第5章　管道工程

5.1　输水工程

5.1.1　涵洞

涵洞是指在公路工程建设中，为了使公路顺利通过水渠不妨碍交通，设于路基下修筑于路面以下的排水孔道（过水通道），通过这种构造可以让水从公路的下面流过。涵洞用于跨越天然沟谷洼地排泄洪水，或横跨大小道路作为人、畜和车辆的立交通道，或农田灌溉作为水渠。涵洞主要由洞身、基础、端和冀墙等。涵洞是根据连通器的原理，常用砖、石、混凝土和钢筋混凝土等材料筑成。一般孔径较小，形状有管形、箱形及拱形等。

根据不同的分类方法，涵洞可以分为很多种类型。按建筑材料可分为砖涵、石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵；按照构造形式，涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵、箱涵。

几种涵洞构造如图5-1所示。

按照填土情况不同分类，涵洞可以分为明涵和暗涵。明涵是指洞顶无填土，适用于低路堤及浅沟渠处。暗涵洞顶有填土，且最小的填土厚度应大于50cm，适用于高路堤及深沟渠处。

按水利性能分类，涵洞可分为无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞。无压力式涵洞指的是入口处水流的水位低于洞口上缘，洞身全长范围内水面不接触洞顶的涵洞。半压力式涵洞指的是入口处水流的水位高于洞口上缘，部分洞顶承受水头压力的涵洞。压力式涵洞进出口被水淹没，涵洞全长范围内以全部断面泄水。

由于涵洞是处于自然环境（风、霜、雨、雪、冰冻、高温、水流冲击）和行车荷载的作用下，因此，要求涵洞具备如下性能。

①满足排泄洪水能力，保证在50年一遇洪水的情况下，顺利快捷地排泄洪水。

②具有足够的整体强度和稳定性，保证在设计荷载的作用下，构件不产生位移和变形。

③具有较高的可靠性和耐久性，保证在自然环境中，长期完好，不发生破损。

5.1.2　暗渠

暗渠是一种具有自由表面（表面上各点受大气压强的作用）水流的渠道。根据形成方式可分为天然暗渠和人工暗渠。前者如天然暗河；后者如人工输水渠道及未充满水流的管道等。暗渠是人为在原有河道上铺设水泥板，修建而成的、在表面看不到水的渠道，暗渠水分蒸发小，著名的新疆坎儿井就是典型的暗渠输水构造。

坎儿井是开发利用地下水的一种很古老的水平输水建筑物，适用于山麓、冲积扇缘地带，主要是用于截取地下潜水来进行农田灌溉和居民用水。坎儿井的结构，大体上是由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”（小型蓄水池）四部分组成，坎儿井示意图如图5-2所示。

5.1.3　明渠

明渠也是一种具有自由表面（表面上各点受大气压强的作用）水流的渠道。根据形成方式可分为天然明渠和人工明渠。前者如天然河道；后者如人工输水渠道、运河及未充满水流的管道等，南水北调中线就是以明渠为主的超大型输水工程。

明渠的特性有三点：水面一定与大气接触；水位及流量随着横断面的变化而变化；水流方向由重力决定，由高向低的方向流动。

明渠如图5-3所示。

5.1.4　管道工程

市政给水排水管道工程是输送和分配工业给水和生活饮用水及收集、输送和排放工业废水、城镇污水和雨水的管（渠）道系统工程。

给水排水管道工程是给排水系统不可分割的一部分，对整个给排水系统起着重要作用，它包括管（渠）道系统本身及管（渠）道系统包含的各种构筑物工程（如泵站、蓄水池、管桥、闸门井、污水检查井、雨水口等）。

金属管道如图5-4所示。

非金属管道如图5-5所示。