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摘要：随着我国经济的发展，管道的作用日益明显，被视为“工厂的血管”。但是，管道有时会遇到障碍物，如穿过河道、铁路等地下设施时，管道埋设时有自己的方法，坡度会有所改变，下凹的折线方式被埋设管道时所采用，这样管道能从障碍物下面顺利的通过，这样的管道在水工工程中经常使用倒虹吸。
关键字：管道；压力管道；倒吸虹设计
Abstract: With the development of economy in China, the pipeline is increasingly obvious, be regarded as "the blood vessel factory". However, the pipeline will sometimes encounter obstacles, such as through the river, railway and other underground facilities, pipeline laying have their way, the slope will change, concave line is the buried pipeline, this pipeline from obstacles below smooth, so often used in water inverted siphon pipe engineering.
Keywords: pipeline; pressure pipe; Inverted Siphon Design
中图分类号：TE832 献标识码：A 文章编号：
管道输送是与铁路、公路、水路和航空并列的五大运输行业之一。它作为一种特殊的运输设备，广泛地用于化工、石化、石油、电力、轻工、冶金等行业，以及城镇的燃气、供热、给排水系统中。
在设计管道时，应考虑很多方面的因素，首先要考虑到装置整体设计，这要符合管道仪表流程图，适当的支撑也是必不可少的，这样能保证管道的框架有足够的强度，如果管道的工作环境温度较高，还要考虑到管道的柔性，做相应的分析，如果管道附近有激振源，还要做相应的动力分析，让管道有足够的强度，还要有良好的吸收热膨胀位移的作用，还要有很好的抗振性能。如果这个地区经常出现台风或地震等自然灾害，还要把抗风和抗震考虑进去，让管道拥有抗风、抗震的能力。
说道管道的敷设，架空和埋地这两种类型比较常见，选择何种方式进行敷设，这得根据具体情况具体分析，比如，在化工和石油行业里，架空敷设是比较好的选择，这样能够方便施工、操作、检查等工作的进行，这样也比较经济，还有如果架空管道比较大的话，还得用到管廊、管架等敷设。支吊架一般用于分散的管道敷设。还有就是距离比较长的管道敷设，一般都埋在地下，这种方式节省了地上的空间，但是也有缺点，就是有可能对管道形成腐蚀，检查维修起来不方便，很多排液的管道，检修起来很是困难。在化工行业，地下敷设的管道不多。
用于输送气体或液体的管状设备很多，压力管道就是利用特定的压力，将气体或液体实现传输，在管路里的工作压力大于等于0.1Mpa的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性或最高工作温度高于等于标准沸点的液体介质等，这时管道的直径一般都大于25mm，此时管道的特点如下：1．管道组成件、管道支吊架、管道隔热层的种类繁多，各有各的特点和技术要求，材料选用和组成困难；2．压力容器是单一的设备，而压力管道是一个系统，相互关联相互影响――牵一发动全身，而且长细比很大，极易失稳，受力情况更复杂；3． 管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差别；4．压力管道的设计除了考虑常规因素（温度、压力、流体特性等）以外，还要考虑管道的柔性、振动和支撑等因素；5． 管道上的可能泄漏点多于压力容器（仅一个阀门通常就有五处）；6．压力管道内流体流动状态复杂，而缓冲余地小，工作条件变化频率比压力容器高，如温度、压力、流体流态、风雪等都可能影响其受力情况。
压力管道和其他的身边和机器等构成了各种大型小型的装置，是连接中重要的部分，一把压力管道在设计安装时都会和设备等一起考虑，必须保持完整性。如果长距离的输送，管道是主体就不用这样考虑了，一下几个方面是压力管道设计时应当好好考虑到的：1. 管道的生产工艺是否能满足材料、结构形式、柔性、抗振能力、各种组件、附件等相适应的要求；2. 设计的管道在施工时是否操作方便、施工安全，维修起来是否方便安全，有没有足够的空间；3. 要满足防火、防爆等的要求，必须保证安全，不能出事故；4. 管道的走向是否科学合理，要尽量节约成本，尽量少绕弯路，还要做到安全可靠；5. 管道的设计是否符合相关的规范，是否美观等。
