水工隧洞与坝下涵管共26页文档
水利工程管理——隧洞和涵管的管理(教案).docx
教学内容板书或旁注第一节日常养护（一）检查书上1-5（二）养护6・9第二节坝下涵管常见病害处理一、常见病害及产生原因（一）、管身断裂漏水常见原因有六个方面：1、2、3、4、5、6、（二）、水流流态不稳而引起的管身破坏及气蚀流态不稳的原因及产生的破坏1、操作不当2、设计不合理3、门槽形状，表面不平整（三）、出口消力池破坏破坏原因及现象二、病害处理（一）、涵管断裂漏水处理1、地基加固（1）管身上部填十不高，开挖坝身后处理。
（2）管内钻空灌浆2、表而贴补主要用环氧树脂贴补3、结构补强（1）灌浆（2）加套管或内衬（3）支撑或拉锚4、顶管法建新管（二）出口消力池的加固和修复1、增建第二级消力池适用条件2、增加海漫长度和抗冲能力。
第三节隧洞常见病害及处理一、隧洞常见病害及成因（一）隧洞洞身衬砌断裂破坏及漏水引起隧洞洞身衬彻断裂破坏的原因很多，主要有以卜•儿个方面。
（1）岩石变形或不均匀沉陷。
（2）施工质量差。
（3）水锤作用。
（4）其它原因。
（二）隧洞的气蚀与磨损1、隧洞产牛气蚀的主要原因如下。
（1）洞体局部体形不合流线。
由于体形不合流线，造成水流流线与边界分离，产生气蚀。
（2）闸门后洞壁有突出棱角，表面不平整。
广东省江河水库坝下输水管，进口处装有五孔转动闸门，水流进入洞身呈直角突变，再加上门后洞壁表面不平整，结果发生局部气蚀。
1974年检查，有人小蚀点56处，最深39cm o（3）门槽形状不好和闸门底缘不平顺。
当工作水头和流速很大时，水流通过闸门后，脉动加剧，易产生气蚀。
（4）管理运用不当。
2、隧洞的磨损也是常见的问题。
我国的多泥沙河流，高速含沙水流对隧洞的磨损是急待解决的问题。
水流中推移质泥沙和悬移质泥沙对隧洞均有磨损，但又有所不同。
悬移质泥沙磨损破坏过程缓慢，高速含沙水流通过隧洞边壁摩擦，产牛边壁剥离。
推移质泥沙是以滑动、滚动的方式在建筑物表面运行，除了摩擦作用外，还有冲击作用。
故推移质主要是冲击、碰撞作用对隧洞表而的破坏。
水工隧洞与坝下涵管
分缝及止水
3.灌浆
隧洞灌浆可分为回填灌浆和固结灌浆两种： （1）回填灌浆 回填灌浆是为了填充衬砌与围岩之间的空隙，使 衬砌与围岩紧密结合，以改善传力条件和减少渗 漏。 （2）固结灌浆 固结灌浆是为了加固岩石、提高围岩地整体性， 减小山岩压力，保证岩石的弹性抗力，减小地下 水对衬砌的压力＆减小渗漏。
2、有压隧洞洞身的断面主要为圆形。因为 有压隧洞的主要荷载为均匀内水压力，对 圆形断面而言，受力条件较好，且断面湿 周最少。当过水面积一定时，圆形断面较 其他形式的断面具有较大的过水能力。如 洞径和内外水压力都不大，为了施工方便， 也可采用无压隧洞常用的断面形式。
有压隧洞的断面尺寸，可根据给定的流量， 作用水头及纵剖面布置，通过水压力计算 几水工模型试验来确定 。有压隧洞的过流 能力按管流计算。为了保证洞内水流处于 有压流态，一般要求洞顶应有2m水头以上 的压力富裕值，流速越大，压力富裕值也 应加大。
4.排水
在无压隧洞中，当洞外水压力较大时，可 在洞内最高水面线以上通过衬砌设置排水 孔。 对于由外水压力控制衬砌设计的有压隧洞， 宜采取排水措施，通常在隧洞底部设置纵 向排水管。
7.3.3 出口段构造
隧洞的出口建筑物主要包括：渐变段、闸 室段和消能设施。 一般有压隧洞在出口处设闸室段，用以布 置闸门及启闭设备（如图），门前设渐变 段，出口之后为消能设施；无压隧洞的出 口处往往不设工作闸门而仅设门框，以防 洞脸及其上部岩石崩坍，洞身直接与消能 设施相连接（如图）。
第七章 水工隧洞与坝下涵管
7.3水工隧洞各组成部分的形式及构造
•
进口段
• 水工隧洞的组成
洞身段
•
出口段
7.3.1 进水口的形式及构造
一、进口建筑物的形式
水工隧洞与坝下涵管—认识坝下涵管
深孔式进水口
它的孔口设在上游坝面 坡脚处，其上设有转动门或 斜拉门，用钢丝绳与坝顶启 闭机相连。
深孔式进水口构造简 单、操作方便、造价低、启 闭力小，对于多泥沙河流以 及水头较高的情况不利。
闸阀式进水口
阀门既可安置在上游塔身或竖井中，也可设置在下游坝脚闸阀室内。
03
涵管管身的断面形状和构造
