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水工建筑物基础(第2版)
1.15.1.1 一、渠道的纵横断面
一、渠道的纵横断面

渠道的设计包括横断面设计和纵断面设计。在实际设计中,纵断面和横断面设计应交替并且反复进行,最后经过分析比较,确定出合理的设计方案。

1.渠道横断面

渠道横断面的形状有梯形、矩形、U形、弧形底梯形等。梯形是最常用的横断面形状,因为它便于施工,并有利于保持渠道边坡的稳定,如图12-2(a)、(c)所示。在坚固的岩石中开挖渠道时,宜采用矩形断面,如图12-2(b)、(d)所示。当渠道通过城镇工矿区或斜坡地段,渠宽受到限制时,可采用混凝土、砌石等材料作为挡墙,如图12-2(d)、(e)、(f)所示。

图12-2 渠道横断面图

(a)、(c)、(e)、(f)土基;(b)、(d)岩基
1—原地面线;2—马道;3—排水沟

U形渠道具有较大的输水输沙能力,占地较少,省工省料,并且整体性好,抵抗冻胀破坏的能力较强,在小型渠道中经常采用。

渠道横断面尺寸,应根据水力计算确定。梯形土渠的边坡应根据稳定条件确定,土渠的边坡系数m一般取1~3。对于挖深大于5m或填高超过3m的土坡,必须进行稳定计算,计算方法与土石坝稳定计算相同。为了管理方便和边坡稳定,每隔4~6m应设一平台,平台宽1.5~2m,并在平台内侧设排水沟。

按明渠均匀流公式确定渠道的横断面时,所选择的渠道的纵坡和糙率应尽量接近实际值,它们的大小将直接影响渠道断面尺寸的大小和渠道的冲淤,主要依据渠道有无护面、养护、施工情况等加以选定。当渠道的流量、纵坡、糙率及边坡系数已定时,即可根据明渠均匀流公式确定渠道横断面尺寸。

2.渠道的纵断面

渠道纵断面设计的任务是根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置,主要内容包括确定渠道纵坡、设计水位线、最低水位线、渠底高程线、渠顶高程线,在渠道的纵断面图(图12-3)上应标明建筑物类型和位置。

图12-3 渠道纵断面示意图