第七章 水工隧洞与坝下涵管自测题
水工建筑物第七章隧洞(附答案)
第七章水工隧洞与坝下涵管答案一、填空题1.塔式；斜坡；塔式2.有压隧洞；无压隧洞；无压隧洞；流态3.衬砌；围岩；传力；渗漏4.涵衣5.圆拱直墙形6.圆形7.进出口高程；水力计算8.出口；动水；静水9.泄洪洞；引水洞10.分级卧管式；塔式；斜拉闸门式11.截水环12.挑流消能；底流消能；榨缝式挑流坎消能；洞中突扩散消能二、单项选择题1.关于隧洞选线，不正确说法有（ B ）。
A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。
B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。
C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。
D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。
2.工作闸门布置在（ D ）的为有压隧洞。
A、进口B、洞身C、中部 D、出口3.隧洞洞身的（ C ）为不受力衬砌。
A、喷锚衬砌B、预应力衬砌C、平整衬砌D、单层衬砌4.有压隧洞的出口断面面积应（ C ）洞身断面面积。
A、大于B、等于C、小于 D、无法确定5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（ B ）。
A、加固围岩，提高围岩的整体性B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密C、保证围岩的弹性抗力D、减小渗漏，减小外水压力6.弹性抗力的分布范围为（ B ）（考虑洞身的对称性）。
A、0～πB、π/4～πC、π/2～πD、3π/4～π三、判断题1.围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。
（×）2.无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。
（×）3.隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。
（√）4.回填灌浆的目的是加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力。
（×）5.当围岩厚度超过1.5倍开挖洞径时，才考虑弹性抗力。
（×）6.在均匀内水压力作用下，隧洞衬砌的外边缘应力是衬砌设计控制（×）7.当围岩完好，有压隧洞的洞径小于6米时，可只考虑内水压力。
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
a
第二节
隧洞的进出口建筑物
图7—9 喇叭口形状 （a）圆弧曲线 （b）椭圆曲线
第二节
隧洞的进出口建筑物
（3）平压管 为了减小检修闸门的启门力，通常在 检修闸门与工作闸门之间设臵平压管与水库相通（图 7-11），检修完毕后，首先在两道闸门中间充水，使 检修闸门前后的水压相同，保证检修闸门在静水中开 启。平压管直径主要根据充水时间，充水体积等确定。 当充水量不大时，也可以采用布臵在检修门上的短管， 充水时先提起门上的充水阀，待充满后再继续提升闸 门。
第一节
概述
（2）地形条件 1）隧洞的线路在平面上应力求短、直，以降低工程造 价和减小水头损失，并保持良好的水流条件。若受 限制而不能保持直线时，隧洞应以曲线连接，其曲 率半径不小于5倍的隧洞洞径（或洞宽），且转角不 宜大于60º 。弯道的两端应设直线连接，其长度不宜 小于5倍的洞径（或洞宽）。 2）洞线穿过沟谷时，应根据地形、地质、水文及施工 条件进行经济技术比较而定其线路。 3）隧洞的出口与下游河道的连接，应尽可能的使其衔 接畅顺，减少对河岸的冲刷。
第七章 水工隧洞与坝下埋管
第一节 概述
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 思 考 题
隧洞的进出口建筑物
隧洞洞身的形式及构造 圆形有压隧洞的衬砌计算 隧洞的喷锚衬砌 土石坝坝下埋管
第一节
概述