管身的断面形状和尺寸
线路选择及工程布置
1、涵管必须放在坚实可靠的地基上，最好是岩基。 对低坝尚可考虑放在密实、均质而稳定的土基上，不能放置在填土地基和坝身填土上。
2、涵管线路要短直、水流要顺畅。 需转弯时，弯道半径应不小于5倍管径，偏转角不能超过60°
3、涵管进口位置，应视运用要求而定。 引水灌溉时要与灌区同侧而且要满足灌溉所需要的高程；泄洪、排沙时应布置在河槽主 流部位，在满足泄洪流量的前提下宜高一些；用作导流和放空水库的涵管进口宜低一 些。同时，力争作到一条涵管可以完成几种功能的要求。
管身构造
为增加渗径，减小渗压和渗透坡降，防止沿管道外壁发生接触冲刷和集 中渗流，常沿涵管四周建造一凸起的环状腰带，这就叫截水环。其材料 可用浆砌石或混凝土，凸出高度约0.6～1.5m，顶厚为0.3～0.6m。
截水环
Байду номын сангаас
管身构造
涵衣
为了更有效的防止集中渗流，加强管身和填土 的结合，可在涵管四周铺一层l～2m厚的粘土用 作防渗，这就称作涵衣。对浆砌石涵管尤为重 要，因它还可阻止沿管身的横向渗透。
小结与思考
（1）什么是坝下涵管？ （2）坝下涵管的线路选择与工程布置应如何考虑？ （3）坝下涵管的进口型式有哪些？ （4）坝下涵管的断面型式？ （5）坝下涵管的构造有哪些？分别有什么作用？。
7.1第七章 水工隧洞与坝下涵管 第一节资料
水
2．进口段的组成及构造
工
进口段的组成包括：进水喇叭口、闸门室、通
建
气孔、平压管和渐变段等。 （1）进水喇叭口
筑
（2）通气孔
物
设在泄水隧洞进口或中部的闸门之后应设通气 孔，其作用是：
①在工作闸门各级开度下承担补气任务；
②检修时，在下放检修闸门后，放空洞内水流时补气
③检修完成后，向检修闸门和工作闸门之间充水时， 通气孔用以排气。
工
1．洞身断面形式及尺寸
建
（1）无压隧洞的断面形式及尺寸 无压隧洞多采用圆拱直墙形（城门洞）断面。
筑
无压隧洞的断面尺寸主要根据其泄流能力要
物
求及洞内水面线来确定。 （2）有压隧洞的断面形式及尺寸
有压隧洞由于内水压力较大，一般均采用圆 形断面。
有压隧洞的断面尺寸应根据泄流能力要求以 及沿程压坡线情况来确定。
物
内水压力等荷载。围岩压力与岩体承载能力的大 小，主要取决于地质条件。因此，应使隧洞尽量
避开软弱岩层和不利的地质构造。
第一节 水工隧洞概述
水 （二）水流特点
工
枢纽中的泄水隧洞，其进口深式泄水洞。
建
由于作用在隧洞上的水头较高，流速较大，如
筑
果隧洞在弯道、渐变段等处的体型不合适或衬砌表 面不平整，都可能出现气蚀而引起破坏，所以要求
第二节 水工隧洞的布置和构造
水 （2）塔式
工
塔式进口建
建
筑物是独立 于隧洞的进
筑
口处而不依
连。
构造布置见图
第二节 水工隧洞的布置和构造
水 （3）岸塔式
工
此种进口是
建
在开挖后洞 岩坡上的进
筑
塔。
水工隧洞与坝下涵管—水工隧洞洞身形式与构造
1、无压隧洞断面型式
（2）马蹄形 由三个不同半径的圆弧组成； 优点 受力条件好； 缺点 施工复杂； 适用 当岩石比较软弱破碎，洞壁坍塌严重，铅直山岩 压力及侧向山岩压力较大，且底部也存在山岩压力时， 可采用马蹄形断面形式。
1、无压隧洞断面型式
（3）圆形断面 当地质条件差，同时又有较大的外水压力时，可考虑采用圆形断 面。当采用掘进机开挖施工时，也可采用圆形断面。
平整衬砌
也称护面或抹平衬砌。采用砼、喷浆、砌石等，护面不承受荷载。 作用：减小糙率，防止渗漏，保护岩石不受风化。 适用：围岩条件较好，水头、流速较低的情况。 优点：造价低，施工方便。对无压洞，如岩石不易风化，可只衬护 过水部分。
衬砌的型式
预单应层力衬衬砌砌
适用：高水头有压隧洞。
组合衬砌
内层：钢板、钢筋网喷浆；外层：砼或钢筋砼。 顶拱：砼； 边墙和底板：浆砌石 。 顶拱：喷锚支护； 边墙和底板：砼或钢筋砼（无压洞）。 顶拱、边墙：先喷锚，再用砼或钢筋砼衬砌 。 适用：特别适用于自稳能力差、容易发生塌方的软弱破碎岩体中 开挖的隧洞。
03
衬砌的构造
衬砌的构造
施工缝（临时）
施工分块决定
1
分
沉降缝（永久）
缝
不均匀沉降
伸缩缝（永久） 干缩及温度应力
一缝 多用
衬砌的构造
