设置于地面或地下用以输送渠道水流穿过河流、溪谷、洼地、道路或另一渠道的压力管道式交叉建筑物。渠水在上下游水位差的作用下由上游渠道通过倒虹吸管流向下游渠道（图 1）。倒虹吸管的材料有木材、浆砌石、素混凝土、钢丝网水泥、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土及钢材等，根据水头、管径大小和材料供应情况选用，广泛采用的是后三种。已经采用的预应力钢筋混凝土管，承压水头可达100～200米。

倒虹吸管由进口段、管身段及出口段三部分组成，其总体布置需结合地形、地质、施工、水流条件、交通情况以及洪水影响等因素通过分析比较选定。通常要求管路和它所通过的水道或道路成正交，以缩短管路长度。管身及进出口宜布置在地质稳定的挖方地段。为了减少开挖工程量，管身一般沿地面布置，但管坡不宜过陡，使管身及镇墩较易维持稳定，并便于施工。根据管路埋设情况及承压水头大小，倒虹吸管可采用下列几种布置型式：

图1 沿地面敷设的爬地式倒虹吸管

图2 斜管式倒虹吸管

斜管式倒虹吸管 当倒虹吸管穿过渠道或河流，两者高差不大且两岸坡度平缓时，可使用中间水平、两端倾斜的斜管式倒虹吸管（图 2）。这种型式的倒虹吸管多用于平原及丘陵地区。

竖井式倒虹吸管 当倒虹吸管穿越交通道路或穿越另一渠道时，因受两岸地形限制、将管的两端作成竖井，成为竖井式倒虹吸管（图3）。井底一般设集沙坑，以便沉积并清除淤沙及修理水平管段时排水之用；井顶上设盖板，以防人畜跌入井内。当管道穿越公路时，为了改善管身受力条件，管顶常埋于路面以下1米左右。竖井式不如斜管式水流顺畅，水头损失大，但施工比较容易，常用于管内流量小、水头小、岸坡陡峻的情况。

图3 竖井式倒虹吸管

爬地式倒虹吸管 当管道穿过河谷或山洪沟且高差较大时，管路沿地面坡度起伏爬行铺设，称为爬地式倒虹吸管。如图1所示，有些部分应埋设于地面下，另一些部分可露天铺设。管轴线呈折线形，在弯折处设置镇墩，以稳定岸坡斜管。这种布置型式土石方工程量省，但镇墩数量较多，适用于水头大、地形高差大的山区或丘陵地区。

桥式倒虹吸管 当倒虹吸管穿过深切河谷及山洪沟时，为了避免在深槽中设管的困难，降低管中段的压力水头，缩短管道长度和减小管路中的沿程损失，可在深槽部分建桥，在其上铺设管道，成为桥式倒虹吸管。图4为拱式桥，也可采用梁式桥。

倒虹吸管的结构布置，应达到水力条件良好，运行可靠，并满足稳定、防渗、防淤及过水能力等要求。

进口段结构布置 进口段包括渐变段、进水口、拦污栅、闸门、挡水墙及沉沙池等。进口渐变段与渠道平顺连接以减小水头损失。对含沙量多的渠道，为了防止粗粒泥沙摩损和淤积管道，可在进口前设置沉沙池。进水口应满足倒虹吸管在通过不同流量时，管道水流与渐变段水流都能平顺衔接，常采用图5所示布置型式，进口做成喇叭形，进口管段与管身以弯道连接。小型倒虹吸管进口可直接将管口段插入挡水墙内（图4）。通过小流量时，进口管段内可能产生水面跌落，使管身发生震动和气蚀。为此，可在进口前设消力池（图 5）或在进口挡水墙下游侧设通气孔（图 6）以改善水流条件。拦污栅布置在进水口前，以防飘浮物吸入管内堵塞管道，但应防止飘浮物堵塞拦污栅而产生渠水浸溢事故。拦污栅后（或前）一般要设置闸门，以便进行管道检修和清淤工作（图5）。挡水墙一般为重力式，多采用浆砌石或素混凝土建造，墙身应砌筑在坚实的地基上，以免发生不均匀沉陷而导致漏水引起塌坡事故。

图4 桥式倒虹吸管

图5 倒虹吸管进出口布置

图6 通气孔布置

出口段结构布置与进 口段基本相同（图 5）。单管可不设闸门，多管应设闸门以便按流量控制运行的管数。出口段可设置消力池，主要用以调整出口水流的流速分布，特别是多管倒虹吸进行单管运行时，用消力池整流更为必要。对于小流量倒虹吸管，出水口可用梯形断面直接与下游渠道连接；大、中流量倒虹吸管，出口应设置渐变段，其长度应大于进口渐变段。

管身结构布置 管身断面型式可以是圆形、矩形或城门洞形。圆管受力条件较好，常用于大、中水头的倒虹吸管。根据过水流量大小、运用要求及经济比较，可以设计成单管、双管或多管。为了适应地基不均匀沉陷及混凝土收缩变形，管身应设变形缝，缝中设止水。缝的间距根据地质、施工方法和气候条件决定。为了保证倒虹吸管内不被泥沙淤积，除在进口前设置沉淀粗颗粒的沉沙池外，还应在管段上或镇墩内设置冲沙放水孔，以便冲洗管内淤沙和放空管内积水进行检修。冲沙孔的底部高程一般与河道枯水位齐平，如河道枯水期断流，可将冲沙放水孔设在管段下游最低的镇墩中。在倒虹吸管管路变坡和转弯的地方应设置镇墩（图 1）。其作用是连接和固定两侧管道。管道沿地面露天敷设时，开挖工程量小，发生问题容易检修。但露天管在气温影响下，内外管壁将产生较大温差，从而引起较大温度应力。为了克服这一缺点，大多数倒虹吸管均埋设于地下。根据观测研究，管身埋于地下对减小内外管壁温差作用较显著，但当埋深在0.8米以下时，减小内外管壁温差的作用增加缓慢。两岸管道通过耕地时，管顶应埋于耕作层以下；在冰冻地区，管顶应布置在冰冻层以下；管道穿过河沟时，管顶应置于冲刷线以下。

水力设计 通常是在已知上下游渠道的断面型式、尺寸、渠底高程、水位以及需要通过的流量等条件下，要求确定倒虹吸管的管数、断面尺寸、水头损失及进出口水面衔接。关键是合理选择管内流速。管内流速过大，会增加水头损失，降低下游水位，从而减小自流灌溉面积；流速过小，管径将加大，且易产生淤积。因此，在渠系规划布置时就应合理给定倒虹吸管的允许水头损失值（即上下游渠道的水位差）。设计时，先根据总体布置方案、设计流量及运用要求等选定管内流速，再计算管的断面积并选定管数，然后计算通过设计流量时的总水头损失值。如算出的水头损失不能满足规划要求时，则调整管的断面尺寸和流速，直到满足要求为止。然后再校核小流量时管内流速是否满足不淤要求，并检验进口水流的衔接条件，采取相应的布置措施。此外，还需校核加大流量时的进口壅水高度，以便确定挡水墙顶及上游渠顶高程。