一、水工隧洞的类型 水工隧洞是在山体中开凿的一种泄水、放水建筑物， 其主要作用是渲泄洪水、引水发电或灌溉、供水、 航运输水、放空水库、排放水库泥沙以及水利枢纽 施工期导流。 水工隧洞按其担负的任务可分为：泄洪隧洞和放水隧 洞。按其工作时洞内的水流状态可分为：有压隧洞 和无压隧洞。一般从水库引水发电的水工隧洞是有 压的，而为泄洪、供水、排沙、导流等目的而设臵 的隧洞，可以是有压的，也可以是无压的。有压隧 洞运行时，其内壁承受一定的内水压力。无压洞内 水流具有自由水面，水面与洞顶保持一定的净空。
水工建筑物考试提要
水工建筑物：为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。
反滤层：反滤层是由2～3层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的具有滤土排水作用的材料，它是提高抗渗破坏能力、防止各类渗透变形特别是防止管涌的有效措施。
管涌：管涌是指土体中的细颗粒在渗流作用下从骨架孔隙通道流失的现象，它只发生在无粘性土中。
地下轮廓线：铺盖、板桩和闸底板等不透水部分与地基的接触线称为地下轮廓线。
高防低排：高防低排是闸基防渗布置的总原则，高防就是在闸底板上游侧布置防渗设施以延长渗径，减小渗透压力，降低渗透坡降；低排就是在闸底板下游一侧采取导渗措施，使渗流尽快安全的排走，防止渗透变形。
土石坝浸润线：浸润面与垂直于坝轴线剖面的交线水闸：一种利用闸门的启闭来调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，具有挡水和泄水的双重功能。
水闸地下轮廓线：不透水的铺盖、底板、板桩及部分消力池与地基的交界线。
主要建筑物：失事后对下游造成的影响较大，经济损失较严重的的水工建筑物流土：在上升渗流的作用下，土体表面隆起或颗粒群同时启动流失的现象流网：渗水的流线与等势线组成的网壮结构水利枢纽：为控制和支配综合利用水资源，几种不同类型的水工建筑物组合在一起的综合体。
河岸溢洪道：用于岸边，泄放水库当中多余的洪水的建筑物。
扬压力：扬压力是渗透压力和浮托力的总称。
，扬压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝体内或坝基面上形成的渗透力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成渗透压力：渗透压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。
浮托力：是由下游水深淹没坝体计算截面而产生的向上的压力。
土石坝：指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、碾压等方法堆砌成的挡水坝。
褥垫排水：在坝基面上平铺一层厚约0.4－0.5m的块石，用反滤层包裹，褥垫伸入至坝体内，排水向下游方向设有纵坡。
接触渗漏:是渗水从坝体与刚性建筑物接触面、坝体与坝基或岸坡的接触面通过，在坝后相应部位逸出的现象。
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？。
第七——九章水工隧洞与坝下涵管、渠系建筑物 、水利枢纽自测题及答案
第八章渠系建筑物自测题一、填空题1. 渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类：建筑物、建筑物、落差建筑物、建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。
2. 渠道系统，一般由级固定渠道所组成。
各自的作用不同，其中：渠为输水渠道，渠为配水渠道。
3. 渠道设计的任务，是在给定的设计流量之后，选择渠道的、确定渠道以及渠道。
4. 渠道的设计要求较多，如：①有足够的输水能力，以满足的需要；②有足够的水位，以满足的要求；③有适宜的流速，以满足的需要；等等。
5. 渠道纵断面设计，主要内容是确定六条线：即①地面高程线、②、③最高水位线、④、⑤最低水位线和⑥。
6. 有坝取水枢纽，是指河道水量、但水位、不能满足要求，或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。
7. 无坝引水枢纽中，引水角一般为300～500，引水角越小，水流条件越、冲刷越、渠首的布置也就越。
8. 渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由、和等部分组成。
9. 渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差，河道的岸坡，洪水流量的情况。