回填灌浆： 填充衬砌与围岩之间的空隙
2
固结灌浆：
灌
加固固结围灌岩浆，：提高围岩整体性，减小山岩压力，保证岩石的弹
浆
性加抗固力围，岩减，小提地高下围水岩对的衬整砌体的性压力。
（2）有压隧洞的断面型式有哪些？
水工隧洞洞身衬砌
目 录
1 衬砌的概念及作用 2 衬砌的型式 3 衬砌的构造
水工建筑物第七章
3.岸塔式及斜坡式进水口 3.岸塔式及斜坡式进水口 岸塔式就 是将控制塔 斜靠在洞口 岩坡上；易 岩坡上； 满足稳定要 求，对岸坡 也起一定的 支撑作用。 支撑作用。
7.3.2 洞身断面型式及构造 一、洞身断面形式和尺寸 1.无压隧洞的断面型式和尺寸 1.无压隧洞的断面型式和尺寸 圆拱直墙形适用 于地质条件较好、 于地质条件较好、 垂直山岩压力较小 而无侧向山岩压力 的情况。 的情况。 当地质条件较差、 当地质条件较差、 侧向山岩压力较大 时，宜采用马蹄形 或蛋形断面。 或构造 1.衬砌的分缝和止水 1.衬砌的分缝和止水 变形缝是为防止不均匀沉陷而设置。 变形缝是为防止不均匀沉陷而设置。 其位置 应设于荷载 大小、 大小、断面 尺寸和地质 条件发生变 化之处。 化之处。
施工缝有纵向与横向两种。 施工缝有纵向与横向两种。横向施工缝 间距一般为6 12m； 间距一般为6—12m；纵向施工缝的位置及数 目则应根据结构型式及施工条件确定。 目则应根据结构型式及施工条件确定。
当地质条件差或地下水压力很大时， 当地质条件差或地下水压力很大时，也可 采用圆形断面。 采用圆形断面。 无压隧洞的断面尺寸应根据水力条件（ 无压隧洞的断面尺寸应根据水力条件（低 速水流或高速水流）确定。 速水流或高速水流）确定。考虑施工要求的最 小断面尺寸：高度≥1.8m，宽度≥1.5m； 小断面尺寸：高度≥1.8m，宽度≥1.5m；圆形 断面内径≥1.8m。 断面内径≥1.8m。 2.有压隧洞的断面型式和尺寸 2.有压隧洞的断面型式和尺寸 断面型式多为圆形， 断面型式多为圆形，当围岩坚硬且内水压 力不大时，也可采用更便于施工的非圆形断面。 力不大时，也可采用更便于施工的非圆形断面。 断面尺寸应根据水力计算确定。 断面尺寸应根据水力计算确定。
水工隧洞与坝下涵管讲义
洞室开挖后，引起应力重分布，导致围岩变形甚至崩塌，为此常
布置临时支护和永久性衬砌。
在运行期，承受较大内水压力的隧洞，要求围岩具有足够的厚度
和必要的衬砌。
第一节 概述
二、工作特点
3.施工特点
隧洞一般断面小，洞线长，工序多，干扰大，施工条件差，工期较长。
黄池沟
三河口 水利枢纽
第二节 水工隧洞的布置
一、水工隧洞的布置
2.线路选择
泄水隧洞的线路选择是设计中的关键，关系到工程造价、施工难易、工 期长短和运行可靠性等方面。
（1）隧洞的线路应尽量避开不利的地质构造、围岩可能不稳定及地下 水位高、渗流量丰富的地段，以减少作用于衬砌上的围岩压力和外水压力。
（2）在平面上应力求短、直，这样可以减少工程费用，方便施工、减 少水头损失。另外，进出口应使水流尽量平顺，且对其他建筑物无影响。
第二节 水工隧洞的布置
一、水工隧洞的布置
1.总体布置
（1）应根据枢纽承担的任务，对泄水建筑物进行总体规划，确定洞 线位置。
（2）在选定洞线的基础上，根据地形、地质、水流条件，选定进口 位置及型式，确定闸门在洞中的位置。
（3）确定纵坡i、横断面形状及尺寸。 （4）根据地形、地质、尾水位以及与其它建筑物间的相互关系等条 件确定出口位置、底板高程及消能方式。 （5）还应考虑临时占地、永久占地、植被破坏和恢复、施工污染、 运行期地下水位变化等对环境的影响和水土保持的要求。
第二节 水工隧洞的布置
二、闸门在隧洞中的布置
一般布置工作闸门、检修闸门两道门（或事故闸门）。 （1）检修闸门：一般设在进口，要求能在短期内挡水，在静水中启闭， 所有隧洞都应设检修闸门。 （2）事故闸门：位于检修门上游，用以在发生事故时快速关闭（快速 闸门）。要求在动水中关闭，静水中开启，一般大型工程中采用。 （3）事故检修门：具备检修闸门和事故闸门的特点，因此可在动水中 关闭，静水中开启。
水工隧洞与坝下涵管—水工隧洞的进出口建筑物
目 录
1 竖井式 2 塔式 3 岸塔式 4 斜坡式
01
竖井式
竖井式
