水工隧洞的布置 (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布置主讲人：沈汉

水工隧洞的布置一、水工隧洞的线路选择原则（一）地质条件（二）地形条件（三）水流条件（四）施工条件二、水工隧洞的工程布置（一）进、出口布置（二）闸门位置布置（三）隧洞的纵坡选择

一、水工隧洞的线路选择原则隧洞的路线选择关系到工程造价、施工难易、工程进度、运行可靠性等方面。影响隧洞线路选择的因素很多，如地质、地形、施工条件等。隧洞的线路选择主要考虑以下几个方面的因素：地质条件地形条件施工条件水流条件

一、水工隧洞的线路选择原则(一)地质条件隧洞路线应选在地质构造简单、岩体完整稳定、岩石坚硬的地区，尽量避开不利的地质构造，要尽量避开地下水位高、渗水严重的地段。洞线要与岩层、构造断裂面及主要软弱带走向有较大的交角，对胶结紧密的厚岩层走向，其夹角不宜小于30°，对薄层以及层间连接较弱，其夹角不小于45°。

一、水工隧洞的线路选择原则（二）地形条件隧洞的路线在平面上应尽量短而直。如因地形、地质、枢纽布置等原因需要转弯时，对于低流速的隧洞弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽，转弯转角不宜大于60°，弯道两端的直线段长度也不宜小于5倍的洞径或洞宽。高流速的隧洞应避免设置曲线段。隧洞的进口应力求水流顺畅，减少水头损失。水流应与下游河道平顺衔接，与土石坝下游坝脚及其建筑物保持足够距离，防止出现冲刷。（三）水流条件

（四）施工条件一、水工隧洞的线路选择原则洞线选择应考虑施工出渣通道及施工场地布置问题。对于长隧洞，还应注意利用地形、地质条件布置施工支洞、斜洞、竖井，增加总工作面，加快施工进度。此外，洞线选择应满足枢纽总体布置和运行要求，避免在隧洞施工和运行中对其它建筑物产生干扰。

二、水工隧洞的工程布置水工隧洞的工程布置主要包括：进、出口和闸门及纵坡选择与布置。（一）进、出口布置（1）隧洞的进口高程应根据隧洞的用途及实际运用要求来加以确定。发电引水隧洞的进口，顶部高程应在水库最低工作水位以下0.5～1.0m，底部应高出水库淤沙高程最少1.0m以上。灌溉隧洞的进口高程应保证在水库最低工作水位时，能引入设计流量，应满足引水高程的要求，并应与下游灌区布置在同一侧。排沙洞应设置在需要排沙的发电、灌溉引水洞进口附近，其高程宜较低。

二、水工隧洞的工程布置用于放空水库和施工导流的隧洞进口高程一般都较低。进口的进水方式有表孔溢流式和深水进口式两种。前者的进口布置方式与岸边溢洪道相似，只是用隧洞代替了泄槽，泄水时，洞内为无压流。具体布置见下图。深式进水口的隧洞，可以是无压的或有压的。这种布置形式与重力坝上的泄水孔布置形式相似。

二、水工隧洞的工程布置（2）隧洞的出口布置应保证水流下泄安全，出流平稳。对于有压隧洞，出口断面面积应小于洞身断面积，以保持洞内有较大的正压。出口的断面积宜收缩为洞身断面的80%～90%，收缩方式采用洞顶压坡的形式。隧洞的出口应通过技术经济比较选择消能防冲方式。对于高流速、高水头、大流量的泄水隧洞，常为挑流消能。

二、水工隧洞的工程布置（二）闸门位置布置检修闸门设置在隧洞进口，一般要求在静水中启闭。工作闸门用来调节流量和封闭孔口，要求能在动水中启闭。无压洞的工作闸门布置在进口。为保证门后洞内无压流的流态，门后洞顶应高出洞内水面一定高度，并向门后通气。有压洞的工作闸门布置在出口。洞内始终为有压流，水流流态稳定。具体布置见下图。

二、水工隧洞的工程布置（三）隧洞的纵坡选择有压洞的纵坡主要取决于进出口高程，要求全线洞顶保持不小于2m的压力水头。有压洞的底坡不宜采取平坡或反坡，因其会出现压力余幅不足且不利于检修排水。有压洞的纵坡一般取为3‰～10‰。无压隧洞的纵坡应根据水力计算加以确定，一般要求在任何运用情况下，纵坡均应大于临界坡度。

未来职业岗位的应用学习了水工隧洞布置，我们同学们不仅可以对水利水电工程中涉及到水工隧洞为永久性水工建筑物时的设计和施工工作提供支撑；水工隧洞布置对施工组织设计也有重大影响，因为在此阶段，导流隧洞的布置是施工组织设计的重要部分。

课程小结本节课了解了水工隧洞的线路选择及工程的布置要求，洞线的选择及布置应综合考虑地形、地质、施工、水流等各种因素，拟定几条洞线，通过技术经济比较选定。

思考题结合本节课的学习内容，请大家思考一下水工隧洞线路布置时的转弯半径如何选择，以及隧洞进出口角度与上下游水流的角度是否有要求以及为什么如此要求。