10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为：以及两大类。
11. 梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为：式、式和式三种形式。
12. 双悬臂式梁式渡槽，按照其悬臂的长度不同，可以分为式和式两种形式，其中式的跨中弯矩为零，底板受压，抗渗较为有利。
13. 拱式渡槽，根据主拱圈的结构形式（支撑结构特点），分为式渡槽、式渡槽和式渡槽。
14. 渡槽的水力计算方法是：当槽身长度L≥（15～20）（H为槽内水深），其流态属于流，流量公式为______ ______；当L＜（15～20）H时，其流量按公式计算。
15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时，一般按情况设计；横向结构计算时，一般沿方向取单位长度，按问题设计。
16. 梁式渡槽的支撑形式，有槽墩式、排架式两种。
对于后者，主要包括：、、A字形排架、和组合式排架等。
17. 渡槽的基础形式较多，按照结构和受力特点，一般分为、、以及沉井基础等。
水工建筑物——水工隧洞习题及答案
第七章1.什么叫水工隧洞？水工遂洞是在山体中开凿的一种水流通道。
2.水工隧洞有哪些用途？按水流状态划分有哪两类？泄水隧洞的工作特点是什么？水工隧洞作用有：①配合溢洪道泄放洪水，也可以作为主要的泄水建筑物。
②引水：发电、灌溉、供水。
③排放水库泥砂，延长水库寿命，有利于水电站正常运行。
④防空水库，以利建筑物检修。
⑤施工导流。
按水流状态，水工遂洞可分为：有压洞：引水发电的遂洞一般为有压洞。
无压洞：泄洪、排放水库泥砂、施工导流等用途的遂洞一般为无压洞。
水工隧洞工作特点：①运用条件：在水下工作，工作可靠性差，检修困难、闸门承受的水压力较大。
②水流条件：多为深水进口，高速水流易在洞内产生空蚀破坏，对体形设计要求高；单宽流量大，消能困难。
③结构方面：作为地下结构，开挖后破坏了原有的岩体平衡，引起应力重分布，使得洞内需要临时性支护、永久性衬砌保证围岩的稳定性。
④施工方面：工期长、场地狭窄、施工工序多。
施工进度往往影响整个工程工期。
⑤功能方面：运用灵活。
3.选择水工隧洞洞线的原则和要求是什么？布置及选线：遂洞路线选择是设计中的关键，它关系到遂洞的造价、施工的难易、工程进度、运行可靠性等方面的问题。
遂洞选线的原则和要求为：①遂洞路线应尽量避开不利的地质构造、围岩不稳定及地下水位较高的地段，以减小作用在遂洞衬砌上的围岩压力和外水压力。
②遂洞在平面上应力求短而直。
若必须转弯时，转弯半径不宜小于5倍的洞径或洞宽，转角不宜大于600，弯道两端的直线段也不宜小于5倍的洞径或洞宽。
③遂洞应有一定的埋深，有压遂洞的围岩厚度不应小于3倍的洞径或0.4倍的压力水头。
④遂洞的纵坡，应根据水力条件、运行要求、上下游衔接、施工和检修等因素综合比较确定。
⑤对于长遂洞，应利用地形地质条件，布置一些施工支洞、竖井、以便增加施工作业面，改善施工条件。
4.有压泄水洞对岩层覆盖厚度的要求是什么？有压遂洞的围岩厚度不应小于3倍的洞径或0.4倍的压力水头。
第七——九章水工隧洞与坝下涵管、渠系建筑物 、水利枢纽自测题及答案
第八章渠系建筑物自测题一、填空题1. 渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类：建筑物、建筑物、落差建筑物、建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。
2. 渠道系统，一般由级固定渠道所组成。
各自的作用不同，其中：渠为输水渠道，渠为配水渠道。
3. 渠道设计的任务，是在给定的设计流量之后，选择渠道的、确定渠道以及渠道。
4. 渠道的设计要求较多，如：①有足够的输水能力，以满足的需要；②有足够的水位，以满足的要求；③有适宜的流速，以满足的需要；等等。
5. 渠道纵断面设计，主要内容是确定六条线：即①地面高程线、②、③最高水位线、④、⑤最低水位线和⑥。
6. 有坝取水枢纽，是指河道水量、但水位、不能满足要求，或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。
7. 无坝引水枢纽中，引水角一般为300～500，引水角越小，水流条件越、冲刷越、渠首的布置也就越。
