倒虹吸

社會人文 9547 245 2017-03-09

當渠道與道路或河溝高程接近,處于平面交叉時,需要修一建筑物,使水從路面或河溝下穿過,此建筑物通常叫做倒虹吸。倒虹吸主要有豎井式。這種形式施工簡便而且便于清除泥沙。倒虹吸有箱形和圓形兩種。物理上水往高處走的現象是一種水利工程的技巧。

基本信息

  • 中文名稱

    倒虹吸

  • 外文名稱

    Inverted siphon

  • 類別

    水利工程

  • 分類

    箱形、圓形

目錄
1描述一
2描述二
3釋義
4保證措施

當渠道與道路或河溝高程接近,處于平面交叉時,需要修一建筑物,使水從路面或河溝下穿過,此建筑物通常叫做倒虹吸。倒虹吸主要有豎井式。這種形式施工簡便而且便于清除泥沙。倒虹吸有箱形和圓形兩種。物理上水往高處走的現象是一種水利工程的技巧。

描述一

(一)《管子·度地》對倒虹吸水流的描述渠道倒虹吸設計渠道倒虹吸設計

《管子·度地》對有壓倒虹吸水流作過精辟的描述: 水之性,行至曲,必留退,滿則后推前,地下則平行,地高即控。

筆者認為,這一段說的是有壓管流的“水之性“,和上段所說的“以高走下“的無壓流的“水之性“,是并列的兩段文字,“行至曲,必留退,滿則后推前“,描述的是渠水通過倒虹吸的水流現象,當渠水從一端流入向下彎曲的倒虹吸時,必先灌滿倒虹吸(從整個渠道水流來看,這時呈現出“留退“的狀況),爾后才能“后推前“地從另一端流出,水流通過建筑物,必將產生一個能量上的損失,因此,一定要使倒虹吸的進出口水面高程有一個必要的差值,使出口高程低于進口高程才行,出口低于進口(“地下“),則水流將平順地通過,否則,渠水就會因倒虹吸出口端過高(“地高“),受倒虹吸控制而流不過去。

描述二

(二)公元前中國和古羅馬城市供水管路中的倒虹吸新蟒河倒虹吸出

新蟒河倒虹吸出

1975年至1981年在對位于河南省登封縣告成鎮的陽城遺址的發掘中,發現有戰國晚期的城市管道供水系統,其中實際應用了倒虹吸。整個供水設施由輸水管、控制流量的控制坑、沉淀泥沙的澄水池、貯水坑和蓄水甕等組成。供水管路共有八條,沿地形由高向低布設,總長有數千米之多。輸水管內徑約為12.3厘米,在淹沒條件下,輸水流量可達20~30升/秒。

輸水管路由直通管、三通排氣管,三通分水管、四通控水管等部件銜接組成,均為陶制。其中陶直通管與陶三通排氣管銜接情況如圖2-14所示,陶四通管的造型如圖2-15所示,輸水管路多數鋪設在開鑿于紅砂巖的溝槽中。較深的溝槽達1.2~2.0米。②

大約在公元前180年左右在土耳其境內古希臘帕加馬城建有大型城市輸水管溝,水從海拔約360米的源頭,跨越兩條山谷輸送至這座城堡,而城堡制高點只比源頭低約40米。其中當有跨百余米山谷的倒虹吸。③古羅馬著名建筑師維特魯威在寫于2000年前的不朽名著《建筑十書》中,詳細地記述了當時輸水管網的建設要點。對于倒虹吸,維特魯威還特別指出,為了倒虹吸的安全運行,需要修建鎮墩和排氣豎管。①

①對《管子·度地》渠道坡降計算和水躍的描述,是姚漢源先生于1962年最先提出的。

②河南省文物研究所、中國歷史博物館考古部,登封王城崗與陽城,文物出版社,1992年,第229~246頁。

③參見チヤ-ルズ·シンガ一等編,平田寬、八杉龍一譯,技術の歷史--地中海文明と中世(下),筑摩書房,第581~583頁。PeterJames,Ancient Inventions,顏可維譯,世界古代發明,世界知識出版社,1999年,第388頁。