在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井，井壁衬砌， 闸门设在井的底部，井的顶部布置启闭机械及操 纵室； 优点：结构简单，节省工作桥,不受风浪和冰的影 响，抗震及稳定性好； 缺点：竖井开挖困难，竖井前的隧洞段常处于水 下，检修不便。 适用：主要适用于河岸岩石坚固，开凿竖井无塌 方危险的情况。
检
修
工
闸
作
门
闸
门
04
通气孔
通气管
通气孔是向闸门后通气的一种孔道。其主要作用是补充被高速水流带走的空气 ，防止气蚀破坏和闸门的振动，同时在工作闸门和检修闸门之间充水时，通气 孔又兼作排气孔。因此，通气孔通常担负着补气、排气的双重任务。
05
出口建筑物组成
出口建筑物组成
隧洞出口建筑物主要包括渐变段、闸室段及消能设施 有压隧洞出口设工作闸门和启闭设施，闸门前为渐变段，出口之后为消能设施 无压隧洞出口仅设置门框，洞身段直接与下游消能设施相连 隧洞出口的消能方式与岸边溢洪道相似，常采用挑流消能和底流消能
02
塔式
塔式
独立于隧洞首部而不依靠岩坡的封闭式塔或框架式
框
塔，塔底装设闸门。一般在塔顶设操纵平台和启闭机
架 式
室，也有工程在塔内设油压启闭机。
塔
优点：独立悬臂结构，布置紧凑,闸门检修相对来说 方便。
缺点 ： 需另设工作桥，可能增加投资，需进行稳定验
封
算。
闭
式
塔
适用：进口处岸坡低缓,覆盖层较厚,山岩破碎,不宜开
凿竖井的情况。
03
岸塔式
岸塔式
靠在开挖后洞脸岩坡上的直立或倾斜的进水塔。 优点：稳定性比塔式好，造价比塔式省，施工方便 ，地形、地质条件许可时优先选用； 缺点：若倾斜,闸门也斜,启门力增加,不易靠自重关 闭闸门。 适用：进口处岩石坚固，岸坡较陡，可开挖成近于 直立的陡壁时。
水工隧洞与地下埋管
第七章水工隧洞与坝下埋管第一节概述一、水工隧洞得类型分类方法：按功用分、按受力状态分。
（一）按功用分：（1）泄洪（2）引水：发电、灌溉、供水；航运输水。
（3）排沙（4）放空水库（5）施工导流（二）按受压状态分：（1）有压：水力计算、管流计算在工程布置1受力情况（2）无压：明渠流计算运行条件上差别较大。
（同一条洞前段有压，后段无压）禁忌：明满流交替危害：（1）易引起振动、空蚀。
（2）影响泄流能力。
具体道一个工程，究竟采用有压或无压，应通过技术、经济比较后确定。
二、水工隧洞得工作特点（1）水力特点：深泄水孔：a 泄水能力于H1/2成正比。
B 进口位置低，能预泄。
C 承受得水头较高，易引起空化、空蚀。
D 水流脉动会引起闸门等振动。
E 出口单宽流量大，能量集中会造成下游冲刷。
（2）结构特点：a 洞室开挖后，引起应力重分布，导致围岩变形甚至崩塌，为此常布置临时支护和永久性衬砌。
B 承受较大得内水压力得隧洞，要求围岩具有足够得厚度和必要得衬砌。
（3）施工特点：隧洞一般断面小，洞线长，工序多，干扰大，施工条件差，工期较长。
三、水工隧洞得组成主要包括下列三部分：（1）进口段（2）洞身段（3）出口段四、水工隧洞得布置及线路选择（一）总体布置及线路选择1．总体布置（1）应根据枢纽得任务，对泄水建筑物进行总体规划。
（2）在合理得选定洞线得基础上，根据地形、地质、水流条件，选定进口得位置及进口结构形成，确定闸门在洞口中得位置。
（3）确定洞身纵坡及洞身断面形状及尺寸。
（4）根据地形、地质、尾水位等条件及建筑物之间得相互关系，选定出口得位置，底扳高程及消能方式。
（二）线路选择选线室设计中得一个至关重要得问题，它关系到工程造价、施工难易、工期长短和运行可靠性等方面。
（1）隧洞得线路应尽量避开不利得地质构造，围岩可能部稳定及地下水位高，渗流量丰富得地段，以减少作用于衬砌上得围岩压力和外水压力。
（2）洞线在平面上应力求短直，这样既可以减少工程费用，方便施工、减少水头损失，便于施工。
水工隧洞与坝下涵管—认识水工隧洞
03
“一洞多用”原则
“一洞多用”原则
泄水隧洞、排沙隧洞和放空隧洞结合。
发电引水尽可能与工农业给水结合。
发电洞与泄洪洞结合，采用主洞泄 洪、支洞发电；
或主洞发电、支洞泄洪（对泄洪机 遇很小的情况）。
龙抬头布置
小结与思考
