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1、干渠1#倒虹吸計算書一、基本資料設計流量：2.75m3/s加大流量：3.25m3/s進口渠底高程：2739.16m進口渠寬：2.4m進口渠道設計水深:1.55m加大流量水深：1.85m出口渠底高程：2735.66m進出口渠道形式：矩形管徑DN：1.3m二、設計采用的主要技術規(guī)范及書籍1、《灌溉與排水工程設計規(guī)范》GB50288—99；2、《水電站壓力鋼管設計規(guī)范》SL284—20033、《混凝土結構設計規(guī)范》SL/T191—96；4、《水工建筑物抗震設計規(guī)范》DL5073—1997；5、《小型水電站機電設計

2、手冊-金屬結構》；。6、《水力計算手冊》7、《倒虹吸管》8、工程建設標準強制性條文（水利工程部分）2004版三、進口段1、漸變段尺寸確定L=C(B1-B2)或L=C1h；C取1.5～2.5；C1取3～5：h上游渠道水深；經計算取L=4m；2、進口沉沙池尺寸確定(1)擬定池內水深H;H=h+TT=（1/3～1/4）h；T為進口渠底至沉沙池底的高差；取0.8m；(2)沉沙池寬BB=Q/(Hv)；v池內平均流速0.25～0.5m/s；經計算取B=3.5m；(3)沉沙池長L’L’≥（4~5）h經計算取L=8m；(4

3、)通氣孔通氣孔最小斷面面積按下式計算：；A為通氣管最小斷面面積m2；Q為通氣管進風量，近似取鋼管內流量，m3/s；C為通氣管流量系數；如采用通氣閥，C取0.5；無閥的通氣管，C取0.7；為鋼管內外允許壓力差，其值不大于0.1N/mm2；K為安全系數，采用K=2.8。經計算A=0.0294m2；計算管內徑為0.194m，采用D273(δ=6mm)的螺旋鋼管。四、出口段倒虹吸管出口消力池，池長L及池深T，按經驗公式：L=(3~4)hT≥0.5D0+δ+0.3經計算取L=6m，T=1.2m。五、方案比較（一）管材

4、選擇常用的倒虹吸管材通常有預應力砼管、玻璃纖維增強熱固樹脂夾砂管（玻璃鋼管）、鋼管等材料,各種材料的優(yōu)缺點比較如下：②預應力鋼筋砼管：按生產工藝分為兩種，一種因加工工藝分為三步，通常稱為三階段預應力砼管；另一種方法是一次成型，通常稱為一階段管。預應力砼管因加工工藝簡單、造價低、較適合我國的經濟狀況而被普遍應用。但管材制作過程中存在弊病，如三階段管噴漿質量不穩(wěn)定，易脫落和起鼓；一階段管在施加預應力時不易控制，且因體積重量大造成運輸安裝不方便，使其應用受到限制。根據預應力砼管現行規(guī)范，其在口徑大、工作壓力高的工

5、程中應慎重采用。本次使用的管道內徑1.3m，最大水頭為55.02m（管道進口設計底高程2737.41m，最低平管段設計底高程2682.39m），如采用該種管材，其安全性難以保證；而且，本次設計的倒虹吸線路沿坡面鋪設，折點多，其接頭部分施工質量難以保證，因此，倒虹吸管不適合預應力鋼筋砼管型式；③玻璃纖維增強熱固樹脂夾砂管（玻璃鋼管）：玻璃鋼管的特點是強度較高，重量輕，耐腐蝕，不結垢，內壁光滑阻力小，在相同管徑、相同流量條件小比其他材質管道水頭損失小、節(jié)省能耗。玻璃鋼管相對而言壁薄，為柔性管道，對基礎與回填要求

6、較高。針對本工程而言，管基為碎石或基巖，邊坡高陡，基礎與回填很難達到質量要求，因此倒虹吸管亦不適合玻璃鋼管型式；④鋼管：鋼管應用歷史較長，范圍較廣，施工技術成熟，工程中一般選用螺旋焊接與直縫焊接鋼管，但成本相對較高。根據當前國內管材市場貨源供應情況，各種管材價格、壽命，耐壓要求等方面因素綜合分析比較，選擇鋼管較為合理。采用這種管材，其具有脆性好，耐寒冷-40℃不變形，施工方便，抗氧化性能好，市場貨源充足，易于采購，運輸方便，各項指標均能滿足設計要求。故倒虹吸管采用鋼管。（二）倒虹吸單、雙管的比較選擇倒虹吸采

7、用圓形鋼管。設計中從水力學計算、工程供水重要性、運行管理等方面進行了比較：倒虹吸的過水能力及總水頭損失按《灌溉與排水工程設計規(guī)范》附錄N所列公式計算：倒虹吸的過水能力按下式計算：Q=μωλ=C=1/6式中：Q－倒虹吸設計流量（m3/s）；μ－流量系數；ω－倒虹吸過水斷面面積；g－重力加速度（m/s2）Z－上、下游水位差（m）；∑－局部水頭損失系數的總和，包括進、出口攔污柵、閘門槽、伸縮節(jié)、進人孔、旁通管、轉彎段、漸變段等損失系數；倒虹吸總水頭損失按下式計算：hw=（∑ξ+λL/D）V2/2g經計算，倒虹吸按

8、單管時，內徑為1.8m；按雙管設計，單管內徑為1.3m。選擇單管過流較為經濟。從綜合比較的角度來說，第一，北干一期工程不僅有沿線30萬畝土地的任務，還有向沿線17座城鎮(zhèn)提供生產生活用水的功能，干渠1#倒虹吸采用雙管，可以在檢修時仍能保證一半流量的供水，而不至于停止供水，提高供水的可靠性；第二，干渠1#倒虹吸還承接著北干二期工程反調節(jié)水庫—松多水庫的輸水功能。隨著當地經濟的發(fā)展，擬建的松多水庫不僅對干渠進行反調節(jié)，