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【摘 要】 结合大型输水渠道倒虹吸节水工程施工，对其节水标准、节水方式、节水建筑物和节水施工措施等进行了探讨。以农业节水灌溉为实例，阐述了倒虹吸管在节水灌溉工程中的运用问题。
【关键词】 倒虹吸管;节水灌溉;预应力砼管
引言：
我国兴修灌溉工程历史悠久，早在2000多年前就创造了多项灌溉技术。进入21世纪，随着我国水资源危机问题的日益突出，农业发展越来越受到水资源的制约，节水灌溉的重要性越来越受到人们的重视。如何采取措施，进一步提高用水效率，来达到扩大灌溉面积，满足农业生产的要求，成为了节水灌溉技术的发展方向。
倒虹吸工程是长距离、跨流域调水工程（如南水北调工程）、灌区渠道工程总干渠穿越现状河道时经常采用的一种主要交叉建筑物，受工程区地形、地质、水文条件的限制，在施工组织设计中对施工节水提出了较高的要求。在此，以某倒虹吸工程为例，对倒虹吸施工节水中的几个主要问题做一探讨。
一、工程概况
某倒虹吸工程与现有河道正交，为两联4孔箱形钢筋混凝土结构，孔径为6.5×6.7m，设计流量265m3/s，加大流量320m3/s，建筑物总长242m，其中进口渐变段长45m，进口闸室段长15m，倒虹管身段水平长109m，出口闸室段长23m，出口渐变段长50m。工程位于黄（河）沁（河）冲积平原，地形较平坦、开阔。总干渠沿线多年平均降雨量为568mm，汛期6～9月降雨量占全年的70%～80%。年际变化幅度大，年降雨量最丰年是最枯年的3～5倍。河道为一常年性河流，河宽约22m，水深一般3m左右，两岸河堤堤顶宽3～5m，顶面高程108m左右。建筑物位置处地层空间分布较稳定，在勘探深度范围内为黏、砂多层结构。地下水主要为第四系孔隙潜水和承压水。孔隙潜水主要赋存于上部极微透水～微透水的粉质黏土和黄土状重粉质壤土层中，埋深为1.40～3.30m，承压水主要赋存于第⑤层轻壤土、第⑥层细砂、第⑦层中砂中。
二、倒虹吸管的构造
倒虹吸管一般由进口段、出口段、段身三部分组成。
（一）进口段
进口段一般包括渐变段、沉沙池、退水冲杀设施、闸门、拦污栅以及启闭设施、连接段、进水口等组成。
渐变段。它是渠道与倒虹吸管进口沉沙池之间的过渡段，渐变段常采用扭曲面，其水头损失小;沉沙池。其作用是拦截和沉淀渠道来水所挟带的大粒径砂石及杂物，防止其进入管内磨损和淤积管道。闸门。为满足冲沙、清淤、检修和临时停水等需要，虹吸管进口常须设置闸门。多采用平板闸门或叠梁式闸门;拦污栅。为防止漂浮物或人畜落入渠内被吸入倒虹吸管，闸门前应设拦污栅，栅面与水平夹角宜采用70°～80°，利于增加过水断面，减小流速和水头损失，也便于清污;工作桥。用于启闭闸门和清理拦污栅。桥横断面多采用T形。连接段。其设于闸门之后、虹吸管进口之前的静水池段，由两侧侧墙和下游侧挡水胸墙组成。结构形式有消力池式、斜坡式和消力井式。进水口。为减少水头损失，虹吸管进水口常做成喇叭形。喇叭形始、末断面直径比或宽度比一般为1.3～1.5，喇叭口长度约为0.83倍管道内径。
（二）管身段
管身段包括管壁厚度、分封与接缝、管身支承、泄水孔及入人孔组成：
管壁厚度根据管径和工作水头大小，参考已建工程的经验或近似法初拟尺寸，再根据何在，由结构计算进行校核或修正，并进行配筋和抗裂计算;管身分缝与接缝有现浇管和预制管两种方法;管身支承钢筋混凝土圆管及箱形管与地基的连接部件即管身支承，支承形式与土石坝下埋管基本相同;泄水、入人孔对较长和高水头的倒虹吸管，用于检修、冲沙、放空或清淤等需要。
（三）出口段
出口段包括虹吸管出水口、出口闸门、消力池及出口渐变段组成。