（1）水工隧洞按作用如何划分？ （2）水工隧洞按工作条件如何划分？ （3）水工隧洞为什么要”一洞多用”？
水工隧洞的特点和作用
目 录
1
水工隧洞的概念
2 水工隧洞的特点
3
水工隧洞的作用
01
水工隧洞的概念
水工隧洞概念
水利工程中用来导流、泄洪、排沙、发电或灌溉、放空水库等需要的隧洞，称为 水工隧洞。
02
水工隧洞的特点
水工隧洞特点
（1）水工隧洞是一种地下结构，隧洞开 挖后改变了岩体原来的平衡状态，引起孔洞 附近应力重分布，岩体发生变形，严重的甚 至发生崩塌。
二滩20.5×25.5m2。
小结与思考
（1）什么叫水工隧洞？ （2）水工隧洞的特点有哪些； （3）水工隧洞的作用有哪些；
水工隧洞的类型
目 录
1
按作用划分”一洞多用“原则
01
按作用划分
按作用划分
(1)泄洪洞:宣多余泄洪水，保证枢纽安全。（三峡） (2)引水洞:引水发电、灌溉或供水。 (3)排沙洞:排放水库泥沙，延长水库的使用年限， 有利于水电站的正常运行。 (4)放空洞:在必要的情况下放空水库里的水，用于 人防或检修大坝。 (5)导流洞:在水利枢纽的建设施工期用来施工导流 。
隧洞中常需设置支护和永久性衬砌，以 确保隧洞施工期和运用期的安全。
水工隧洞特点
（2）与地面建筑物比较，隧洞的断面 尺寸小， 洞 线 长 ， 施工场地狭窄，施工干扰 较大。
水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算 下载
水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算下载【实用版】目录一、引言二、水工压力隧洞与坝下涵管结构概述1.定义及作用2.结构类型及特点三、应力计算方法1.弹性应力计算2.塑性应力计算3.疲劳应力计算四、应力计算的注意事项1.计算模型的建立2.边界条件的设定3.应力集中的处理五、结论正文一、引言水工压力隧洞与坝下涵管结构是水利工程中常见的两种结构形式，它们在水利工程中起着至关重要的作用。
水工压力隧洞主要用于输送压力水流，而坝下涵管结构则主要用于坝下排水。
为了确保这两种结构的安全运行，对其进行应力计算是非常必要的。
本文将对水工压力隧洞与坝下涵管结构的应力计算进行探讨。
二、水工压力隧洞与坝下涵管结构概述1.定义及作用水工压力隧洞是指在水工建筑物内，用于输送压力水流的封闭式管道。
其主要作用是将高压水流从一处输送到另一处，以满足水工工程的需求。
而坝下涵管结构是指大坝底部设置的用于排水的管道，通常用于排放水库中的多余水量，以保证大坝的安全运行。
2.结构类型及特点水工压力隧洞与坝下涵管结构在结构类型和特点上有所不同。
水工压力隧洞通常采用圆形或矩形断面，其特点是承受压力高、水流速度快。
而坝下涵管结构一般采用圆形断面，特点是承受压力较低、水流速度相对较慢。
三、应力计算方法在水工压力隧洞与坝下涵管结构的应力计算中，通常采用以下三种方法：1.弹性应力计算弹性应力计算是基于材料弹性范围内的应力分布规律进行计算。
其主要包括应力分布规律、应力集中处理等内容。
弹性应力计算适用于结构在弹性范围内的应力分析。
2.塑性应力计算塑性应力计算是基于材料在塑性范围内的应力分布规律进行计算。
其主要包括屈服强度、塑性应变等参数的计算。
塑性应力计算适用于结构在塑性范围内的应力分析。
3.疲劳应力计算疲劳应力计算是基于材料在循环载荷作用下的疲劳寿命进行计算。
其主要包括疲劳极限、疲劳系数等参数的计算。
疲劳应力计算适用于结构在循环载荷作用下的应力分析。
四、应力计算的注意事项在水工压力隧洞与坝下涵管结构的应力计算过程中，需要注意以下几点：1.计算模型的建立计算模型的建立是应力计算的基础，需要根据实际工程结构建立合适的计算模型。
《水工建筑物》第七章：水工隧洞的类型特点、布置构造、总体布置及坝下涵管
泄水隧洞常在出口外设置扩散段，使单宽 流量减小；常用的消能方式有挑流消能和底流 消能。底流式消能具有工作可靠，对下游水面 波动影响范围小的优点。
7.4 坝下涵管
当土石坝枢纽两岸地质条件或其他原因不 宜开挖隧洞时,可采用坝下设涵管的方法满足泄、 放水要求。
优点：结构简单、施工方便、造价较低。 缺点：如设计施工不良或运用管理不当， 极易影响土石坝的安全。 一般在软基上不得采用；对于高坝和多地 震区的坝，在岩基上也应尽量避免采用坝下涵 管。
