第七章 水工隧洞与坝下涵管答案

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～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（×）

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

指洞内充满水，没有自由水面，断面形状一般为圆形的过水隧洞。

2．弹性抗力

当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，会受到围岩的抵抗，这个抵抗力称之为弹性抗力。

3．围岩压力

隧洞在岩体中开挖衬砌后，围岩的变形，滑移乃至坍塌趋势受到衬砌扼阻，此时围岩作用于衬砌的力称为围岩压力。

4．单位弹性抗力系数

隧洞开挖半径为100cm时的围岩抗力系数。

5．涵洞

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，采用在土石坝下埋社涵管的方式。

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？

答：竖井式：在隧洞进口附近岩体比较坚固完整。

塔式：岸坡岩石较差，覆盖层较薄，不宜修建靠岩进口建筑物

岸塔式：适于岸坡较陡，岩体比较坚固稳定的情况。

斜坡式：适于较完整的岩坡。

2．水工隧洞按用途如何分类？

答：泄洪洞：配合溢洪道宣泄洪水，保证枢纽安全。

引水洞：引水发电，灌溉或洪水。

排沙洞：排放水库泥沙，延长水库使用年限。

放空洞：在必要的情况下，放空水库，用于人防或检修大坝。

导流洞：在水利枢纽的建设施工期用来施工导流。

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。

答：内水压力——指作用在衬砌内壁上的水压力。

均匀：h P γ=1

γ——水的重度，3

/m k N 。 H ——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头，m 。

非均匀：)cos 1(2θγ-=P i r

i r ——衬砌内径，m 。

θ——计算点半径与洞顶半径的夹角。

4．水工隧洞衬砌的作用是什么？衬砌有哪些种类？

答：作用：①防止围岩变形，保证围岩的稳定。

②承受围岩压力，内水压力和其他荷载

③ 防止渗漏。

④保护围岩免受水流，空气，温度，干湿变化等冲蚀破坏作用。

⑤平整围岩，减小表面粗糙，增大过流能力。

类型：1）平整衬砌；2）单层衬砌；3）喷锚衬砌；4）组合式衬砌；5）预应力衬砌。

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。 答： )cos 1(21θγγ-+=P +P =P i h

1P ——均匀内水压力,2/m kN 。

1P 2P ——非均匀内水压力2/m kN 。

2P γ——水的重度,3/m kN 。

γi γ——衬砌内半径,m 。

h ——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头,m 。

6．坝下涵管与水工隧洞相比较各有什么特点？

答：坝下涵管属于深式泄水或放水建筑物，后者是地下建筑物。

前者结构简单，施工方便，工期较短，造价也低。

后者断面小，施工场地狭乍，工序多，干扰大，工期一般较长。

7．涵管管身的细部构造有哪些？各有什么作用？

答：1）伸缩缝：为适应地基变形，管身伸缩及施工要求，防止管身在温度变化时产生横向裂缝。

2）管座：防止地基不均匀沉降而导致管身断裂

3）截水环：防止集中渗流，在外围设置，以改变水流方向，增加渗径，减小渗流。

4）涵衣：防止集中渗流。

8．为什么说涵管上的土压力计算与施工方式有关？

答：管身上土压力的大小主要与填土高度，填土性质等因素有关，另外，还与基础的形成以及管道的埋设方式有关。因此，土压力的计算与施工方式有关。

9．什么是隧洞的空蚀破坏，如何避免？

答：由于高速水流的作用和隧洞边界不平整而引起洞内产生负压，进而破坏隧洞，隧洞中产生空蚀现象，具有很大的破坏力，初期只是表层的轻度剥蚀，如处理不及时，继续发展，可能蚀穿洞壁，影响正常运用。

措施：改善水流的边界条件，选用抗空蚀材料，控制闸门开度通气减蚀，掺气减蚀，加强施工质量控制。