程。除此以外，在确定管道埋深时，还应该综合考虑河底的淤泥层厚度，如果淤泥层的厚度比较小，则可以将管道埋设在淤泥层以下位置，而如果淤泥层的厚度比较大，则必须将管道埋设在淤泥层中，对此，需要采用固定桩加固和抛片石稳定等工程措施。

3.3管道敷设条数

在进行倒虹管道辐射过程中，可以将其敷设成单线、双线或多线这几种形式，在实际施工过程中，需要综合考虑管道的应用功能、安全等级等因素进行确定。在河道检修过程中，可以采用其他渠道传输形式，或者切断河管不会对周边居民的正常生产和生活造成较大的不良影响，对此，在进行倒虹管布置过程中，可以采用单线敷设形式。另外，如果在进出水阀需要设置切换阀门，则需要采用双线敷设形式。

3.4管道敷设位置

在进行倒虹管敷设施工过程中，应该尽量将其布设在水流比较平缓的河道位置上，同时与河流保持垂直，同时，在管道敷设过程中，还应该综合考虑周边地质结构特征、岸边地形实际情况等各类因素。在进行双线倒虹管敷设施工过程中，如果需要将其敷设在同一条沟槽内，则应该将两管之间的距离控制在0.5m以上，3.5管材选择倒虹管管材主要有金属管和钢筋混凝土管这两种材料，在倒虹管过河段布置过程中，应该尽量采用长管，同时还应该加强防腐设计。在钢管施工中，可以采用焊接连接形式，同时，还应该注意采用环向焊缝外壁均布加强板的措施加强。通常情况下，在渠道工程管道防腐设计中，可以采用钢制管道外包钢筋混凝土外壁的复合管材。在倒虹管长度设计中，需要综合考虑穿越物的现状和发展远景。

3.6流速选择

通常情况下，在进行倒虹管流速选择过程中，应该将流速控制在1.2～1.5m/s之间，如果施工条件不允许，则可以适当降低流速，但是需要注意的是，流速必须控制在0.9m/s以上，同时不得小于上游管渠中的流速。在实际布置过程中，如果管内流速无法达到0.9m/s，则应该定期进行冲洗，尽量将流速控制在1.2m/s以上。

3.7进出水井

对于倒虹管井，应该将其设置在不会受到洪水淹没影响的位置，根据施工现场实际情况考虑设置排气设施。在井内位置，需要设置闸槽闸板或闸门。进水井内需要配置冲洗措施，井室入孔中心应尽可能安排在各条管道的中心线上。进、出水口应设置井口和井盖。

4 渠道工程倒虹管布置实例

4.1工程概况

渠道工程Ⅲ标段包括总干8+943.000～总干9+882.93（龙洞坡倒虹管）和左干0+000～左干8+176.377，总长度9116.307m。总干渠末端为龙洞坡倒虹管，倒虹管北西向接左干渠，经沿线暗渠、干咀子渡槽、小窝沱隧洞、牛栏沱隧洞、新田塝隧洞、洞背上隧洞和鱼塘沟隧洞至古宋河，采用倒虹管形式跨过古宋河，向三角沱水厂供水。

4.2倒虹管水位选择

Ⅲ标段龙洞坡倒虹管进水池设计水位432.96m，设计流量5.58m3/s，倒虹管前段总干8+943.000～总干9+789.984，倒虹管内径为2.0m。在总干9+789.984处倒虹管分右支管，右支管长度246.477m，内径0.8m，设计流量1.15m3/s，穿过建设河，出水池设计水位428.80m，接右干渠。总干9+789.984后管道内径变为1.8m，设计流量4.25m3/s，出水池设计水位431.17m，接左干渠。

Ⅲ标段左干渠长度8176.377m，其中：暗渠9处，总长度1380.477m；渡槽1处，长度40.0m；隧洞5处，总长度6350.0m；古宋河倒虹管1处，长度358.98m；节制分水闸、放水洞6处，长度46.92m。

4.3倒虹管工程设计

倒虹管是管道工程通过河道、谷地、旱洞或地下构筑物等障碍物时的一种特殊的构筑物。设计倒虹管时应保证安全、水流畅通，防止管道堵塞。根据倒虹管与上、下游管道的高程位置可分为“上倒虹”和“下倒虹”；根据倒虹管的系统外观形式可分为“元宝式”和“扁担式”；倒虹管的施工工艺有开挖、沉管、顶管、盾构、拖拉等多种方法。工程设计中对倒虹管的敷设位置，敷设数量，管材、管径及敷设长度、深度、斜管角度以及倒虹管的管内流速，进、出水井，沉泥槽，事故排出口和运行、养护、维修等均有较明确的规定。

龙洞坡倒虹管位于总干渠末端桩号总干8+943.000～总干9+882.93处。主要由进水池、总干渠埋管段、右支管埋管段以及2座出水池组成。倒虹管采用预应力钢筒混凝土PCCP管道，在管道转弯处设置有混凝土镇墩，在沿途低洼处设置有放空冲砂阀，在地面隆起处设置有排气补气阀，并有检修进人孔。

5 结语

综上所述，在渠道工程建设中采用倒虹管布置形式，不仅不会对渠道工程美观造成不良影响，而且还能够确保渠道工程的正常运行。在进行倒虹管布置过程中，需要综合考虑各项因素，合理设计水位，并选择适宜的管道材料，提升倒虹管布置水平，确保倒虹管的畅通。

参考文献：

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[2]冉贞俊，张传雷.凹型倒虹管的设计要点与实例分析[J].水利技术监督，2012，20（1）：46-48.

[3]杨斌.维新渠道倒虹管设计与过水能力的复核[J].水利科技与经济，2016，22（5）：29-30.

作者简介：

张红（1982.10-），女，2004年6月畢业于武汉大学土木与建筑工程学院，工学学士，工程师，主要从事水利水电工程设计工作。