进入21世纪以来，我国的水工隧洞有了更 快的发展，在建最长的水工隧洞为引黄入晋工 程的南干线7号洞，洞长42.9km。在南水北调工 程中尚有待建的长73km的隧洞（西线一期）。 以上两工程的隧洞总长将超过400km。
我国已建断面积最大的水工隧洞为龙滩右 岸导流洞，其最大开挖断面面积达596平方米 （24.88×26.15)，号称亚洲第一。
7.5.1涵管的类型和位置选择 1.坝下涵管的类型
按过流形态分： 无压涵管、有压 涵管、半有压涵 管。 按断面型式分： 圆形、圆拱直墙 形、箱形。
2.涵管的位置选择 （1）地质条件 应尽可能将涵管设在岩基上。 （2）地形条件 涵管应选在与进口高程相适应的位置。 （3）运用要求 引水灌溉的涵管，应布置与灌区同岸。 （4）管线宜直 涵管的轴线应为直线并与坝轴线垂直。
2.有压隧洞的断面型式和尺寸 断面型式多为圆形，当围岩坚硬且内水压 力不大时，也可采用更便于施工的非圆形断面。 断面尺寸应根据水力计算确定。
二、隧洞衬砌 1.衬砌的作用 承受荷载、保护围岩、减小隧洞表面糙率， 防止渗漏等。
英法海底隧道 拱楔块衬砌
总共用了72万块
2.衬砌的类型 （1）平整衬砌 当围岩坚固、内水压力不大时，用混凝土、 喷浆、砌石等做成平整的护面。 （2）混凝土、钢筋混凝土衬砌 当承受较大的荷载或围岩条件教差时，采用 钢筋混凝土衬砌。 （3）预应力衬砌 对混凝土或钢筋混凝土衬砌施加预压应力， 以抵消水压力产生的拉应力。
水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算 下载
很高兴能为您撰写关于水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算的文章。
这是一个非常专业和深度的主题，需要充分的研究和理解。
我会按照您的要求，从简到繁地探讨这个主题，同时共享我的个人观点和理解。
一、水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算1. 水工压力隧洞结构应力计算水工压力隧洞是指用于输水、排水、泄洪或发电等用途的隧洞工程。
在设计水工压力隧洞时，必须充分考虑结构的受力情况。
应力计算是非常重要的一部分，它涉及到材料的力学特性、水压力的作用、隧洞结构的稳定性等方面。
根据我查阅的资料和经验，水工压力隧洞结构应力计算需要考虑的因素包括但不限于隧洞的尺寸、材料的强度、水压力的大小和作用方式等。
2. 坝下涵管结构应力计算坝下涵管是指由水工坝的导流洞、泄洪洞、闸室等进入下游水渠的通道。
在设计坝下涵管时，结构的稳定性和安全性是首要考虑的因素。
应力计算是确保坝下涵管结构安全可靠的关键一步。
根据我对这个主题的理解，坝下涵管结构应力计算需要考虑的因素包括涵管的形状、材料的强度、水流压力的作用、地下水压力等。
二、水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算的深入探讨经过对水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算的全面评估，我发现这两个领域有着许多复杂的问题需要解决。
对于水工压力隧洞来说，需要考虑的涉及因素远不止上文提及的那些，还包括水工压力隧洞的布置、支护及排水等，每一项因素都对结构的应力计算有着直接的影响。
而对于坝下涵管结构应力计算来说，地质条件、水文条件的变化也是一个非常复杂的问题。
在实际设计中，针对不同的地质条件和水文条件，相应的计算方法和模型也需要做相应的调整。
总结：根据我个人的观点和理解，水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算是一个需要理论和实践相结合的领域。
在设计水工压力隧洞和坝下涵管时，不仅需要考虑结构的强度和稳定性，还需要考虑隧洞和涵管内部的水压力、地下水压力等因素。
只有在全面评估并合理计算这些因素后，才能设计出安全可靠的水工压力隧洞与坝下涵管结构。
7 水工隧洞与坝下涵管