出水口其设于出口挡水胸墙内，形式选择与布置要求与进水口基本相同，但因出水口外形对水头损失无影响，为了便于施工，常将管道直接伸入出口胸墙内;出口闸门对双管或多管倒虹吸，为了便于管理运用，常在出口设置闸门;若虹吸管进、出口水位差过大，也常需设置出口闸门，以便于利用闸门开度调节上游水位，以保证在不同流量时管进口均处于淹没状态;消力池为调整流速分布使水流平稳进入下游渠道，避免产生沖刷，常在出口闸门口设置消力池，若水流流速较小，则可不需消能;出口渐变也常采用扭曲面形式。
三、倒虹吸管的设计
倒虹吸管采用管流计算来确定倒虹吸管的过流能力。
“倒虹吸流”的计算目前尚未形成一系列理论体系，仍按重力流、压力流的计算公式进行计算。
本工程原渠道设计流量为7m3/s，倒虹吸管代替渡槽，进口底高程98.50m，出口底高程98.28m，进出口底部高差为0.22m，流程总长为520m。在倒虹吸管进口设沉砂池及拦污栅，在倒虹吸管埋设最低处设置冲砂孔，并设置检修井。
（一）管路布置形式及特点
根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管有下列几种布置形式：有竖井式、斜管式、曲线式和桥式四种。
1、竖井多用于内压水头较低，流量较小，穿越道路的倒虹吸。这种形式的倒虹吸管结构简单，管路短，但水流条件差，一般用于规模较小的倒虹吸管。
2、斜管式多用于内水头较小，穿越渠道或河流的倒虹吸。渠道或河流主槽底部设置水平管段，两端用斜管段与进、出口相连，水流条件好，且构造简单，施工方便，实际工程中应用较多。
3、当河谷宽阔，岸坡较缓，地形较复杂时，倒虹吸管可随地形敷设成曲线形。曲线倒虹吸管开挖量小，施工方便，且水流条件好，但温度影响及地基不均匀沉陷易造成管身裂缝，引起渗漏甚至危机工程安全。
4、当渠道通过较深的复式断面河道或窄深式河谷时，为降低管道内压水头，减少水头损失，缩短管长和减小施工难度，可在深槽部位建桥，将管道敷设于桥面上或者直接支撑于桥墩或排架上。管道在桥头山坡转弯处设镇墩，并在镇墩上设置虹吸管放水孔，兼作维修、清淤入孔，以便检查维修。 （二）进出口渐变段的设计
对于按照渠系规划给出了一定水头的倒虹吸工程而言，渐变段消耗水头越多，管身允许消耗的水头将越少，这将使管身断面加大，增加建筑物投资，因此必须对进出口渐变段进行优化设计。渐变段长度不宜过长，当渐变段长度达到一定值时，再增加渐变段长度已对减少水头损失效果不大。同时，渐变段底坡不宜过大，当渐变段进出口底部高程相差较大时，宜适当增加渐变段长度，这样可减少渐变段底坡，从而减小水头损失。
（三）管身形式及閘墩设计管身有圆管、方管等形式
由于圆管施工较复杂，不宜现浇制模，同时会增加管座的工程量，故采用矩形孔口多孔一联的形式。该形式施工较方便，亦不需对地基进行特殊处理。墩头形状对水头损失有一定的影响。流线形墩头在闸门全开时水头损失比半圆形墩头要略小，但闸门不全部开启时，流线形墩头对进水口水流影响较半圆形墩头要大水头，损失显著增加。通过对倒虹吸技术的认识和学习，了解了倒虹吸的一般工作原理和应用情况。由于倒虹吸管是一种渠道交叉建筑物，具有工程量少、造价低、施工安全方便和不影响河道洪水宣泄等优点，因此在引调水工程中得到广泛的应用，有利于在更广范围内进行水资源优化配置，改善生态环境，提高人民群众生活水平，增强综合国力，都具有十分重大的意义。
四、节水方案比选
由于河道长年有水，河道与河岸高程差约3m，河床狭窄，宽约22m，洪水具陡涨陡落的特点。据此，本工程选择全断面截流一次性节水的施工方案，并对采用一个非汛期（方案I）和两个非汛期（方案II）完成该工程的两种方案进行比较。
