水工隧洞的构造 (1).pptx

课程负责人：周安东

模块六：水工隧洞的认知与分析水工隧洞的构造主讲人：沈汉

水工隧洞的构造一进口段的构造二洞身段的构造三出口段的构造

一、进口段的构造水工隧洞进水口建筑物按其布置和结构形式不同，可分为竖井式、塔式、岸塔式和斜坡式4种。(一)竖井式竖井式进口是进口附近的岩体中开凿竖井。优点是结构比较简单，不需要工作桥，不受风浪和冰的影响，抗震性及稳定性好。构造布置如图所示。

一、进口段的构造（二）塔式塔式进口建筑物是独立于隧洞的进口处而不依靠山坡的塔，用工作桥与岸坡相连。其缺点是，受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。常用于岸坡岩石较差，覆盖层较薄，不宜修建靠岸进口建筑物的情况。构造布置如图所示。

（三）岸塔式一、进口段的构造此种进口是靠在开挖后洞脸岩坡上的进水塔。塔身可以是直立的或倾斜的。岸塔式的稳定性较塔式的好，不需工作桥。适用于岸坡较陡，岩体比较坚固稳定的情况。构造布置如图所示。

一、进口段的构造（四）斜坡式斜坡式进水口是在较完整的岩坡上进行平整、开挖、护砌而修建的一种进水。优点是，结构简单，施工、安装方便，稳定性好，工程量小。缺点是，由于闸门倾斜，闸门不易依靠自重下降。斜坡式进口一般只用于中、小型工程。构造布置如图所示。

二、洞身段的构造（一）无压隧洞的断面形式及尺寸无压隧洞多采用圆拱直墙形（城门洞）断面。如围岩条件较差还可以采用马蹄形断面。无压隧洞的断面尺寸主要根据其泄流能力要求及洞内水面线来确定。流速较低、通气良好的隧洞，要求水面以上净空不小于洞身断面面积的15%～25%，冲击波波峰高不应超过城门洞形断面的直墙范围。在确定隧洞断面尺寸时，还应考虑到洞内施工和检查维修等对最小尺寸的要求。（二）有压隧洞的断面形式及尺寸有压隧洞由于内水压力较大，一般均采用圆形断面。有压隧洞的断面尺寸应根据泄流能力要求以及沿程压坡线情况来确定。

二、洞身段的构造（三）隧洞衬砌为了水工隧洞安全、有效地运行，通常需要对隧洞进行村砌。衬砌的主要作用有：①阻止围岩变形的发展，保证围岩的稳定；②承受围岩压力、内水压力和其它荷载；③防止渗漏；④保护围岩免受水流、空气、温度、干湿变化等的冲蚀破坏作用；⑤平整围岩，减小表面糙率。

三、出口段的构造无压隧洞出口仅设有门框，其作用是防止洞脸及其以上岩石崩塌，并与扩散消能设施的两侧边墙相衔接。有压隧洞的出口常设有工作闸门及启闭机室，闸门前有渐变段，出口之后即为消能设施。泄水隧洞出口水流的特点是隧洞出口宽度小，单宽流量大，能量集中，所以常在出口处设置扩散段，使水流扩散，减小单宽流量，然后再以适当形式消能。泄水隧洞常用的消能方式有挑流消能和底流消能。

挑流消能三、出口段的构造当隧洞出口高程高于或接近下游水位，且地形地质条件允许时，采用扩散式挑流消能比较经济合理，因为它结构简单，施工方便，国内外泄洪、排沙隧洞广泛采用这种消能方式。底流消能当隧洞出口高程接近下游水位时，也可采用扩散式底流水跃消能。底流消能具有工作可靠、消能比较充分、对下游水面波动影响范围小的优点，但缺点是开挖量大、施工复杂、材料用量多、造价高。

未来职业岗位的应用水工隧洞的构造学习为我们同学们今后从事水工隧洞的设计和施工岗位上的工作打下基础。

课程小结本节课了解了水工隧洞进出口建筑物的型式、组成、构造;掌握水工隧洞洞身的断面型式及构造，明确水工隧洞衬砌的作用。

思考题结合本节课的学习内容，请大家思考一下水工隧洞进口建筑物的形式有哪些?各适用于什么情况?它们各自有什么特点?