石河子大学：《水工建筑物》课程教学资源（课件讲稿）第三章 水工隧洞

第三章 水工隧洞 §1概述 一、水工隧洞的类型 二、水工隧洞的工作特点 三、水工隧洞的组成

第三章 水工隧洞 §1 概 述 一、水工隧洞的类型 二、水工隧洞的工作特点 三、水工隧洞的组成

一、 水工隧洞的类型： 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

一、水工隧洞的类型： 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 在工程布置上受力情况差别较大 (2)无压： 明渠流计算 运行条件上（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。 具体到一个工程，究竟采用有压或无压，应 通过技术、经济比较后确定

（二）按受压状态分： （1）有压： 水力计算 、管流计算 在工程布置上受力情况差别较大 （2）无压： 明渠流计算 运行条件上（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。 具体到一个工程，究竟采用有压或无压，应 通过技术、经济比较后确定

二、水工隧洞的工作特点 (1)水力特点： 深式泄水孔： A泄水能力与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。 卫出口单宽流量大，能量集中会造成下游 冲刷

二、水工隧洞的工作特点 （1）水力特点： 深式泄水孔： A 泄水能力与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承受较大内水压力的隧洞，要求围岩具有 足够的厚度和必要的衬砌。 (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、水工隧洞的组成 进口段洞身段出口段

（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 承受较大内水压力的隧洞，要求围岩具有 足够的厚度和必要的衬砌。 （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、水工隧洞的组成 进口段 洞身段 出口段

§2水工隧洞的布置 及线路选择 二、 总体布置及线路选择 闸门在隧洞中的布置 三、 多用途隧洞的布置

§2 水工隧洞的布置 及线路选择 一、总体布置及线路选择 二、闸门在隧洞中的布置 三、多用途隧洞的布置

、 总体布置及线路选择 (1)应根据枢纽的任务，对泄水建筑物进行总体 规划。 (2)在合理定洞线的基础上，根据地形、地质、 水流条件，选定进口的位置及进口结构形成， 确定闸门在洞口中的位置。 (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 的相互关系，选定出口的位置，底板高程及 消能方式

一、总体布置及线路选择 （1）应根据枢纽的任务，对泄水建筑物进行总体 规划。 （2）在合理定洞线的基础上，根据地形、地质、 水流条件，选定进口的位置及进口结构形成， 确定闸门在洞口中的位置。 （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 的相互关系，选定出口的位置，底板高程及 消能方式

选线是设计中一个至关重要的问题，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。 选洞线的一般原则和要求为： (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)洞线在平面上应力求短直，这样既可以减少工程 费用，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倍洞径或洞宽，转角不宜大于60°， 弯道两端的直线段不宜小于5倍洞径（或洞宽)

选线是设计中一个至关重要的问题，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。 选洞线的一般原则和要求为： （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）洞线在平面上应力求短直，这样既可以减少工程 费用，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倍洞径或洞宽，转角不宜大于60o ， 弯道两端的直线段不宜小于5倍洞径（或洞宽）

(3)隧洞应有一定的埋藏深度。 (4) 隧洞的纵坡，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

（3）隧洞应有一定的埋藏深度。 （4）隧洞的纵坡，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)要考虑进出口与其它建筑物的关系： 如果水库所建的坝是土石坝，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： 出口方向要与下游的河道衔接顺畅，减轻对岸边 的冲刷

（6）要考虑进出口与其它建筑物的关系： 如果水库所建的坝是土石坝，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： 出口方向要与下游的河道衔接顺畅，减轻对岸边 的冲刷