（一）方案I：在河道上、下游设围堰，右岸开挖节水明渠过流，在8个月内完成进口段、管身段和出口段的全部工程。其优点是工期短，但施工强度大，管身段需安排3～4个仓面同时施工。施工时，各项工序相互干扰，且还要加大机械设备的数量和材料运输强度以及生产生活区的占地面积。
（二）方案II：节水工程与方案I相同，但一期施工管身段和进口段，二期完成出口节制闸和出口渐变段。其优点是施工强度低且均匀，各项工序互不干扰。同时，由于出口节制闸的位置已在河床以外，二期工程不需要增加节水工程项目。
对比上述两种方案，为确保工程质量，减少工程投资，确定采取方案II，即一期施工倒虹吸管身段、进口检修闸以及河道治理工程，在河道上下游设围堰，右岸开挖节水明渠过流，汛期恢复河床过流;二期施工于第二年7～11月完成出口节制闸的施工方案。
（三）输水涵管直径的确定
计算时，采用试算法，选取直径D分别为1.1m、1.2m及1.3m的预应力砼管进行计算，选出经济合理的管径。
由于倒虹吸管进出口高差为0.22m，采用管径D=1.0时水头损失过大，不能满足渠道的设计过流能力;管径D=1.3m时，水头损失值与进出口高差接近，基本能够满足渠道的设计过流能力，但投资相对偏高;本次工程选择D=1.2m的倒虹吸管，考虑本工程位于支渠中，采取措施（如：建拦水堰）使倒虹吸管进水口上游水位上升，以达到增加进出口水头差的目的，以便能顺利通过设计流量，该方案投资基本不增加，相对其它方案更加经济合理。
图1 倒虹吸管纵剖面图
五、倒虹吸管身段施工情况
（一）配合比
倒虹吸管身段混凝土为C30W6F150，混凝土配合比见表1。
表1 C30W6F150混凝土配合比用量表
（二）施工方案
1、基础处理。开挖面平整，无积水、无虚土，验收合格后先铺筑20cm厚碎石垫层，上面浇筑10cm厚C10混凝土垫层。
2、分仓情况。管身段分为左右两联，一联有两孔，每孔浇筑分为两层，第一层浇筑至底板倒角以上30cm处，第二次浇筑墙体及顶板，亦即剩余部分。
3、施工顺序。建基面处理→碎石垫层铺设C10混凝土浇筑→底板钢筋安装→底板止水安装→底板模板安装→底板混凝土浇筑→墙体钢筋安装→钢模台车安装→顶板钢筋安装→墙体及顶板止水安装→外模板安装→墙体及顶板混凝土浇筑→混凝土养护。
4、模板支撑型式。底板采用定型大模板拼装，墙体及顶板内模采用钢模台车支撑，外模（包括端头）采用定型大模板拼装。
5、混凝土入仓方式。采用8m3罐车运输至右岸一级马道→桁架布料机水平运输至仓号→溜筒垂直运输至仓内。
6、拆模时间。夏季：不承重的模板1～2d后拆除，承重模板5d后拆除;冬季：承重模板一般根据混凝土强度而定，强度达到90%以上，一般时间为10～15d，最冷时20～30d。
7、养护。混凝土养护需28d，前14d为湿润养护，采取毛毡覆盖洒水养护和墙体涂刷养护剂的方法。
六、小洼槽倒虹吸模型建立与边界条件设定
对小洼槽倒虹吸的水流特性进行三维数值模拟，管道沿程水头损失的模拟及其重要，在FLUENT中可以通过修改壁面定律粗糙度来考虑粗糙度的影响。改变管道壁面的粗糙高度，进而改变管道中水流速度和雷诺数，此时水流可能处于不同的流层，如粘性底层、过渡层、对数率层，计算相应的沿程水头损失、压强，并将计算值与实测值进行比较。
（一）模型建立
在数值模拟中，对形式简单的装置或建筑物进行二维数值模拟可以大大节省计算时间。对于小洼槽倒虹吸管由于进出口在宽度方向与管段长度方向相差很大，边界较为复杂，所以必须采用三维模型进行求解计算，采取半结构为研究对象进行模拟，即能反映真实情况又可节省计算时间。
