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广东省小灌区定型设计实用手册.pdf渠系建筑物是灌溉工程中的重要组成部分，本《手册》对小型农 田灌溉工程中常用的涵洞、水闸、渡槽、倒虹吸、桥梁、跌水、量水 没施等建筑物进行了定型设计。根据小型农由灌溉渠系工程的特点 保证渠系建筑物功能及质量前提下，设计形式上力求达到施工简单 快捷，且符合我省实际情况。
填方渠道跨越沟溪、洼地、道路、渠道或穿越填方道路时，可在 渠下或路下设置涵洞。涵洞轴线宜短而直，并宜与溪沟、道路中心线 正交，进、出口应以圆锥形护坡、扭曲面护坡、八字墙、曲线形翼墙 或走廊式翼墙与上、下游渠道平顺连接。出口流速过大时，应有消能 防冲设施。涵洞根据水头、建筑材料及施工条件等，选用混凝土或钢 筋混凝土管涵，也可采用钢筋混凝土矩形涵、箱涵或混凝土。明流管 函水面以上的净空高度不应小于洞高的1/4，箱涵不应小于洞高1/6 涵洞顶部填土厚度不应小于1m，上部为衬砌渠道时不应小于0.5m。 软土地基上涵洞的分节应根据施工、温度等条件确定。各节之间以及 首、未节与进、出口连接处应设伸缩沉降缝，缝距不宜天于10m，且 不宜小于洞高的2倍，缝内设防渗止水。管涵应设混凝土或砌石管座 其包角可取90°~135°
本设计手册的适用范围流量为0.1m/s~1.3m/s，圆形钢筋混凝土 管涵（即路下管涵），比较符合农村实际，在农田水利中应用比较广 泛。
可参照表3.1进行选择。 圆管涵需根据地基条件采用相应的基础型式。当地基为软弱的土 层时，一般采用C10素混凝土或M7.5浆砌石基础[图3.1（a）]；当 地基为较密实的土层时，可采用砂砾石垫层基础[图3.1（b）]。当地 基为岩层时，可不做基础，仅在管下铺一层C10混凝土垫层[图3.1 (c) 1。
成都市某小区24城护壁降水设计方案与施工组织设计图3.1圆管涵基础图（单位：cm） （a）混凝土或浆砌石基础：（b）砂砾石垫层基础：（c）混凝土平整层
圆管涵每节预制管的接头均应作接缝处理。接缝分平口接头缝和 企口接头缝两种（图3.2）。平口接头缝一般可采用热沥青浸炼过的麻 絮填塞，再用热沥青填充，最后用两层涂满热沥青的油毛毡或8层热 历青浸炼过的防水纸粘贴在缝外。企口接头缝一般可采用水泥砂浆或 石棉沥青填塞。
(3）涵洞进出口连接段布置
图3.2圆管涵接缝图（单位：cm） （a）平口接头缝；（b）企口接头缝
口连接段根据涵洞类型、河沟断面及
进口水深H≤1.2D（D为洞高，H、D单位均为m）时：当出口 水深h 式中 Q 一一涵洞过流量，m3/s; B一一洞宽，m; m一一流量系数，可近似采用m=0.36; 8一一侧收缩系数，可近似取8=0.95 Ho一一包括行近流速水头在内的进口水深，m; g一一重力加速度; 0 一 淹没系数，亦可由表3.2查得； hs一一洞进口内水深，m，对长洞需以出口水深为控制水深，从 出口断面向上游推求水面线以确定洞进口内水深； v一一上游行近流速，m/s; 表3.2淹没系数0值表 无压流一般要求水面以上净空面积不小于洞身断面面积的 0%～30%，净空高度根据涵洞断面型式及洞身高度确定，见表3.3 并应不小于 0. 4m。 注：D为涵洞内侧高度或者圆涵内径，m ④半压力流涵洞过流能力计算 m一一流量系数，由表3.4查得； A一一洞身断面面积; B一一修正系数，由表3.4查得： 表3.4流量系数m1和修正系数B1值表 非灌没压力流涵洞过流能力计算 ①非淹没压力流涵洞过流能力计算 53一一闸门槽损失系数，可采用0.05~0.1； 5一一进口渐变段损失系数，可由表3.5查得； E一一出口渐变段损失系数，可由表3.5查得 表3.5渐变段水头损失系数 ③淹没压力流涵洞过流能力计算 ③淹没压力流涵洞过流能力计算 m3一一流量系数； Z一一局部水头损失系数的总和； A一一出口后下游过水断面面积，m²; 54一一出口损失系数，当出口后下游过水断面较大，比值A/A下很小 时，,可近似取为 1。 详细设计见附图3.1。 渠道跨越河流、渠沟、洼地、道路，采用其他建筑物不适宜时， 可选用渡槽。