实际情况中，管道有时会遇到障碍物，如穿过河道、铁路等地下设施时，管道在铺设时应该改变坡度穿过障碍物时应该用下凹的折线方式，这种设计的管道称为倒虹管。倒虹吸管道设计的主要环节就是使用倒虹管，倒虹管由进水井、管道及出水井三部分组成。对于倒虹吸来说，设置通气孔也是一个重要措施。一般倒虹吸通气孔主要用于稳压水流，防止气蚀，这些问题对于以礼河倒虹吸工程这种高水头、小流量的倒虹吸工程来说进口发生水跃尤其严重。所以，以礼河倒虹吸更需设置通气孔。倒虹吸管身较长，为了能进人检修并保证管内不淤，管身需设置进人孔，在跨河最低管段设置冲沙放水孔。
在进行倒虹管压力管道设计时应注意以下几方面：1．倒虹管的线路设计时，要尽量避免和障碍物正交通过，要尽量缩短倒虹管的长度，并应符合与该障碍物相交的有关规定。2．倒虹管采用复线时，其中的水流用溢流堰自动控制，或用闸门控制。溢流堰和闸门设在进水井中，用以控制水流。当流量不大时，井中水位低于堰口，污水从小管中流至出水井；当流量大于小管的输水能力时，井中水位上升，管渠内水就溢过堰口，然后在大管里面流出来。3. 在河道地段的選择时，要根据实际情况，着地质较好的地段，不能因为水冲水等因素对其产生影响，埋设的深度最好尽量浅。4．金属管或钢筋混凝土管是比较常见的倒虹管，他们的管径一般在200mm以下，在确定倒虹管的水平长度时，应该根据交叉物的形状和以后的规划做科学合理的设计，在通过河底时，水平管的管顶一般距离河底不应小于1.0m，在通过航运航道时，与当地的航道部门协商是必不可少的，还应当设有相应的标志，在遇到河床变化时做相应的准备。5. 在穿过河道时，应该有两条以上的倒虹管最好，如果水量不能达到设计时的流速时，可以只用其中的一条。在小河或旱地等设置倒虹管时，可以只敷设一条工作管。如果穿过的物体是比较重要的建筑物时，应该至少设置三条，两条正常工作，还有一条作为备用。
倒虹吸压力管道与一般的管道比较起来，清通时会有更多的困难，所以在设计还有施工时要做好相应的措施来防止管内的垃圾淤积。在管路设计时可采用以下方法：1. 提高管路里的流速可以有效防止污水和我垃圾的堆积，流速一般设计在1.2～1.5M/S，最低最好不要低于0.9M/S，而且不能小于此段管路上面管路的流速，如果管路里的流速低于0.9M/S时，最好采取定期冲洗的方法，冲洗流速要高于1.2M/S。 2．为防止污泥在管内淤积，折管式倒虹管的下行、上行管与水平管的夹角一般不大于30º。3．在进水井或靠近进水井的上游管道的检查井底部设沉泥槽，直管式倒虹管的进出水井中也应设沉泥槽。4．为了方便检修，在进水井处应该设置事故排出口，如果检修倒虹管时，就可以使管里上游的废水直接在排出口排出。如果因为卫生等原因不好设置时。那就该设置管线。如果同时有2条以上的工作管线在同时工作的情况下，并且其中一条发生了故障，别的管线在提高水压线后不影响上游管道的正常的工作时，也可以不设备用管线。5. 如果在合流制的管道设置倒虹管的情况下，应按旱流污水量校核流速。污水在倒虹管内的流动是依靠上、下游管道中的水位差（进、出水井的水面高差）进行的，该高差用来克服污水流经倒虹管的阻力损失。
参考文献：
［1］《水电站建筑物》（水工设计手册7），水利电力出版社（1989），181-191。
［2］ 王致祥，梁志钊，孙国模，文启鼎。《管道应力分析与计算》，水利电力出版社（1983），67-81；
［3］《倒虹吸管》（灌区水工建筑物丛书），水利电力出版社（1983），253-256；
关键字：管道；压力管道；倒吸虹设计
Abstract: With the development of economy in China, the pipeline is increasingly obvious, be regarded as "the blood vessel factory". However, the pipeline will sometimes encounter obstacles, such as through the river, railway and other underground facilities, pipeline laying have their way, the slope will change, concave line is the buried pipeline, this pipeline from obstacles below smooth, so often used in water inverted siphon pipe engineering.