流场初始化在进行数值计算之前，需对各类待求变量赋予初始值。将整个倒虹吸的计算区域都赋予水，并且水的体积分数赋值为1（即q=1）。水的初始速度与进口水流平均速度相同。紊动能k和紊动能耗散率ε的初始值根据速度值。
选取标准k～ε模型，Simple算法，以水为研究对象，模拟时间约1小时，迭代时间步长为0.001s。长距离输水管道由于输送距离长，减小水头损失计算误差是优化设计的重要内容，根据选用管材的不同、管道口径的差异等设计条件，应对管道的水流状态进行辨别，避免超出水力计算公式的适用范围。
（二）不同粗糙度对水深的影响
由图2粗糙度对水深影响的示意图可知，当壁面为绝对光滑时，水流流动完全平行于固壁，水流与固壁在水平方向上没有相互作用力，而壁面粗糙时，固壁对水流有阻碍作用。由于壁面的阻力使得在相同流量下，光滑壁面的水流速度大于粗糙壁面的水流速度，因此光滑壁面的过水断面大于粗糙壁面的过水断面，因此在断面形状相同的条件下，粗糙壁面的水深较大。
图2 粗糙度对水深影响示意图
七、结论
（1）合理选择各项水头损失系数，是水力设计数据的关键。根据倒虹吸管水力计算结果及运行实测数据比较：本项工程中，实测流量偏大，可见局部水头损失系数偏大。
（2）渡槽改建为倒虹吸管后，不仅从根本上解决了高架渡槽的安全隐患，体现了以人为本的观念，而且可以复耕原高架渡槽下部分农田，有一定的经济效益。
（3）倒虹吸管埋于地面下，具有一定的耐寒性，有利于管材冬季的保养。
（4）倒虹吸管采用预应力砼管，施工简单、工期短，既便于施工，降低管理费用，又能如期完成工程，保证渠道灌溉通水前完工。
（5）随着我国水资源危机问题的日益突出，农业发展越来越受到水资源的制约。本项工程为进一步提高灌溉用水效率，扩大灌溉面积，满足农业生产和环境保护要求发挥着积极的作用。
参考文献：
[1]朱智伟.南水水北调渠道倒虹吸工程的水力计算[J].河南水利与南水北调，2009（6）：4.
[2]王海峰.南水北调中线工程京石段厂城渠道倒虹吸设计[J].水科学与工程技术，2011（1）：55-57.
[3]贺益英，赵懿，孙淑卿等.输水管线中弯管局部阻力的相邻影响[J].水利学报，2004（2）：17-20.
【关键词】 倒虹吸管;节水灌溉;预应力砼管
引言：
我国兴修灌溉工程历史悠久，早在2000多年前就创造了多项灌溉技术。进入21世纪，随着我国水资源危机问题的日益突出，农业发展越来越受到水资源的制约，节水灌溉的重要性越来越受到人们的重视。如何采取措施，进一步提高用水效率，来达到扩大灌溉面积，满足农业生产的要求，成为了节水灌溉技术的发展方向。
倒虹吸工程是长距离、跨流域调水工程（如南水北调工程）、灌区渠道工程总干渠穿越现状河道时经常采用的一种主要交叉建筑物，受工程区地形、地质、水文条件的限制，在施工组织设计中对施工节水提出了较高的要求。在此，以某倒虹吸工程为例，对倒虹吸施工节水中的几个主要问题做一探讨。
一、工程概况
某倒虹吸工程与现有河道正交，为两联4孔箱形钢筋混凝土结构，孔径为6.5×6.7m，设计流量265m3/s，加大流量320m3/s，建筑物总长242m，其中进口渐变段长45m，进口闸室段长15m，倒虹管身段水平长109m，出口闸室段长23m，出口渐变段长50m。工程位于黄（河）沁（河）冲积平原，地形较平坦、开阔。总干渠沿线多年平均降雨量为568mm，汛期6～9月降雨量占全年的70%～80%。年际变化幅度大，年降雨量最丰年是最枯年的3～5倍。河道为一常年性河流，河宽约22m，水深一般3m左右，两岸河堤堤顶宽3～5m，顶面高程108m左右。建筑物位置处地层空间分布较稳定，在勘探深度范围内为黏、砂多层结构。地下水主要为第四系孔隙潜水和承压水。孔隙潜水主要赋存于上部极微透水～微透水的粉质黏土和黄土状重粉质壤土层中，埋深为1.40～3.30m，承压水主要赋存于第⑤层轻壤土、第⑥层细砂、第⑦层中砂中。