渡槽是输水渠道水流跨越河渠、道路、山冲、谷口等的 架空输水建筑物，渡槽轴线应短而直，进、出口应与上、下游渠道平 顺连接。由槽身、支承结构、基础及进出口建筑等部分组成。 渡槽槽身横断面宜采用矩形，矩形槽身的深宽比宜采用0.6~0.8 槽身过水断面的平均流速宜控制为1.0~2.5m/s。 本设计推荐渡槽采用梁式渡槽，槽身断面为矩形，纵向支承形式 为简支式，支承结构为单排架。 （1）过水能力计算的方法与公式 渡槽过水能力计算根据槽身长度L与渡槽进口渐变段前上游渠 道水深hi的不同比值，采用不同公式。当L>15hi时，按明渠均匀流 公式计算。 （2）渡槽总水头计算公式 ①进口水面降落Z1 进口段水面降落 （2）渡槽总水头计算公式 D进口水面降落Z1 生口段水面降落 △Z = Z1 + Z² + Z3 、3）纵坡、横断面型式与尺寸的拟定 在满足通过设计流量时渡槽的总水头损失等于或略小于渠系规 划中给定的允许水头损失的条件下尽可能选择较小的槽底纵坡。初步 拟定时，i值可在1/500~1/1500范围内选用。 槽身横断面常用的是矩形。从过水能力看，应按水力最佳断面 的条件选择深宽比（矩形槽身水力最佳断面的深宽比H/B=0.5），但 梁式槽身的深宽比大些有利于加大槽身纵向刚度，梁式矩形渡槽的深 宽比常用H/B=0.6~0.8。槽身通过设计流量时，矩形槽身顶部在水位 以上的超高不小于水深水位1/12加50mm。槽身通过加大流量时，槽 中水面与槽身顶部或拉杆底面的高差不小于100mm。 矩形槽身侧墙厚度不小于120mm，一般为墙高的1/12~1/16。 （4）纵坡、流量与槽身断面关系 钢筋混凝土矩形槽身断面不同槽底纵坡下各种流量的槽身过水 断面尺寸，平均流速可参考表3.6。设计时应根据加大流量确定槽身 尺寸，本设计加大流量为设计流量基础上加大30%。 表3.6钢筋混凝土矩形渡槽槽身断面特性表(n=0.014) （5）进出口渐变段的型式和长度确定 渡槽进、出口应设渐变段，渐变段长度应按两端渠道水面宽度与 槽身水面宽度之差所形成的进口水流收缩角和出口水流扩散角控制。 进口水流收缩角宜为11°~18°，出口水流扩散角宜为8°～11°。 （6）矩形渡槽配筋 ①矩形渡槽底板配筋 底板采用C25混凝土，混凝土保护层厚度为25mm。各跨度渡槽 民板可参考表3.7~3.9进行配筋。表中H为底板顶面以上墙高，槽宽 B为净宽。 图3.3矩形渡槽断面示意图 表3.7跨度L=10m时矩形渡槽底板配筋参考表 表3.8跨度L=8m时矩形渡槽底板配筋参考表 表3.9跨度L=6m时矩形渡槽底板配筋参考表 典型渡槽设计图见附图3.2~3.4 到虹吸管是长距离输水工程中通过河流、谷地、洼地、道路或其 他渠道的压力输水管道，是一种渠道交叉建筑物，是灌溉渠系工程中 的重要建筑之一。 输水工程与山谷、河流或其他渠道相交时，可用倒虹吸、渡槽、 真方渠道下的涵洞等交义建筑物。这些建筑物各有其适用条件，选用 时应因地制宜，全面考虑，一般在以下情况下可考虑采用倒虹吸管 当输水河渠与河流、山谷、洼地、道路等障碍物或其他渠道交叉 且高差较小，建渡槽或涵洞均不能满足洪水宣泄，或有碍船只、车辆 通行时，应修建倒虹吸管从障碍物底部通过， （1）流量Q≤1.3m/s； （2）管径Do≤1.0m; （3）设计水头H≤20m; （4）地基承载力≥150kpa。 （1）流量Q≤1.3m/s； （2）管径Do≤1.0m; （3）设计水头H<20m; （4）地基承载力≥150kpa。 （1）倒虹吸管布置 到虹吸管宜设在地形较缓处，应避免通过可能产生滑坡、崩塌及 其他地质条件不良的地段。倒虹吸轴线在平面上的投影宜为直线，并 宜与河流、渠沟、道路中心线正交，进、出口应与上、下游渠道平顺 连接。穿越河流时应埋入设计洪水冲刷线以下0.5m并采用砌护措施 倒虹吸管进、出口应设渐变段，其长度可分别取上、下游渠道设 计水深的3~5倍和4~6倍。进口宜设沉砂池和拦污栅，渐变段和管道 之间，应根据需要设置连接段或压力前池，确保通过不同流量时管道 进口均处于淹没状态。出口宜设闸门控制，出口渐变段可设置消力池 其下游渠道应护砌3~5m。 （2）倒虹吸管管径及管材 采用以下公式初拟管径 Dol 式中V为管内流速，管内流速不宜过大，以免增加水头损失，平 原和河网化地区，管内适宜流速为1.5~2.5m/s。各流量下管径可参考 下表3.10取值。 表3.10流量与管径 表3.10 流量与管径 Q (m3/s) Do取值(mm) 0.3 500 0.4 550 0.5 600 0.6 650 0.7 700 0.8 750 0.9 800 1.0 850 1.1~1.2 900 1.2~1.3 1000 （3）管座 到虹吸管可直接（或通过砂垫层）铺设在坚固、稳定的水平状或 符合管外形的弧形素土（或岩石）地基上。如遇不良工程地质条件 应采取换填，并设C15素混凝土管座基础。 (4）镇墩 到虹吸管管轴线方向变化处需设置封闭式镇墩。镇墩可用钢筋混 凝土或素混凝土结构， 镇墩尺寸参考以下经验值拟定。 ①长度：管内径D的1.5~2.0倍： ②底部最小宽度：管壁厚度的2~3倍； ③顶部及侧墙最小厚度：管壁厚度8的1.5~2倍： ④圆弧段外半径：管内径D的2.5~4.0倍； 5弯段圆心角θ与两侧管段的中心夹角相等 倒虹吸定型设计图见附图3.5。 图3.4 镇墩示意图 便桥定型设计图见附图3.6～3.20。 陡坡为急流明槽，一般为挖方工程。为了减少土石方开挖量，底 坡应沿天然地面坡度布置，其横断面应尽量少。 本设计为单级陡坡，沿天然地面坡度顺直布置，纵坡不变。进口 段、陡槽和消力池采用等宽矩形断面，进口渐变段为八字型导水墙 材料为 C20混凝土。 (1）流量Q≤1.3m3/s; (2) 落差 P≤2m; （3）适用于地基承载力≥150KPa的中等强度以上的粘壤土、非 湿陷性黄土、沙壤土。 v= /2g(P+h) 陡坡边墙的高度取进水口边墙高度和消力池边墙高度的连线 （3）消能计算 选用矩形消力池，设下游渠道水深为ht，跌后水深为h2，陡坡 未端水深为h1。根据取水输水建筑物丛书《跌水与陡坡》（刘韩生等 编著）的消能公式，考虑到本设计为小型陡陂，对公式进行简化 池深 8q? 式中： h, /1+ 1) 2 gh3 池长: L = (4.3 ~ 4.9)h. 表 3.11 陡坡定型设计表 Q ba h p hi d L (m² /s) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 100 11 30 350 0.3 50 55 200 9 50 400 100 17 40 460 0.5 50 75 200 14 60 520 100 21 40 520 1.0 80 90 200 17 60 600 陡坡定型设计图见附图3.21。 跌水是农由灌溉渠系工程中常见的落差建筑物，渠道经过陡峻的 地段时，可设置跌水。跌水由进口、跌水墙、消力池及出口组成。 本设计为开敬式单级跌水，矩形缺口，与渠道的渐变段采用八字 型导水墙连接，材料为C20混凝土。 （1）流量Q≤1.3m3/s； (2)落差 P≤2m; （3）适用于地基承载力≥150KPa的中等强度以上的粘壤土、非 湿陷性黄土、沙壤土。 （1）矩形缺口宽b.计算 h Q一 流量， m3/s bc一矩形缺口宽，m 采用试算法计算缺口宽度。 (2）消能计算 选用矩形消力池，设跌差为P，上游渠道水深为h，下游渠道水 深为ht，单宽流量为q，跌前水深为h1，跌后水深为h2。根据取水输 水建筑物丛书《跌水与陡坡》（刘韩生等编著）的消能公式，考虑到 本设计为小型跌水，对公式进行简化。 池深d 式中: l =/h(2P+h)， l2 =3.2hz 表3.2跌水定型设计表 跌水定型设计图见附图3.22 根据我省小型灌区改造工程“三位一体”的要求，小型灌区工程 必须配套完善测水量水设施，且满足精度要求。根据流量、比降、水 流含沙量等不同情况，小型灌区可选用三角形量水堰、梯形量水堰 巴歇尔量水槽或无喉道量水槽等。 本设计采用三角形量水堰和梯形量水堰 （1）流量Q≤1.3m3/s; 2）宽度B=0.25~1.5m 图3.5三角堰示意图 ①自由出流时（下游水位低于堰口） 对于直角三角堰（α=90°），如果取堰顶高与侧边宽度相等 (P=T=hmax），流量公式如下： Q = 1. 