课件第七章水工隧洞.ppt

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1、第七章水工隧洞第七章水工隧洞第一节水工隧洞的类型、特点及工程布置第二节隧洞的进出口建筑物第三节隧洞洞身的形式及构造第四节圆形有压隧洞的衬砌计算第五节隧洞的喷锚衬砌第六节土石坝坝下埋管思考题第一节概述一、水工隧洞的类型(一)水工隧洞的作用水利工程中为输送水流而修建的隧洞,其主要作用有泄洪、发电引水、输水灌溉、排砂、导流等。刘家峡水电站由混凝土重力坝、黄土副坝、电站厂房及泄洪排沙等建筑物组成，是以发电为主，兼有防洪、防凌等作用的枢纽。由于河谷狭窄，导流及泄洪量大，除布置有开敞式河岸溢洪道外，还设有大断面的导流兼泄洪隧洞。其平面布置图见图9-1。布置水工隧洞时尽量一洞多用(二)水工隧洞的

2、类型1.按用途分类●泄洪隧洞●排砂隧洞●施工导流隧洞●放空隧洞●引水隧洞：发电、灌溉、供水、航运输水2.按受压状态分类●有压隧洞水力计算、管流计算●无压隧洞明渠流计算二、水工隧洞的工作特点（1）水力特点：深泄水孔：A泄水能力于H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。1/2（3）施工特点：隧洞一般断面小，洞线长，工序多，干扰大，

3、施工条件差，工期较长。三、水工隧洞的组成主要包括下列三部分：进口段洞身段出口段四、水工隧洞的选线（一）总体布置及线路选择1．总体布置(1)应根据枢纽的任务，对泄水建筑物进行总体规划。(2)在合理的选定洞线的基础上，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，底板高程及消能方式。（二）线路选择(1)隧洞得线路应尽量避开不利得地质构造，(2)洞线在平面上应力求短直，必须转弯时，弯道两端得直线段不宜小于5倍洞径，转角不宜大于60°(3)隧洞

4、应有一定的埋藏深度。(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。（三）闸门在隧洞中的布置泄水隧洞中一般布置工作闸门，检修闸门检修门：设在进口工作门：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

5、口：有压洞。(3)布置在洞身某一位置A由于各种原因，隧洞线路需要转弯，闸室应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。（四）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，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的布置困难。1．泄洪洞与导流洞合一布置常做成“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。2．泄洪洞与发电洞合

6、一布置布置型式：存在问题：1）岔尖处的水流流态复杂，容易产生不利负压和空蚀。2）泄洪时对发电不利。3．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，闸门不易开启第二节隧洞的进出口建筑物一、进口建筑物1.进口建筑物的型式进口建筑物位于隧洞的最前端，按其结构型式和布置方式可分为：竖井式、塔式、岸塔式和斜坡式等几种。（1）竖井式竖井式是指在隧洞进口附近的山体中开挖竖井，井壁衬砌，井内设置闸门，启闭设备及操作室布置于井顶。其优点是结构简单，抗震性好，稳定性高，不受风浪水的影响，工程量小，造价较低。其不足之处

7、是闸门前的进口段和洞身段检修不便。竖井式一般适用于隧洞进口段岩石坚硬完整的情况。第二节隧洞的进出口建筑物（2）塔式塔式进口是独立于隧洞的进口处的钢筋混凝土塔。闸门布置于塔底，启闭设备及操作室布于塔（内）顶，操作室与彼岸之间用工作桥连接。这种形式适用于岸坡较平缓，边坡岩石破碎，覆盖层厚，不宜采用靠岸进口的情况。其优点是：布置紧凑，闸门启闭较为方便可靠。不足之处是受风、浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差；工程造价高。塔式进口建筑物根据其结构形式的不同，可分为封闭式和框架