二、倒虹吸管的构造
倒虹吸管一般由进口段、出口段、段身三部分组成。
（一）进口段
进口段一般包括渐变段、沉沙池、退水冲杀设施、闸门、拦污栅以及启闭设施、连接段、进水口等组成。
渐变段。它是渠道与倒虹吸管进口沉沙池之间的过渡段，渐变段常采用扭曲面，其水头损失小;沉沙池。其作用是拦截和沉淀渠道来水所挟带的大粒径砂石及杂物，防止其进入管内磨损和淤积管道。闸门。为满足冲沙、清淤、检修和临时停水等需要，虹吸管进口常须设置闸门。多采用平板闸门或叠梁式闸门;拦污栅。为防止漂浮物或人畜落入渠内被吸入倒虹吸管，闸门前应设拦污栅，栅面与水平夹角宜采用70°～80°，利于增加过水断面，减小流速和水头损失，也便于清污;工作桥。用于启闭闸门和清理拦污栅。桥横断面多采用T形。连接段。其设于闸门之后、虹吸管进口之前的静水池段，由两侧侧墙和下游侧挡水胸墙组成。结构形式有消力池式、斜坡式和消力井式。进水口。为减少水头损失，虹吸管进水口常做成喇叭形。喇叭形始、末断面直径比或宽度比一般为1.3～1.5，喇叭口长度约为0.83倍管道内径。
（二）管身段
管身段包括管壁厚度、分封与接缝、管身支承、泄水孔及入人孔组成：
管壁厚度根据管径和工作水头大小，参考已建工程的经验或近似法初拟尺寸，再根据何在，由结构计算进行校核或修正，并进行配筋和抗裂计算;管身分缝与接缝有现浇管和预制管两种方法;管身支承钢筋混凝土圆管及箱形管与地基的连接部件即管身支承，支承形式与土石坝下埋管基本相同;泄水、入人孔对较长和高水头的倒虹吸管，用于检修、冲沙、放空或清淤等需要。
（三）出口段
出口段包括虹吸管出水口、出口闸门、消力池及出口渐变段组成。
出水口其设于出口挡水胸墙内，形式选择与布置要求与进水口基本相同，但因出水口外形对水头损失无影响，为了便于施工，常将管道直接伸入出口胸墙内;出口闸门对双管或多管倒虹吸，为了便于管理运用，常在出口设置闸门;若虹吸管进、出口水位差过大，也常需设置出口闸门，以便于利用闸门开度调节上游水位，以保证在不同流量时管进口均处于淹没状态;消力池为调整流速分布使水流平稳进入下游渠道，避免产生沖刷，常在出口闸门口设置消力池，若水流流速较小，则可不需消能;出口渐变也常采用扭曲面形式。
三、倒虹吸管的设计
倒虹吸管采用管流计算来确定倒虹吸管的过流能力。
“倒虹吸流”的计算目前尚未形成一系列理论体系，仍按重力流、压力流的计算公式进行计算。
本工程原渠道设计流量为7m3/s，倒虹吸管代替渡槽，进口底高程98.50m，出口底高程98.28m，进出口底部高差为0.22m，流程总长为520m。在倒虹吸管进口设沉砂池及拦污栅，在倒虹吸管埋设最低处设置冲砂孔，并设置检修井。
（一）管路布置形式及特点
根据管路埋设情况及高差大小，倒虹吸管有下列几种布置形式：有竖井式、斜管式、曲线式和桥式四种。
1、竖井多用于内压水头较低，流量较小，穿越道路的倒虹吸。这种形式的倒虹吸管结构简单，管路短，但水流条件差，一般用于规模较小的倒虹吸管。
2、斜管式多用于内水头较小，穿越渠道或河流的倒虹吸。渠道或河流主槽底部设置水平管段，两端用斜管段与进、出口相连，水流条件好，且构造简单，施工方便，实际工程中应用较多。
3、当河谷宽阔，岸坡较缓，地形较复杂时，倒虹吸管可随地形敷设成曲线形。曲线倒虹吸管开挖量小，施工方便，且水流条件好，但温度影响及地基不均匀沉陷易造成管身裂缝，引起渗漏甚至危机工程安全。