Keywords: pipeline; pressure pipe; Inverted Siphon Design
中图分类号：TE832 献标识码：A 文章编号：
管道输送是与铁路、公路、水路和航空并列的五大运输行业之一。它作为一种特殊的运输设备，广泛地用于化工、石化、石油、电力、轻工、冶金等行业，以及城镇的燃气、供热、给排水系统中。
在设计管道时，应考虑很多方面的因素，首先要考虑到装置整体设计，这要符合管道仪表流程图，适当的支撑也是必不可少的，这样能保证管道的框架有足够的强度，如果管道的工作环境温度较高，还要考虑到管道的柔性，做相应的分析，如果管道附近有激振源，还要做相应的动力分析，让管道有足够的强度，还要有良好的吸收热膨胀位移的作用，还要有很好的抗振性能。如果这个地区经常出现台风或地震等自然灾害，还要把抗风和抗震考虑进去，让管道拥有抗风、抗震的能力。
说道管道的敷设，架空和埋地这两种类型比较常见，选择何种方式进行敷设，这得根据具体情况具体分析，比如，在化工和石油行业里，架空敷设是比较好的选择，这样能够方便施工、操作、检查等工作的进行，这样也比较经济，还有如果架空管道比较大的话，还得用到管廊、管架等敷设。支吊架一般用于分散的管道敷设。还有就是距离比较长的管道敷设，一般都埋在地下，这种方式节省了地上的空间，但是也有缺点，就是有可能对管道形成腐蚀，检查维修起来不方便，很多排液的管道，检修起来很是困难。在化工行业，地下敷设的管道不多。
用于输送气体或液体的管状设备很多，压力管道就是利用特定的压力，将气体或液体实现传输，在管路里的工作压力大于等于0.1Mpa的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性或最高工作温度高于等于标准沸点的液体介质等，这时管道的直径一般都大于25mm，此时管道的特点如下：1．管道组成件、管道支吊架、管道隔热层的种类繁多，各有各的特点和技术要求，材料选用和组成困难；2．压力容器是单一的设备，而压力管道是一个系统，相互关联相互影响――牵一发动全身，而且长细比很大，极易失稳，受力情况更复杂；3． 管道在布置、安装和检验方面与压力容器存在很大的差别；4．压力管道的设计除了考虑常规因素（温度、压力、流体特性等）以外，还要考虑管道的柔性、振动和支撑等因素；5． 管道上的可能泄漏点多于压力容器（仅一个阀门通常就有五处）；6．压力管道内流体流动状态复杂，而缓冲余地小，工作条件变化频率比压力容器高，如温度、压力、流体流态、风雪等都可能影响其受力情况。
压力管道和其他的身边和机器等构成了各种大型小型的装置，是连接中重要的部分，一把压力管道在设计安装时都会和设备等一起考虑，必须保持完整性。如果长距离的输送，管道是主体就不用这样考虑了，一下几个方面是压力管道设计时应当好好考虑到的：1. 管道的生产工艺是否能满足材料、结构形式、柔性、抗振能力、各种组件、附件等相适应的要求；2. 设计的管道在施工时是否操作方便、施工安全，维修起来是否方便安全，有没有足够的空间；3. 要满足防火、防爆等的要求，必须保证安全，不能出事故；4. 管道的走向是否科学合理，要尽量节约成本，尽量少绕弯路，还要做到安全可靠；5. 管道的设计是否符合相关的规范，是否美观等。
