《水工建筑物第七章》ppt课件

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1、水工建筑物第7章第7章水工隧洞与坝下涵管定义：在蓄水枢纽中，为了灌溉、发电、城镇供水、泄洪、排沙、放空水库以及施工导流等目的而穿山凿石、修建在岩层之中或埋设在土石坝坝体下面的取水及泄水建筑物。小资料：我国水工隧洞发展概况截止20世纪末，我国已建成水工隧洞的总长超过500km，其中5km以上的有41条。较典型的有四川太平驿水电站的有压引水隧洞，长10.6km，直径9m（开挖直径10m），于90年代初兴建。此外还有贵州南盘江上兴建的天生桥二级水电站的三条引水洞，总长30km，直径8.7～9.8m（开挖直径10.8m），并在国内首次使用全断面掘进机开挖（

2、美国引进）。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。三峡地下厂房引水洞隔河岩水电站导流洞7.1水工隧洞的类型和工作特点7.1.1水工隧洞的类型引水洞————引水发电泄洪洞————宣泄洪水导流洞————施工期导流输水洞————输送生活、生产用水其他：排砂洞等按工作时水

3、力条件分：有压隧洞、无压隧洞在水工隧洞设计时，为节省工程投资，可采用“临时变永久”或“二洞合一”等型式。临时改永久布置二洞合一布置7.1.2水工隧洞的特点（1）水流特点：高速水流的隧洞，设计时如考虑不周，极易产生空蚀破坏。（2）结构特点：隧洞开挖改变了围岩的应力平衡状态，常需设置临时支护和永久衬砌。（3）施工特点：开挖、衬砌的工作面小，洞线长、工序多、干扰大，工期长。7.2水工隧洞的选线与总体布置7.2.1隧洞选线一般原则：（1）尽量避开地质条件不良地段。（2）力求洞线短、水流平顺。（3）进出口位置合适。（4）洞顶以上和傍山隧洞岸边一侧的岩体应有足

4、够的围岩厚度，以保证围岩稳定。（5）应兼顾施工方便。7.2.2水工隧洞的布置一、总体布置（1）拟定进口的位置、高程；（2）确定闸门在隧洞中的布置；（3）确定洞身的纵向底坡和横断面的形状及尺寸；（4）确定出口位置和底板高程，选用合理的消能方式。二、闸门在隧洞中的位置工作闸门—应能在动水中启闭，可设在进口、出口或任一适宜位置。检修闸门—应能在动水中关闭，静水中开启，设在隧洞进口。事故闸门—同检修闸门。无压隧洞一般将闸门设置在隧洞进口处，进水口分为表孔溢流式、和深孔式。（1）表孔溢流式多属于龙抬头的布置形式（2）深孔式进水口也可采用无压泄水隧洞有压隧洞一

5、般将工作闸门设置在出口处，有些隧洞将工作闸门布置在洞内，工作闸门前为有压洞段，工作闸门后为无压洞段。7.3水工隧洞各组成部分的形式及构造7.3.1进水口的形式及构造一、进水口高程的确定主要根据其担负的任务确定，发电有压隧洞的进水口，应保证在上游最低运行水位以下有足够的淹没深度，以免产生贯通式旋涡，引起振动，降低水轮机出力。淹没深度经验公式：S的最小值不得小于1m。二、深孔式进水口建筑物的形式1.竖井式进水口适于岩体完整、稳定、坚固的岸坡。2.塔式进水口适于岸坡较缓或地质情况较差的岸坡。塔的型式有封闭式和框架式。塔独立于岸坡用钢筋混凝土建造；通过工作

6、桥与岸边或坝顶相联系。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；易满足稳定要求，对岸坡也起一定的支撑作用。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圆拱直墙形适用于地质条件较好、垂直山岩压力较小而无侧向山岩压力的情况。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。当地质条件差或地下水压力很大时，也可采用圆形断面。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。考虑施工要求的最小断面尺寸：高度≥1.8m，宽度≥1.5m；圆形断面内径≥1.8m。2.有压隧洞的断面型式和尺寸

7、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。（4）喷锚支护指利用锚杆和喷混凝土进行围岩加固的总称。锚杆支护的作用：(a)悬

8、吊作用；(b)组合作用；(c)固结作用隧洞喷锚支护喷混凝土衬砌的主要作用：使围岩结成整体，缓和应力集中，保护岩体表面。一般