第七章水工隧洞与坝下涵管第一节水工隧洞概述水工隧洞———在水利枢纽中为满足泄洪、灌溉、发电等各项任务在岩层中开凿而成的建筑物。
一、水工隧洞的特点（一）结构特点在岩层中开挖隧洞后，引起洞孔附近应力重新分布，岩体产生新的变形，严重的会导致岩石崩塌。
围岩除了产生作用在衬砌上的围岩压力以外，同时又具有承载能力，可以与衬砌共同承受内水压力等荷载。
围岩压力与岩体承载能力的大小，主要取决于地质条件。
因此，应使隧洞尽量避开软弱岩层和不利的地质构造。
（二）水流特点枢纽中的泄水隧洞，其进口深式泄水洞。
由于作用在隧洞上的水头较高，流速较大，如果隧洞在弯道、渐变段等处的体型不合适或衬砌表面不平整，都可能出现气蚀而引起破坏，所以要求隧洞体型设计得当、施工质量良好。
泄水隧洞的水流流速高、单宽流量大、能量集中，在出口处有较强的冲刷能力，必须采取有效的消能防冲措施。
（三）施工特点隧洞洞身断面小，施工场地狭窄，洞线长，施工作业工序多，干扰大，工期一般较长。
尤其是兼有导流任务的隧洞，其施工进度往往控制着整个工程的工期。
因此，加快施工进度是隧洞工程建设中需要引起足够的重视。
二、水工隧洞的类型1.按用途分类（1）泄洪洞：配合溢洪道宣泄洪水，保证安全。
（2）引水洞：引水发电、灌溉或供水。
（3）排沙洞：排放水库泥沙，延长水库的使用年限，有利于水电站的正常运行。
（4）放空洞：在必要的情况下放空水库。
（5）导流洞：在水利枢纽的施工期用来施工导流。
在设计水工隧洞时，应根据枢纽的规划任务，尽量考虑一洞多用，以降低工程造价。
如施工导流洞与永久隧洞相结合，枢纽中的泄洪、排沙、放空隧洞的结合等。
2.按洞内水流状态分类（1）有压洞：工作闸门布置在隧洞出口，洞身全断面被水流充满，隧洞内壁承受较大的内水压力。
（2）无压洞：工作闸门布置在隧洞的进口，水流没有充满全断面，有自由水面。
一般说来，隧洞可以设计成有压的，也可设计成无压的，也可设计成前段是有压的而后段是无压的。
7.2第七章 水工隧洞与坝下涵管 第二节
第三节 作用在水工隧洞衬砌上的荷载
水 工 建 筑 物
下图为地下水位线分布图
第三节 作用在水工隧洞衬砌上的荷载
水 工 建 筑 物
5.衬砌自重 衬砌自重是指沿隧洞轴1米长衬砌的重量。 衬砌单位面积上的自重强度g为： g=γhδ 式中：γh—衬砌材料的重度，kN/m3，（混凝土 γh＝24 kN/m3，钢筋混凝土γh=25 kN/m3.） δ—衬砌厚度，应考虑超挖回填的影响，m。
第三节 作用在水工隧洞衬砌上的荷载
水 工 建 筑 物
围岩的弹性抗力系数Ｋ，则与围岩岩性及开 挖洞径有关。在圆形有压隧洞的衬砌计算中，常 以隧洞开挖半径为１００cm时的单位弹性抗力系 数Ｋ０来表示围岩的抗力特性，则开挖半径为ｒ ｅ时的弹性抗力系数Ｋ为：
K 100 re K
式中： ｒｅ—隧洞实际开挖半径，cm； Ｋ ０ —开挖半径为100cm时的单位弹性抗 力系数，kＮ/cm３，可由表７-６查得。 无压隧洞的围岩抗力系数Ｋ可由表７-６查得。
第三节 作用在水工隧洞衬砌上的荷载
水 工 建 筑 物
2.弹性抗力 影响弹性抗力的因素主要是，围岩的岩性、 构造、强度及厚度，同时还必须保证衬砌与围岩 紧密结合。为有效地利用弹性抗力，常对围岩进 行灌浆加固并填实衬砌与围岩间的空隙。由于弹 性抗力对于衬砌是有利的，对弹性抗力的估算不 能过高。 围岩的弹性抗力ｐ０可由下式计算： p０＝Ｋδ 围岩的法向位移δ值，可根据衬砌的荷载（包 括弹性抗力在内），经计算求得。
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第三节 作用在水工隧洞衬砌上的荷载
水 工 建 筑 物
3.内水压力 内水压力是指作用在衬砌内壁上的水压力。 它是有压隧洞的主要荷载。 内水压力可分解为两部分：即均匀内水压力 和非均匀内水压力（无水头洞内满水压力）。 均匀内水压力是 由洞顶内壁以上的水头产生 的，计算式为： p１＝γｈ 非均匀内水压力是指洞内充满水，洞顶处水 压力为零，洞底处的水压力为２γｒ i 时的水压 力。计算式为：p２＝γｒi（１－cosθ） 非均匀内水压力的合力，方向向下，数值等 于单位洞长内的总水重。
水工建筑物之坝下涵管
