水工隧洞

水工隧洞

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

第2节水工隧洞得布置及线路选择

一、总体布置及线路选择

（一）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。

必须转弯时，其直线半径不宜小于5倍得洞径或洞宽，转角不宜大于60o，

弯道两端得直线段不宜小于5倍洞径（或洞宽）

（3）隧洞应有一定得埋藏深度。

（4）隧洞感的纵坡，应根据水利条件运用要求、用途、上下游衔接、施工和检修等因素综合分析比较后确定。

（5）对于长隧洞，选择洞线时还应注意利用地形、地质条件、布置一些施工支洞、斜井、竖井，以增加工作面，加快施工进度。

（6）要考虑进出口于其它建筑物的关系：

如果水库所建的坝时土石坝，则进口应距离坝坡50M以上，出口应距离坝坡

100M以上，以免水流冲刷坝坡。

排沙洞，为了保证电站进水口免受泥沙淤积威胁，故排沙洞进口布置在靠近

电站进口的上游侧，高程比电站进水口低，以使电站进口在其拉沙漏斗范围

内。

泄水隧洞的出口方向要与下游的河道衔接顺畅，减轻对岸边的冲刷。

每一个初步方案均应用平面图和纵剖图来表示：

平面图表示出：地形、隧洞和其它建筑物的关系，进口位置、闸门位置、施工旁

洞、竖井、堆渣地点等。

纵剖面图表示出：地质构造、断层破碎带以及其它地质特点，以及进出口及闸门位置、底坡的坡率、洞底高程。

二、闸门在隧洞中的布置

泄水隧洞中一般布置工作闸门，检修闸门（或事故闸门）

1．检修门：设在进口

2．工作门：可以布置在进口、出口或隧洞中某一位置。

（1）布置在进口：一般为无压洞

也可以是有压洞。（平时利用闸门挡水，保持洞内无水）（2）布置在出口：有压洞。

（3）布置在洞身某一位置

A 由于地形、地质、施工和枢纽布置1的原因，隧洞线路需要转弯，闸门

室易布置在转弯段后的直线段上。

B 洞内某处较出口处的地质条件好，工作闸门布置在洞中，可以利用岩体

承受闸门传输的水动力。

三、多用途隧洞的布置

一洞多用，或临时任务与永久任务相结合

这样可减小工程量，降低造价，也可解决枢纽中单项工程过多造成布置1的困难。

（一）泄洪洞与导流洞合一布置

常作成“龙抬头”式，在进口之后用抛物线段、斜坡段、及反弧段与较低的洞身相连

接。

“龙抬头”式泄洪洞，一般式水头高，流速大，反弧及下游易遭空蚀破坏，为了避免空蚀，应做好体形设计，控制施工质量。限制不平跨度，并选用适当的掺气减蚀措施。（二）泄洪洞与发电洞合一布置

布置型式：

存在问题：

1．岔尖处的水流流态复杂，容易产生不利负压合空蚀。

2．泄洪时堆发电不利。

（三）泄洪洞与排沙洞合一布置

排沙洞进口高程低，在施工期可做导流洞用。

问题：1。闸门压力大，启闭困难。（洪水期开启，水头高）

2．泥沙堆积，闸门不易开启

第3节进口段

一、形式及计算要点

包括：进水喇叭口、闸门室、通气孔、平压管、渐变段等几部分。

（一）进水喇叭口

位置：在隧洞的首部

要求：①其体形与孔口水流的形态相适应，使水流平顺通过，而不致脱壁。

②避免产生不利的负压合空隙破坏。

③减少局部水头损失，以提高泄流能力。

体型：常采用矩形断面，顶板和边墙顺水流方向三面收缩，平底。喇叭口的顶板和边墙常采