实际情况中，管道有时会遇到障碍物，如穿过河道、铁路等地下设施时，管道在铺设时应该改变坡度穿过障碍物时应该用下凹的折线方式，这种设计的管道称为倒虹管。倒虹吸管道设计的主要环节就是使用倒虹管，倒虹管由进水井、管道及出水井三部分组成。对于倒虹吸来说，设置通气孔也是一个重要措施。一般倒虹吸通气孔主要用于稳压水流，防止气蚀，这些问题对于以礼河倒虹吸工程这种高水头、小流量的倒虹吸工程来说进口发生水跃尤其严重。所以，以礼河倒虹吸更需设置通气孔。倒虹吸管身较长，为了能进人检修并保证管内不淤，管身需设置进人孔，在跨河最低管段设置冲沙放水孔。
在进行倒虹管压力管道设计时应注意以下几方面：1．倒虹管的线路设计时，要尽量避免和障碍物正交通过，要尽量缩短倒虹管的长度，并应符合与该障碍物相交的有关规定。2．倒虹管采用复线时，其中的水流用溢流堰自动控制，或用闸门控制。溢流堰和闸门设在进水井中，用以控制水流。当流量不大时，井中水位低于堰口，污水从小管中流至出水井；当流量大于小管的输水能力时，井中水位上升，管渠内水就溢过堰口，然后在大管里面流出来。3. 在河道地段的選择时，要根据实际情况，着地质较好的地段，不能因为水冲水等因素对其产生影响，埋设的深度最好尽量浅。4．金属管或钢筋混凝土管是比较常见的倒虹管，他们的管径一般在200mm以下，在确定倒虹管的水平长度时，应该根据交叉物的形状和以后的规划做科学合理的设计，在通过河底时，水平管的管顶一般距离河底不应小于1.0m，在通过航运航道时，与当地的航道部门协商是必不可少的，还应当设有相应的标志，在遇到河床变化时做相应的准备。5. 在穿过河道时，应该有两条以上的倒虹管最好，如果水量不能达到设计时的流速时，可以只用其中的一条。在小河或旱地等设置倒虹管时，可以只敷设一条工作管。如果穿过的物体是比较重要的建筑物时，应该至少设置三条，两条正常工作，还有一条作为备用。
倒虹吸压力管道与一般的管道比较起来，清通时会有更多的困难，所以在设计还有施工时要做好相应的措施来防止管内的垃圾淤积。在管路设计时可采用以下方法：1. 提高管路里的流速可以有效防止污水和我垃圾的堆积，流速一般设计在1.2～1.5M/S，最低最好不要低于0.9M/S，而且不能小于此段管路上面管路的流速，如果管路里的流速低于0.9M/S时，最好采取定期冲洗的方法，冲洗流速要高于1.2M/S。 2．为防止污泥在管内淤积，折管式倒虹管的下行、上行管与水平管的夹角一般不大于30º。3．在进水井或靠近进水井的上游管道的检查井底部设沉泥槽，直管式倒虹管的进出水井中也应设沉泥槽。4．为了方便检修，在进水井处应该设置事故排出口，如果检修倒虹管时，就可以使管里上游的废水直接在排出口排出。如果因为卫生等原因不好设置时。那就该设置管线。如果同时有2条以上的工作管线在同时工作的情况下，并且其中一条发生了故障，别的管线在提高水压线后不影响上游管道的正常的工作时，也可以不设备用管线。5. 如果在合流制的管道设置倒虹管的情况下，应按旱流污水量校核流速。污水在倒虹管内的流动是依靠上、下游管道中的水位差（进、出水井的水面高差）进行的，该高差用来克服污水流经倒虹管的阻力损失。
参考文献：
［1］《水电站建筑物》（水工设计手册7），水利电力出版社（1989），181-191。
［2］ 王致祥，梁志钊，孙国模，文启鼎。《管道应力分析与计算》，水利电力出版社（1983），67-81；
［3］《倒虹吸管》（灌区水工建筑物丛书），水利电力出版社（1983），253-256；