8. 渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由、和等部分组成。
9. 渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差，河道的岸坡，洪水流量的情况。
10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为：以及两大类。
11. 梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为：式、式和式三种形式。
12. 双悬臂式梁式渡槽，按照其悬臂的长度不同，可以分为式和式两种形式，其中式的跨中弯矩为零，底板受压，抗渗较为有利。
13. 拱式渡槽，根据主拱圈的结构形式（支撑结构特点），分为式渡槽、式渡槽和式渡槽。
14. 渡槽的水力计算方法是：当槽身长度L≥（15～20）（H为槽内水深），其流态属于流，流量公式为______ ______；当L＜（15～20）H时，其流量按公式计算。
15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时，一般按情况设计；横向结构计算时，一般沿方向取单位长度，按问题设计。
16. 梁式渡槽的支撑形式，有槽墩式、排架式两种。
对于后者，主要包括：、、A字形排架、和组合式排架等。
17. 渡槽的基础形式较多，按照结构和受力特点，一般分为、、以及沉井基础等。
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。
试题库--水工建筑物
第一章绪论自测题一、填空题1．我国人均水资源约为世界水资源的1/4 。
2．河道常用的防洪体系为拦下排，两岸分滞”。
3．水利工程按所承担的任务可分为河道整治与防洪工程、水力发电工程、供水和排水工程、航运工程、农田水利工程。
4．水工建筑物按用途可分为挡水建筑物；泄水建筑物；输水建筑物；取水建筑物；整治建筑物；专门建筑物。
5．水工建筑物按使用时间可分为永久性建筑物；临时性建筑物。
二、名词解释1．水利工程指对自然界的地表水和地下水进行控制和调配，以达到除害兴利的目的而修建的工程。
2．水利枢纽由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
3．水工建筑物为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。
三、判断题1．我国地大物博，河流众多，是一个水资源充沛的国家。
（×）2．我国的水资源分布情况大体是南涝北旱的局面。
（√）3．水工建筑物的级别越高所采用的洪水重现期越短。
（×）×四、简答题1．我国水资源分布的特点是什么？我国水资源由于地理位置和地形等原因有以下几个特点：①我国水资源总量丰富，但人均稀少：总量世界排行第六，人均占有量是世界人均占有量的1/4。
水能资源总量位居世界第一。
②水资源在时间、空间上分布不合理：大部分地区都有汛期和非汛期之分，汛期雨量大且集中。
在空间上南部东南部很大，北部西北部极少。
③与人口、耕地布局不相适应：2．水利工程按所承担的任务分为哪几类？①河道整治与防洪工程②农田水利工程③水利发电工程④供水和排水工程⑤航运工程3．水工建筑物的特点？①工作条件复杂：水压力浪压力冰压力地震动水压力渗流高速水流等对建筑物的稳定安全和耐久性影响较大。
②施工条件复杂：施工需要导流，进度紧，工期长，施工技术复杂，受气候影响大，排水施工难度大，交通运输困难等③对国民经济影响巨大：水利工程不但可以防洪、灌溉、发电、航运同时还可绿化环境，改良土壤，发展旅游等。
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。
水工复习题
第五章水闸自测题一、填空题1. 水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有和的作用，用以、，以满足水利事业的各种要求。
2. 水闸按所承担的任务分为闸、闸、闸、闸和闸。
3. 水闸由段段和段组成。
4. 水闸下游易出现的不利流态有和。
5. 消能设计的控制条件一般是上游水位高，闸门开启和单宽流量。
6. 底流消能设施有式、式、式三种形式。
7. 水闸防渗设计的原则是在高水位侧采用、、等防渗措施，在低水位侧设置设施。