水工建筑物之坝下涵管标签：在土石坝枢纽中，当由于两岸地质条件或其他原因，不易开挖隧洞时，可以采用在土石坝下埋设涵管的方式来满足泄水、引水的需求。
一、坝下涵管的特点与在山岩中开挖隧洞相比，坝下涵管不需要开山凿洞，结构简单、施工方便、工期较短、造价也低，因此在中、小型工程中使用较多。
同时，坝下涵管的进口通常在水下较深处，也是属于深式泄水或放水建筑物。
因此，其工作特点、工程布置、进出口的形式与构造等方面与水工隧洞均有相似之处。
但是，坝下涵管的管身埋设于土石坝坝下，穿坝而过，如设计施工不良或运用管理不当，极易影响土石坝的安全。
根据国内外土石坝失事资料的统计分析表明，坝下涵管的缺陷是引起土石坝失事的重要原因之一。
涵管的材料与土石坝的填土是两种性质差别较大的材料，如果两者结合不好，水库中的水就会沿管壁与填土之间接触面产生集中渗流，引起管外填土的渗透变形，特别当涵管由于坝基的不均匀沉陷或连接结构等方面原因，发生断裂、漏水时，后果更加严重，甚至导致坝体的失事。
因此在坝下涵管的设计、施工中必须采取适当的措施，做到管身与周围土体的紧密结合，加强管身的防渗处理，保证坝下涵管及坝体安全可靠运行。
对于高坝或多地震地区的坝，应尽量避免采用坝下涵管。
二、坝下涵管的位置选择坝下涵管的线路选择及工程布置的一般原则为经济合理、安全可靠、运行方便。
在进行坝下涵管的位置选择时，主要应考虑以下几个方面的问题。
1.地质条件应尽量将涵管设在岩基上。
如不可能时，对于坝高在10m以下的涵管也可设于压缩性小、均匀而密实的土基上，但必须有充分的技术论证。
涵管上部所受的外荷载沿管轴线方向变化较大，将可能产生不均匀沉陷，而引起管身断裂，因此，必须避免将管身部分设于岩基上、部分设于土基上，以防止因地基的不均匀沉降而使得管身断裂。
不得将涵管直接建在坝体填土中。
在进出口的位置，要注意山坡地质的稳定性，防止山坡塌方堵塞涵管。
2.地形条件涵管应布置在与进口高程相适应的位置，以免增加过多的挖方工程量。
水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算 下载
水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算下载水工压力隧洞与坝下涵管结构应力计算1. 前言在水利工程中，水工压力隧洞与坝下涵管结构的应力计算是非常重要的，它关系到工程结构的安全性和稳定性。
本文将针对这一主题展开讨论，从简单到复杂逐步深入，以全面评估这一问题，并撰写一篇有价值的文章。
2. 为什么需要进行应力计算水工压力隧洞与坝下涵管结构在运行中承受着巨大的水压力，因此需要进行应力计算，以确保结构的安全。
应力计算可以帮助我们了解结构在受力情况下的变形和应力分布，为设计提供依据，并规避一些潜在的安全隐患。
3. 应力计算的基本原理在进行应力计算时，我们需要考虑结构的材料性质、受力情况、几何形状等因素。
通过应力分析、受力分析和变形分析，我们可以计算出结构在受力状态下的应力分布和变形情况，从而评估结构的安全性。
4. 水工压力隧洞结构应力计算水工压力隧洞是一种受到水压力作用的地下隧道结构，其应力计算涉及到土压力、水压力和地下水压力的综合作用。
我们需要考虑隧洞的地质条件、水文地质条件、隧洞结构的几何形状等因素，通过有限元分析等方法，计算出隧洞结构在不同受力情况下的应力分布，并对其安全性进行评估。
5. 坝下涵管结构应力计算坝下涵管结构是一种受到水压力作用的水工结构，其应力计算需要考虑水压力、地下水压力以及结构自重等因素。
我们需要进行结构的受力分析和变形分析，计算出结构在受力状态下的应力分布和变形情况，从而评估结构的安全性。
6. 个人观点与理解在进行水工压力隧洞与坝下涵管结构的应力计算时，我认为需要充分考虑结构的复杂性和不确定性，结合实际工程经验和科学分析方法，不断优化计算模型，以确保计算结果的准确性和可靠性。
应力计算的过程也需要与工程实际紧密结合，及时调整和改进计算方案，确保工程结构的安全稳定。
7. 总结与回顾通过本文的讨论，我们对水工压力隧洞与坝下涵管结构的应力计算有了较为全面的了解。
我们从应力计算的基本原理开始，逐步深入探讨了水工压力隧洞和坝下涵管结构的应力计算方法，并分享了个人观点与理解。