4、当渠道通过较深的复式断面河道或窄深式河谷时，为降低管道内压水头，减少水头损失，缩短管长和减小施工难度，可在深槽部位建桥，将管道敷设于桥面上或者直接支撑于桥墩或排架上。管道在桥头山坡转弯处设镇墩，并在镇墩上设置虹吸管放水孔，兼作维修、清淤入孔，以便检查维修。 （二）进出口渐变段的设计
对于按照渠系规划给出了一定水头的倒虹吸工程而言，渐变段消耗水头越多，管身允许消耗的水头将越少，这将使管身断面加大，增加建筑物投资，因此必须对进出口渐变段进行优化设计。渐变段长度不宜过长，当渐变段长度达到一定值时，再增加渐变段长度已对减少水头损失效果不大。同时，渐变段底坡不宜过大，当渐变段进出口底部高程相差较大时，宜适当增加渐变段长度，这样可减少渐变段底坡，从而减小水头损失。
（三）管身形式及閘墩设计管身有圆管、方管等形式
由于圆管施工较复杂，不宜现浇制模，同时会增加管座的工程量，故采用矩形孔口多孔一联的形式。该形式施工较方便，亦不需对地基进行特殊处理。墩头形状对水头损失有一定的影响。流线形墩头在闸门全开时水头损失比半圆形墩头要略小，但闸门不全部开启时，流线形墩头对进水口水流影响较半圆形墩头要大水头，损失显著增加。通过对倒虹吸技术的认识和学习，了解了倒虹吸的一般工作原理和应用情况。由于倒虹吸管是一种渠道交叉建筑物，具有工程量少、造价低、施工安全方便和不影响河道洪水宣泄等优点，因此在引调水工程中得到广泛的应用，有利于在更广范围内进行水资源优化配置，改善生态环境，提高人民群众生活水平，增强综合国力，都具有十分重大的意义。
四、节水方案比选
由于河道长年有水，河道与河岸高程差约3m，河床狭窄，宽约22m，洪水具陡涨陡落的特点。据此，本工程选择全断面截流一次性节水的施工方案，并对采用一个非汛期（方案I）和两个非汛期（方案II）完成该工程的两种方案进行比较。
（一）方案I：在河道上、下游设围堰，右岸开挖节水明渠过流，在8个月内完成进口段、管身段和出口段的全部工程。其优点是工期短，但施工强度大，管身段需安排3～4个仓面同时施工。施工时，各项工序相互干扰，且还要加大机械设备的数量和材料运输强度以及生产生活区的占地面积。
（二）方案II：节水工程与方案I相同，但一期施工管身段和进口段，二期完成出口节制闸和出口渐变段。其优点是施工强度低且均匀，各项工序互不干扰。同时，由于出口节制闸的位置已在河床以外，二期工程不需要增加节水工程项目。
对比上述两种方案，为确保工程质量，减少工程投资，确定采取方案II，即一期施工倒虹吸管身段、进口检修闸以及河道治理工程，在河道上下游设围堰，右岸开挖节水明渠过流，汛期恢复河床过流;二期施工于第二年7～11月完成出口节制闸的施工方案。
（三）输水涵管直径的确定
计算时，采用试算法，选取直径D分别为1.1m、1.2m及1.3m的预应力砼管进行计算，选出经济合理的管径。
由于倒虹吸管进出口高差为0.22m，采用管径D=1.0时水头损失过大，不能满足渠道的设计过流能力;管径D=1.3m时，水头损失值与进出口高差接近，基本能够满足渠道的设计过流能力，但投资相对偏高;本次工程选择D=1.2m的倒虹吸管，考虑本工程位于支渠中，采取措施（如：建拦水堰）使倒虹吸管进水口上游水位上升，以达到增加进出口水头差的目的，以便能顺利通过设计流量，该方案投资基本不增加，相对其它方案更加经济合理。
图1 倒虹吸管纵剖面图
五、倒虹吸管身段施工情况
（一）配合比
倒虹吸管身段混凝土为C30W6F150，混凝土配合比见表1。
表1 C30W6F150混凝土配合比用量表
（二）施工方案
1、基础处理。开挖面平整，无积水、无虚土，验收合格后先铺筑20cm厚碎石垫层，上面浇筑10cm厚C10混凝土垫层。