釋義

有一種形式的輸水管稱倒虹吸,它是在渠道與道路、河流發生交叉或倒虹吸倒虹吸在渠道穿越山谷時經常采用的一種立交水工建筑物。早在2000多年前,中國已有成功的運用。與虹吸管一樣,它在立面上也呈弓形;不同的是,其弓彎向上。而且,雖然倒虹吸管和虹吸管的輸水原理相同,即都借助于上下游的水位差,但倒虹吸在開始工作時不需人為地制造管中的真空,因而更為普及。

倒虹吸主要用于農田水利工程中。渠道與道路、河流等發生交叉時,既可采用渡槽,如北宋時曾在引用涇水的鄭白渠上使用過;也可采用倒虹吸,如南宋時曾在引用褒水的山河堰上使用過。這種大型倒虹吸多采用漿砌塊石構筑,也可用竹筒連接而成。在唐朝詩人杜甫的詩歌中和元代科學家王禎所著的《農書》中都可見到對輸水渠道上使用倒虹吸的描述和記載。

保證措施

1 技術保證措施

堅持設計文件圖紙分級會審和技術交底制度。重點工程由總工程師審核,在施工過程中技術人員向施工人員進行“四交底“,即:設計意圖交底,質量標準交底,施工工藝交底,創優措施交底,并有記錄。建立技術、質檢人員工點質量負責制,獎優罰劣,要求責任人員勤測、勤量、勤檢查、勤指導,認真作好各種原始記錄,施工前認真復核設計文件,作到心中有數。技術交底數據要同施工現場反復核對,作到技術無誤差。

制定專項的雨季施工技術措施,確保質量目標的實現。

2 材料管理措施

材料采購,設專人驗收,嚴格執行材料進場檢驗制度,嚴禁不合格的材料進場,材料進場及時取樣檢驗,確保材料的各項技術指標到要求。在施工過程中,按檢驗試驗的有關規范隨時抽檢。采購材料必須有出廠檢驗、試驗合格證,并配合業主對采購材料實施驗證。經監理工程師同意后方可進入現場。

3 質量自檢制度

(1)預控、自檢、互檢

細化研究本工程各專業、各工序在以往類似工程施工過程中易出現的質量問題,分析原因采取預防措施,并編制在本工程具體施工組織設計方案中。

從材料質量、過程控制、操作方法、技術交底、施工工藝等方面入手,嚴把質量預控關鍵點,做好本工程質量預控工作。

(2)施工過程控制及竣工檢查

積極配合現場監理工程師,采取旁站、巡視、抽樣等形式對工程質量進行監督檢查,對隱蔽工程及關鍵工序必須經監理工程師確認,方可進行下道工序,項目經理部和作業隊形成質量檢查監督網,層層把住工程質量關。

工程質量實行定期檢查制度,由項目經理主持,質量部門組織,施工物資等部門參加,檢查前期制定計劃實施情況。對各分項分部工程的質量檢查,嚴格執行鐵道部頒布的施工規范和設計技術標準,對檢查中發現的問題進行總結,定期召開質量會議,評議質量工作下發質量通報。

特殊工序作業人員需經專業培訓,考試合格后持證上崗。

工程進入竣工驗收階段,進行有計劃、有步驟、有重點的收尾工程清理工作,通過竣工前的預驗,找出漏項或需修補的項目。

工程項目完工后,由各作業隊隊長組織技術、質檢等有關人員按設計要求、施工規范及工程驗收標準對本工程項目進行一次全面自檢,確認達到驗收標準后,由單位組織內部初驗,內部初驗由項目經理組織,總工程師主持,邀請監理工程師參加,確認工程質量全部達到驗收標準后向建設單位申請組織工程驗交。

在工程未交接前,做好竣工工程成品的保護、巡視、維修、清掃,以保證設備始終處于良好狀態,提高工程一次成優率。

在合同承諾的保修期內確因施工造成工程質量問題及時解決,并達到用戶滿意為止。

4 質量事故報告制度

施工中,凡發生的任何質量事故,及時向建設單位、上級主管部門、設計單位和監理單位匯報,并做好記錄,待監理部門確定、查證、下發處理意見后及時按處理意見要求進行嚴格施工。



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