8. 闸基渗流计算的方法有法、法和法。
10.直线比例法有法和法。
11.闸底板上、下游端一般设有齿墙，因为有利于，并。
12.闸墩的外形轮廓应满足过闸水流、小和大的要求。
13.工作桥的作用是，交通桥的作用是。
14.对于软弱粘性土和淤泥质土，应采用地基处理方法。
12. 如何确定水闸孔口的宽度和孔口高度？第五章水闸答案一、填空题1. 挡水；泄水；调节水位；控制流量2. 节制；进水；分洪；挡水；挡潮3. 上游联接；闸室段；下游联接4. 波状水跃；折冲水流5. 部分开启和单宽流量大。
6. 底流消能；挖深；消力槛；综合7. 铺盖；板桩；齿墙；排水8. 流网；改进阻力系数；直线比例9. 进出口；内部垂直；水平10.勃莱；莱因11.抗滑稳定；可延长渗径12.平顺；侧向收缩；过流能力13.为安装启闭机和便于工作人员操作；供人畜通行14.换土垫层二、单项选择题1. （ D ）闸孔形式结构简单、施工方便，但自由泄流时流量系数较小，易产生波状水跃。
A、驼峰堰型B、曲线堰型C、胸墙孔口型D、宽顶堰型2．验算水闸的过流能力时，计算的过流能力与设计流量的差值不得超过（ B ）。
A、±8%B、±5%C、±10%D、±3%3．底流消能是在水闸下游产生（ B ）水跃来进行消能的。
A、临界B、淹没C、远驱D、稳定4．混凝土铺盖与底板连接处设（ C ）止水效果较好。
A、沥青麻袋B、紫铜片C、柏油油毛毡D、塑料带5．对于密实的地基或岩基，采用（ D ）底板较合适。
07第七章引水建筑物qba
（二）渠道线路选择
（1）地形条件。
（2）地质条件。
（3）施工条件。
（4）管理要求。
（三）渠道的纵横断面设计
合理的渠道断面设计，一般应满足以下几方面具体要求： ①有足够的输水能力，以满足用户对用水水量的需要；②有 足够的水位，以满足自流灌溉的要求；③有适宜的渠道水流 流速，以满足渠道不冲、不淤或周期性冲淤平衡的要求；④ 有稳定的边坡，以保证渠道安全运用；⑤有合理的断面形式， 以减少渗漏等损失，提高水利用系数；⑥尽量满足综合利用 要求，做到一专多能；⑦尽量使工程量最少，以有效降低工 程总投资，发挥最大工程效益。
二、渡槽的型式及组成
1、渡槽的类型 按槽身断面形式分为U形槽、矩形槽、抛物
线形槽及圆管槽等。 按支承结构分为梁式渡槽、拱式渡槽、桁架
式渡槽、斜拉式渡槽、组合式渡槽等。
2、渡槽的组成 渡槽一般由进口段、出口段、槽身及支承结
构等部分组成。
三、渡槽的总体布置
（一）槽址选择 （1）应选择在地形、地质条件有利的地方。 （2）跨越河流的渡槽，槽址应稳定，水流顺直。 （3）便于泄水闸等建筑物的布置。 （4）施工、管理及应用方便。
第六节 倒虹吸管
一、倒虹吸管的特点和使用条件
倒虹吸管属于渠系交叉建筑物，是指设置在渠道与河 流、山沟、谷地、道路等相交叉处的压力管道。其特点是 两端与渠道相接，而中间向下弯曲。与渡槽相比，具有结 构简单、造价较低、施工方便等优点。但是，输水时水头 损失较大，运行管理不如渡槽方便。
5、排水
设置排水，可以降低作用在衬砌上的外水压力。
（三）出口段
有压隧洞出口，绝大多数设有工作闸门、启闭机室、 渐变段、消能设施等。
四、水工隧洞的衬砌计算
（一）荷载及其组合
国家开放大学电大水利水电工程建筑物作业4答案
国家开放大学电大水利水电工程建筑物作业4答案一、单项选择题试题1：水工隧洞的工作闸门是在（）。
标准答案1：动水中启、闭试题2：利用锚杆和喷混凝土加固围岩措施的属于（）。
标准答案2：锚喷衬砌试题3：有压隧洞常用的断面型式是（）。
标准答案3：圆形试题4：无压隧洞最常用的断面型式是（）。
标准答案4：圆拱直墙形试题5：以下关于隧洞选线的一般原则，说法合理的是（）。
标准答案5：隧洞线路应尽量避开不利的地质构造试题6：当渠道与山谷、河流、道路相交，为连接渠道而设置的过水桥，称为（）。
标准答案6：渡槽试题7：倒虹吸管水力计算是指在已确定的上游渠高程、水位、通过的流量和允许的水头损失等基础上，主要确定（）的计算。
标准答案7：倒虹吸管的断面尺寸试题8：直接从河道侧面引水，而不需修建拦河闸（坝），这种取水形式称为（）。
标准答案8：无坝取水试题9：根据弯道环流原理，无坝取水的取水口口应建在（）。
标准答案9：河岸较稳定的凹岸试题10：在填方渠道或交通道路下，设置输送渠水或排泄溪谷来水的交叉建筑物称为（）。
标准答案10：涵洞二、多项选择题试题11：水工隧洞一般由（）部分组成。
标准答案11：出口段; 洞身段; 进口段试题12：根据隧洞内的水流状态，可将水工隧洞分为（）。
