倒虹吸管管身及鎮(zhèn)墩的形式與構(gòu)造

1、倒虹吸管管身及鎮(zhèn)墩的形式與構(gòu)造（1）管身。倒虹吸管的材料應(yīng)根據(jù)壓力大小及流量的多少、就地取材、施工方便、經(jīng)久耐用等原則綜合分析選擇。常用的材料主要有混凝土、鋼筋混凝土、鑄鐵和鋼材等。混凝土管適用于水頭較低、流量較小的情況，一般用于水頭為46m的倒虹吸管。從混凝土管運行情況看，管身裂縫、接縫處漏水嚴重的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，這多與材料強度、施工技術(shù)與質(zhì)量等因素有關(guān)。鋼筋混凝土管適用于較高水頭，一般為30m左右，可達5060m，管徑通常不大于3m。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管適用于高水頭。它具有較好的彈性、不透水性和抗裂性，能充分發(fā)揮材料的性能。已建工程大水頭達212m，管徑為1.25m。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管比金屬管

2、節(jié)省鋼材用量80%90%.。鑄鐵鋼管多用于高水頭地段，因耗用金屬材料較多，應(yīng)用較少。在較好的土基上修建小型倒虹吸管可不設(shè)連續(xù)座墊，而設(shè)中間支墩，其間距視地基、管徑大小等情況而定，一般采用28m。為防止溫度、冰凍、耕作等不利因素影響，管道應(yīng)埋設(shè)在耕作層以下；在冰凍區(qū)，管頂應(yīng)布置在冰凍層以下；在穿越河道時，管頂應(yīng)布置在沖刷線以下0.5m;當(dāng)穿越公路時，為改善管身的受力條件，管頂應(yīng)埋設(shè)在路面以下1.0m左右。為了防止管道因地基不均勻沉陷及溫度過低產(chǎn)生較大的縱向應(yīng)力，使管身發(fā)生橫向裂縫，管身應(yīng)設(shè)置伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)止水?？p的間距應(yīng)根據(jù)地基、管材、施工、氣溫等條件確定?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土管縫的間距，在土基上一般

3、為1520m；在巖基上一般為1015m。如果管身與巖基之間設(shè)置油毛氈墊層等措施，以減小巖基對管身收縮約束作用，管身采用分段間隔澆筑時，縫的間距可增大至30m。伸縮縫的型式主要有平接、套接、企口接以及預(yù)制管的承插式接頭等(圖1)?？p的寬度一般為12，縫中堵塞瀝青麻絨、瀝青麻繩、柏油杉板或膠泥等?，F(xiàn)澆管一般采用平接或套接，縫間止水用金屬止水片等。近幾年用塑料止水帶代替金屬止水，以及使用環(huán)氧基液貼橡皮已很普遍；pt膠泥防滲止水材料在山東省引黃濟青工程中被廣泛采用，應(yīng)用效果良好。預(yù)制鋼筋混凝土管及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的管節(jié)接頭處即為伸縮縫。接頭型式有平口式和承插式。承插式接頭安裝方便，密封性好，具有較大

4、的柔性，目前大多采用這種形式(圖2)。圖1管身伸縮縫形式(單位：cm)（a）平接；（b）管壁等厚套；（c）管壁變厚套；（d）企口接；1水泥砂漿封口；2瀝青麻絨；3金屬止水片；4管壁；5瀝青麻繩；6套管；7石棉水泥；8柏油杉板；9瀝青石棉；10油毛氈；11伸縮縫圖2鋼筋混凝土管承插式接頭（a）平直型；（b）雙楔型；（c）“63”型1承口；2插口；3橡皮圈為了清除管內(nèi)淤積泥沙，放空管內(nèi)積水和便于檢修，在管段上應(yīng)設(shè)置沖沙放水孔。沖沙放水孔也常兼作進人孔，進人孔也可設(shè)在鎮(zhèn)墩上。（2）鎮(zhèn)墩。在倒吸管的變坡及轉(zhuǎn)彎處都應(yīng)設(shè)置鎮(zhèn)墩，其主要作用是連接和固定管道。在斜坡段若坡度陡，長度大，為防止管身下滑，保證管身

5、穩(wěn)定，也應(yīng)在斜坡段設(shè)置鎮(zhèn)墩，其設(shè)置個數(shù)視地形、地質(zhì)條件而定。鎮(zhèn)墩的材料主要為砌石、混凝土或鋼筋混凝土。砌石鎮(zhèn)墩多用于小型倒虹吸工程。在巖基上的鎮(zhèn)墩，可加錨桿與巖基連結(jié)，以增加管身的穩(wěn)定性。鎮(zhèn)墩承受管身傳來的荷載及水流產(chǎn)生的荷載，以及填土壓力、自身重力等，為了保持穩(wěn)定，鎮(zhèn)墩一般是重力式的。鎮(zhèn)墩與管蓋的連接形式有兩種：剛性連接和柔性連接(3)。剛性連接是把管端與鎮(zhèn)墩混凝土澆筑在一起，砌石鎮(zhèn)墩是將管端砌筑在鎮(zhèn)墩內(nèi)。這種形式施工簡單，但適應(yīng)不均勻沉降的能力差。由于鎮(zhèn)墩的重量遠大于管身，當(dāng)?shù)鼗赡馨l(fā)生不均勻沉陷時可能使管身產(chǎn)生裂縫，所以一般多用于斜管坡度大、地基承載能力情況。柔性連接是用伸縮縫將管身與鎮(zhèn)墩分開，縫中設(shè)止水，以防漏水。柔性連接施工比較復(fù)雜，但適應(yīng)不均勻沉陷能力好，常用于斜坡較緩的土基上。斜坡段上的中間鎮(zhèn)墩，其上部與管道的連接多為剛性連接，下部多為柔性連接。圖3 鎮(zhèn)墩與管端的連接（a）剛性連接；（b）柔性連接鎮(zhèn)墩的形式和各部分尺寸，可參考下列經(jīng)驗數(shù)據(jù)：鎮(zhèn)墩的長度約為管道內(nèi)徑的1.52.0倍；底部最小厚度為管壁厚度的23倍；鎮(zhèn)墩頂部及側(cè)墻最小厚度為3050cm。轉(zhuǎn)彎時前后管在鎮(zhèn)墩內(nèi)用圓弧彎管段連接，圓弧外半徑R1一般