水利工程中引水渠设计论文

【摘要】各类引水渠道工程因所处的地理环境、水文地质、工程特点等条件不同，在工程设计、施工中，应紧密结合工程特点、工程所在地理环境、水文地质等多方面因素，借鉴采取不同的控制工程技术的方法和措施，特别是要敢于采用近几年出现的一些新工艺、新技术、新材料，多管齐下，将有效的施工技术在工程中广泛运用，才能保证工程建设安全、质量、进度等各方面得以实现。

引 言

水利工程的建设对社会经济发展具有很大的影响，利用水利工程引水渠道可进行水源调配、发电、农业灌溉等，是水利工程中非常重要的引水措施之一。因此，保证水利工程引水渠道工程设计技术非常重要。但在水利工程建设中，引水渠道施工经常会出现诸多的施工技术问题，如何在工程建设施工前完善引水渠道设计技术，本文从引水渠的施工技术要点进行分析。

1、引水渠的作用

引水渠是水利工程中连通水源、排水区与泵房的重要构筑物。具体来讲引水渠的作用有：引水渠不仅可以缩短灌区与泵房的距离，还可以使输水管道的长度尽量缩小，不仅能够有效降低工程投资，也可减少能量的消耗、方便水泵正向进水。另外，引水渠还可使泵房结构尽量简化，方便施工，也可防止水源与泵房直接接触。在工程中，水源变化幅度大、泥沙含量较高，因此，引水渠也能够起到提供设置沉沙池场地、以及降低工程成本的作用。

2、引水渠的设计技术要点

2.1引水渠的断面选择

在选择和确定引水渠的断面形状时，不仅结合工程地的地形、地貌特征，还要对地质条件进行充分探明和论证。在水利工程中，广泛应用的引水渠断面形状主要有梯形引水渠、U形引水渠等，断面尺寸更应与工程实际需要结合起来，同时考虑技术与经济的问题，然后对断面的大概面积进行估算。如果引水渠具有调节功能，在对引水渠最高水位设计时，需要综合考虑渠中流量最大时突然产生的正波时水平和渠中流量为零时的情况。设计时还要考虑引水渠渠尾的水深变化情况，如果水深变化较大，虽然避免引渠坍坡的问题，可适当增加泵房的挡水高度。尤其是对于负值吸水泵房的影响更大，此时可能使工程成本增加。

因此，在设计引水渠断面时，整合出三个方案，在渠道内设置控制闸、在渠尾设置溢流系统或者将泵房挡水高度适当增高。然后对这三种方案进行认真分析比选。由于引水渠的断面大小与工程成本直接挂钩，引水渠断面越大其成本就越高，渠道中的水流速则会相应减少，水头损失也会降低；而当引水渠断面越小时，工程成本虽然可以降低，但是渠道中水流速度会提高，水头损失也会相应增加，最终使工程投资增加。因此，对工程引水渠断面面积进行确定时，应该结合工程实际要求，综合考虑长效经济的问题，进行科学、合理的设计。工程中，虽然可能通过计算得出，引水渠水面坡降所消耗的能量，但由于引水渠运动期间，存在水源水位与水泵运行数量的变化问题，所以，设计时应该充分考虑这种变化对引水渠工作性能和使用寿命造成影响。

2.2引水线路与长度的确定

在选择引水渠的线路时，应该结合好工程地的地质、地形，以及施工技术、挖填方等问题。在设计泵站引水渠的长度时，应该对技术性与经济性进行全衡考虑。工程对引水线路与长度进行设计时，需要综合比选干渠长度，如果干渠长度过大，则填方工程量也会相应增加，其渗漏的损失也会随之增加；对出水管道进行确定时，应该考虑到如果出水管道较长，工程成本会增加，能耗也会增加，且容易出现水锤问题。引水渠工程水源的含沙量过大时，还需要考虑沉沙的问题。在设计临时泵站时，由于这种泵站使用时间短，所在，可在满足工程需要的同时，尽量减少工程投资。但是如果泵站是长期性投资，那么渠道的经济长度还要考虑一定的管理成本。工程的引水渠长度设计就充分考虑了经济性与工程的实际需要两个方面情况。

2.3引水渠与水泵的配合运动计算

在设计引水渠断面和纵坡时，要求水源在设计水位之下，还要考虑最大流量时，渠中保持等速流的条件来计算。但由于泵站在实际运动时，水源的水位会发生变化，而且水泵运动的数量也不尽相同，渠中流经的水流量也存在差异，在大部分时间，引水渠都是在非等速流的状态下运行的。因此，要求渠尾水深必须能够满足水泵或吸水管的最小吃水深，而且不能将泵房淹没或者漫溢泵房。要满足这一点，就需要对各种不同水位下，水泵的工作点进行精确的核查。

2.4溢洪格栅

溢洪格栅通常适用于引水渠的入口处，它利用了水流的推动作用具备一定的自洁功能，溢洪格栅具有设计新颖、不消耗电能的优点，因此，这种装置几乎没有运动成本。溢洪格栅虽然运行成本较低，但过滤的效率却比较高。目前，水利工程中常用的溢洪格栅为400mm或700mm直径转筒筛上设置了可以调节的刷子，如果引水渠中流入的污水进入机组时，对于直接为6mm以上的固体物就会被挡住；当水流经过过滤层时，会推动安装在轩筒筛下方的驱动桨。然后在转动筛的带动下，转筒筛上安装的刷子会对转筒筛进行自动清洁，使上面附着的残渣或污物被送回主河道。由于溢洪格栅对水头的要求不高，通常比较适用于低水流运行的引水渠当中，而且通常标准的长挡流坝也比较适合应用这种装置。

2.5其他施工问题

2.5.1地基的处理

对于有些工程中，位于引水渠控制范围内的泵房基础必须采用预制桩基础，在进行基础施工时，打桩施工容易挤压到基础周围的土体，尤其是对于软土地基，更容易出现严重的挤土现象。加上地下水位的影响，对周围墙体的力系平衡可能会产生一定的影响，导致土体出现位移或局部隆起的问题，最终导致引水渠发生沉降或水平位移。另外，工程处于高寒地区时，土体的反复冻融破坏也会影响到引水渠的沉降与位移。施工时必须对地基土进行科学、合理的处理，然后再进行打桩施工。

2.5.2施工措施

施工措施在引水渠施工时，场地内会堆积大量的废土或材料，产生临时荷载，这种荷载可能引起场地内土体的局部沉降，施工时为了防止发生这种情况，应该对施工机械、施工车辆进行合理的控制与，同时对场地进行合理布置，以避免出现局部沉降。

2.5.3沉降问题

沉降问题在引水渠施工时，工程进行整体绿化或部分需要提前挖掘的土方，需要将土壤复垦，这种施工可能会导致土体产生不均匀沉降影响。因此，施工时应对针此问题进行必要的处理，以加强对引水渠的保护。

3、结束语

各类引水渠道工程因所处的地理环境、水文地质、工程特点等条件不同，在工程设计、施工中，应紧密结合工程特点、工程所在地理环境、水文地质等多方面因素，借鉴采取不同的控制工程技术的方法和措施，特别是要敢于采用近几年出现的一些新工艺、新技术、新材料，多管齐下，将有效的施工技术在工程中广泛运用，才能保证工程建设安全、质量、进度等各方面得以实现。

参考文献

[1]田志刚，宋玉田，安学军.浅谈大型渠道现浇混凝土衬砌[J].南水北调与水利科技，2006（04）.