标准答案12：有压隧洞; 无压隧洞试题13：按设置衬砌的目的，可将水工隧洞的衬砌分为（）。
标准答案13：受力衬砌; 平整衬砌试题14：水工隧洞衬砌的功用包括（）。
标准答案14：承受荷载; 保护围岩; 减小表面糙率; 加固围岩试题15：作用在无压水工隧洞衬砌上的主要荷载有（）。
标准答案15：外水压力; 围岩压力; 衬砌自重试题16：在泄水隧洞闸门之后应设通气孔，其作用是（）。
标准答案16：检修时关闭检修闸门之后放空洞内水流过程中用以补气，防止产生负压; 检修完成后，通过通气孔排气，以便向检修闸门和工作闸门之间充水; 承担补气任务，补气可以降低门后负压，稳定流态试题17：水工隧洞进水口按其布置及结构形式不同，可分为（）。
第7章水工隧洞与坝下涵管自测题
第七章水工隧洞与坝下涵管自测题一、填空题1。
水工隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为竖井式、__________式、岸塔式和___________式.其中___________受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。
2.水工隧洞按水流状态可分为________________、__________两种形式，___________更能适应地质条件较差的情况，但其_________复杂,所以应避免平面转弯.3。
回填灌浆是填充_______与_______之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善_______条件和减少_______。
4。
坝下涵管为了有效地防止集中渗流，在涵管1~2m的范围内用回填粘土做防渗层,这个防渗层称为。
5.无压隧洞多采用断面。
6.有压隧洞多采用断面。
7.水工隧洞的纵坡的确定，主要涉及到泄流能力、压力分布、过水断面大小、工程量等，有压隧洞的纵坡由确定，无压隧洞的纵坡由________________确定。
8。
有压洞的工作闸门通常布置在隧洞的，工作闸门要求常在中启闭，检修闸门常在中启闭。
9。
水工隧洞按用途可分为、、排沙洞、放空洞、导流洞口等。
10。
坝下涵管的进口建筑物形式有、、 .11.为防止坝下涵管产生集中渗流，常将涵管的管壁外围局部加厚，称为。
12。
水工隧洞出口消能方式有、、、。
二、单项选择题1．关于隧洞选线，不正确说法有（ )。
A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。
B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直.C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径.D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。
2．工作闸门布置在（）的为有压隧洞.A、进口B、洞身C、中部D、出口3.隧洞洞身的（）为不受力衬砌。
A、喷锚衬砌B、预应力衬砌C、平整衬砌D、单层衬砌4。
有压隧洞的出口断面面积应( ）洞身断面面积。
A、大于B、等于C、小于D、无法确定5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（ ).A、加固围岩，提高围岩的整体性B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密C、保证围岩的弹性抗力D、减小渗漏，减小外水压力6.弹性抗力的分布范围为（）（考虑洞身的对称性）。
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。
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。
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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。
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第七章水工隧洞与坝下涵管自测题
一、填空题