2、分仓情况。管身段分为左右两联，一联有两孔，每孔浇筑分为两层，第一层浇筑至底板倒角以上30cm处，第二次浇筑墙体及顶板，亦即剩余部分。
3、施工顺序。建基面处理→碎石垫层铺设C10混凝土浇筑→底板钢筋安装→底板止水安装→底板模板安装→底板混凝土浇筑→墙体钢筋安装→钢模台车安装→顶板钢筋安装→墙体及顶板止水安装→外模板安装→墙体及顶板混凝土浇筑→混凝土养护。
4、模板支撑型式。底板采用定型大模板拼装，墙体及顶板内模采用钢模台车支撑，外模（包括端头）采用定型大模板拼装。
5、混凝土入仓方式。采用8m3罐车运输至右岸一级马道→桁架布料机水平运输至仓号→溜筒垂直运输至仓内。
6、拆模时间。夏季：不承重的模板1～2d后拆除，承重模板5d后拆除;冬季：承重模板一般根据混凝土强度而定，强度达到90%以上，一般时间为10～15d，最冷时20～30d。
7、养护。混凝土养护需28d，前14d为湿润养护，采取毛毡覆盖洒水养护和墙体涂刷养护剂的方法。
六、小洼槽倒虹吸模型建立与边界条件设定
对小洼槽倒虹吸的水流特性进行三维数值模拟，管道沿程水头损失的模拟及其重要，在FLUENT中可以通过修改壁面定律粗糙度来考虑粗糙度的影响。改变管道壁面的粗糙高度，进而改变管道中水流速度和雷诺数，此时水流可能处于不同的流层，如粘性底层、过渡层、对数率层，计算相应的沿程水头损失、压强，并将计算值与实测值进行比较。
（一）模型建立
在数值模拟中，对形式简单的装置或建筑物进行二维数值模拟可以大大节省计算时间。对于小洼槽倒虹吸管由于进出口在宽度方向与管段长度方向相差很大，边界较为复杂，所以必须采用三维模型进行求解计算，采取半结构为研究对象进行模拟，即能反映真实情况又可节省计算时间。
流场初始化在进行数值计算之前，需对各类待求变量赋予初始值。将整个倒虹吸的计算区域都赋予水，并且水的体积分数赋值为1（即q=1）。水的初始速度与进口水流平均速度相同。紊动能k和紊动能耗散率ε的初始值根据速度值。
选取标准k～ε模型，Simple算法，以水为研究对象，模拟时间约1小时，迭代时间步长为0.001s。长距离输水管道由于输送距离长，减小水头损失计算误差是优化设计的重要内容，根据选用管材的不同、管道口径的差异等设计条件，应对管道的水流状态进行辨别，避免超出水力计算公式的适用范围。
（二）不同粗糙度对水深的影响
由图2粗糙度对水深影响的示意图可知，当壁面为绝对光滑时，水流流动完全平行于固壁，水流与固壁在水平方向上没有相互作用力，而壁面粗糙时，固壁对水流有阻碍作用。由于壁面的阻力使得在相同流量下，光滑壁面的水流速度大于粗糙壁面的水流速度，因此光滑壁面的过水断面大于粗糙壁面的过水断面，因此在断面形状相同的条件下，粗糙壁面的水深较大。
图2 粗糙度对水深影响示意图
七、结论
（1）合理选择各项水头损失系数，是水力设计数据的关键。根据倒虹吸管水力计算结果及运行实测数据比较：本项工程中，实测流量偏大，可见局部水头损失系数偏大。
（2）渡槽改建为倒虹吸管后，不仅从根本上解决了高架渡槽的安全隐患，体现了以人为本的观念，而且可以复耕原高架渡槽下部分农田，有一定的经济效益。
（3）倒虹吸管埋于地面下，具有一定的耐寒性，有利于管材冬季的保养。
（4）倒虹吸管采用预应力砼管，施工简单、工期短，既便于施工，降低管理费用，又能如期完成工程，保证渠道灌溉通水前完工。
（5）随着我国水资源危机问题的日益突出，农业发展越来越受到水资源的制约。本项工程为进一步提高灌溉用水效率，扩大灌溉面积，满足农业生产和环境保护要求发挥着积极的作用。
参考文献：
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