4F2.5 公式适用适用范围为：0.03m 下游水位高于三角薄壁堰顶角的顶点时，即形成淹没出流。对于 直角三角堰(α=90°)，流量公式如下： Q = 1. 4f,H2. 5 上式中：f为没系数；H,为上游水头，m；H为下游水头，m。 三角形薄壁堰淹没系数见表3.13： 表 3.13 三角薄壁堰渣没系数表 （2）梯形薄壁量水堰 梯形薄壁量水堰结构型式如图所示，为上宽下窄的梯形缺口。 堰口侧边斜坡比通常为4:1（竖:横），堰口呈锐缘状。 尺寸要求： b≤1.5m，B=b +h/2，H=b/3+5cm，T=b/3，P≥b/3，D=P+H+5cm L=B+2T+16cm 追形薄壁量水堰几何凡 Q = 1. 86bH:5 1.5m,0.083m≤H≤0.5m,0.083m 分水闸是十渠以下各级渠道首部控制并分配流量的闸，将上级渠 道的流量按需要分入下级渠道，用以控制和调配流量，以达到计划用 水的目的。分水闸设计应符合下列规定： （1）单股分水闸的分水角宜取60°～90°，双股分水闸的分水 角宜对称相等，多股分水闸的分水角可因地制宜确定。 （2）闸室结构可采用开式或封闭式。 （3）闸室进口不应凸入上级渠道。 （4）闸前设计水位宜按分水比例，采用比上级渠道设计流量相 应水位略低的水位。 （5）闸底槛槛顶宜与上级渠底齐平或稍高于上级渠底，多泥沙 渠道上的闸底槛槛顶应高于上级渠底 （1）涵洞式分水闸 由进口段、控制段、涵管段及出口段组成。 涵管过水能力计算公式如下（上、下游水位均高出涵顶的压力 流： 式中：の一涵管过水面积（m²); AZ一涵闸上、下游水位差（m)； 8 一 侧向引水系数; Q= μo /2gZ 0 : V5进 +S+ + Sn +$% 弓进、出、、亏沿一分别为进口、出口、门槽、沿程损失系数， 1L 45^4R L 一洞身长(m); R一水力半径（m)。 （2）开式分水闸 中进口段、闻室和出口段组成 设计流量在1.0m/s以内（含1.0m） （1）闸室布置 闸孔净宽：涵洞式分水闸，根据涵管过流能力确定涵管管径（详 分水闸定型设计图见附图3.25～3.31。 节制闸是调节水位以满足上游引水的需求，控制渠道下泄流量， 以保证下游用水需求的控制建筑物。节制闸设计应符合下列规定： （1）闸室结构宜采用开敬式。 （2）闸底坎高程宜与渠底齐平或稍高于渠底。 （3）闸孔设计过水断面面积宜与渠道过水断面面积相适应 设计采用整体开敬式闸型北京某某大厦室内装饰工程施工组织设计方案(最新整理)，堰型为平底宽顶堰型。由上游连接段， 闸室和下游连接段等建筑物组成。 底宽为0.5～1.2m的梯形渠道，设计流量在1.0m3/s以内（含 1.0m²/s )。 （1）闸室布置 闸孔净宽：梯形渠道，根据过闸流量和上下游水位差确定（详见 表3.16）；矩形渠道，取上游渠道宽度。 闸顶高程：水闸上游高水位+0.3或与两侧渠堤顶齐平； 闸底坎高程：与渠底齐平或稍高于渠底。； 闸底板：厚度宜采用0.30.5m，长度根据上部结构和地基条件 确定； 闻墩宽度：满足闸门槽最小构造尺寸要求。 （2）上、下游连接段 长度：宜控制在1.5～2倍闸室长度内。 材料：宜采用混凝土结构。 （3）水闸过水能力计算公式 公式如下： 银行营业办公用房内装饰工程施工组织设计Q= mcB/2gH3/2 0. 6m 0.55m 0.155 0.206 0.258 0.31 0.361 0.413 0.465 0.516 0. 7m 0.65m 0. 184 0.246 0.307 0.369 0. 43 0. 491 0.553 0. 614 0. 8m 0. 75m 0.214 0.285 0.356 0.428 0.499 0.57 0.641 0.713 0. 9m 0.85m 0.243 0.324 0.405 0.487 0.568 0.649 0.73 0.811 1m 0. 95m 0.273 0.364 0.455 0.546 0.637 0.728 0.818 0.909 1. 1m 1.05m 0.302 0.403 0. 504 0.605 0.706 0.806 0.907 1.008 分水闸定型设计图见附图3.32～3.3