1.水工隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为竖井式、__________式、岸塔式和___________式。
其中___________受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。
2.水工隧洞按水流状态可分为________________、__________两种形式，___________更能适应地质条件较差的情况，但其_________复杂，所以应避免平面转弯。
3.回填灌浆是填充_______与_______之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善_______条件和减少_______。
4.坝下涵管为了有效地防止集中渗流，在涵管1~2m的范围内用回填粘土做防渗层，这个防渗层称为。
5.无压隧洞多采用断面。
6.有压隧洞多采用断面。
7.水工隧洞的纵坡的确定，主要涉及到泄流能力、压力分布、过水断面大小、工程量等，有压隧洞的纵坡由确定，无压隧洞的纵坡由________________确定。
8.有压洞的工作闸门通常布置在隧洞的，工作闸门要求常在中启闭，检修闸门常在中启闭。
9.水工隧洞按用途可分为、、排沙洞、放空洞、导流洞口等。
10.坝下涵管的进口建筑物形式有、、。
11.为防止坝下涵管产生集中渗流，常将涵管的管壁外围局部加厚，称为。
12.水工隧洞出口消能方式有、、、。
二、单项选择题
1．关于隧洞选线，不正确说法有（）。
A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。
B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。
C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。
D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。
2．工作闸门布置在（）的为有压隧洞。
A、进口
B、洞身
C、中部
D、出口
3.隧洞洞身的（）为不受力衬砌。
A、喷锚衬砌
B、预应力衬砌
C、平整衬砌
D、单层衬砌
4.有压隧洞的出口断面面积应（）洞身断面面积。
A、大于
B、等于
C、小于
D、无法确定
5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（）。
A、加固围岩，提高围岩的整体性
B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密
C、保证围岩的弹性抗力
D、减小渗漏，减小外水压力
6.弹性抗力的分布范围为（）（考虑洞身的对称性）。
A、0～π
B、π/4～π
C、π/2～π
D、3π/4～π
三、判断题
1．围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。
（）
2．无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。
（）
3．隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。
（）
4．回填灌浆的目的是加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力。
（）
5．当围岩厚度超过1.5倍开挖洞径时，才考虑弹性抗力。
（）
6．在均匀内水压力作用下，隧洞衬砌的外边缘应力是衬砌设计控制条件。
（）
7．当围岩完好，有压隧洞的洞径小于6米时，可只考虑内水压力。
（）
四、名词解释
1.有压隧洞
2.弹性抗力
3.围岩压力
4.单位弹性抗力系数
5.涵洞
五．简答题
1.水工隧洞进口建筑物的形式有哪些？各适用于什么情况？
2.水工隧洞按用途如何分类？
3.什么叫隧洞的内水压力？分别写出圆形隧洞所受的均匀内水压力强度和非均匀内水压力强度计算公式并指出公式中字母的含义并画出分布图形。
4.水工隧洞衬砌的作用是什么？衬砌有哪些种类？
5.有压隧洞内水压力如何计算？写出计算公式并指出其中字母的含义。
6.坝下涵管与水工隧洞相比较各有什么特点？
7.涵管管身的细部构造有哪些？各有什么作用？
8.为什么说涵管上的土压力计算与施工方式有关？
9.什么是隧洞的空蚀破坏，如何避免？。