水工地下洞室(new).pptVIP

第5章水工隧洞;第一节概述;三、类型

1、按功能分：泄洪、泄水、引水、输水、放空、排砂、施工导流。

2、按流态分：有压和无压。

3、按衬砌方式分：不衬砌隧洞，喷锚、混凝土衬砌或钢筋混凝土衬砌等。

4、按流速分：高速〔16m/s〕,低速(16m/s);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。;南水水电站由定向爆破堆石坝、导流兼泄洪隧洞、引水隧洞、调压井和地下厂房等组成。由于拦河坝处于峭壁狭窄中，故采用隧洞导流、泄洪。;白山水电站拦河坝为三心等厚重力拱，设有三条引水隧洞和三条尾水隧洞。;四、工作特点

结构型式和承载方面

????开挖前：岩体处于整体稳定状态，

???????挖后：原由的地应录平衡被打破，引起变形，严重时可能导致岩石崩塌，需进行开挖衬砌支护。

围岩压力(山岩压力)与弹性抗力的概念

1.围岩压力:隧洞开凿后由于围岩变形(或塌落)而作用在衬砌上的压力,是一种主动力.

2.弹性抗力:当衬砌受到某些主动力的作用而向围岩方向变位时,会受到围岩的限制而产生反作用力.是一种被动力,能协助衬砌分担外荷载,是有利的.

水力特性

封闭断面水工隧洞受高水头动水压力作用。

有压隧洞—相当于管流，受内水压力作用。假设衬砌漏水，压力水渗入围岩裂隙，从而产生附加渗透压力，导致岩体失稳。要求巩固的衬砌。

无压隧洞—明渠流，高速水流下，在固体不平整边界上可能会引起空蚀。

施工方面

无论开挖或衬砌，其工作面比地面上小得多，洞线长，干扰大。;五、采用水工隧洞的条件

1、山岭起伏地区的引水式电站；

2、过水建筑物设计高程在地面以下，采用明渠挖方大不经济时；

3、修建明渠可能受到滑坡、塌方、泥石流、雪崩和冰冻威胁时；

4、深山峡谷中修建当地材料坝无条件采用其他导流及泄洪建筑物时；

5、水电站厂房采用地下结构时。;第二节水工隧洞的总体布置;一、水工隧洞的总体布置

水工隧洞的结构组成：进口段，洞身段，出口段。

;闸门的布置：

对泄水隧洞来说，一般需设两道闸门，即控制泄流的工作闸门和工作闸门检修时挡水的检修闸门。

检修闸门一般位于隧洞进口处，且在工作闸门上游。

工作闸门一般位于：有压隧洞：出口处；无压隧洞：进口处。

启闭：工作闸门应能在动水中启闭；检修闸门在动水中关闭，静水中开启。

泄水隧洞的布置形式：表孔泄洪隧洞和深式泄水隧洞。;１、表孔泄洪隧洞的布置

〔1〕表孔泄洪隧洞的主要方式:正堰斜井式斜洪洞。所谓表孔就是进水口位于水面附近。组成：正向溢流堰，陡坡斜井，隧洞及出口消能段。

(2)正堰斜井式斜洪洞的布置

进口：选择地质、地形条件好的地方以保证洞口稳定、入流顺畅。

出口：高程受下游水位控制，除对地质地形条件有所要求外，应注意消能工的布置以利于与下游水流的衔接。;2、深孔泄水隧洞的布置

组成：水下进水口，洞身和出口消能段。

根据进水口位置的不同可将进水口分为低位进水口和“龙抬头”式进水口。;14;15;二、水工隧洞的选线和定位

水工隧洞的布置是其设计问题中的关键，隧洞的选线那么是隧洞布置得首要问题，直接关系到施工期限，工程造价及工程运行的可靠性。影响隧洞线路选择堵塞因素很多，诸如地形、地质条件，施工条件等。设计时必须根据隧洞的用途，综合考虑地形地质、施工，枢纽总体布置及对周围环境的影响等各种因素，拟定不同方案，经技术经济比较后确定。

选线原那么：地质条件好，线路短，水流顺畅，与枢纽和其他建筑物互不影响，平安经济。

具体要求：

地质条件：洞线宜选在地质构造简单，岩体完整且稳定，其上的覆盖层厚度大〔尤其对有压隧洞来说洞顶以上围岩厚度至少要大于洞顶静水压力的重量〕，施工方便的地段。避开破碎带，避开地下水位高、可能坍塌的不稳定岩石

地形条件：平面上尽量直线布置，必须转弯时要求转弯半径不小于５倍洞径或洞宽，弯道转角不大于60°，弯段上下游直线段长度不小于５倍洞径或洞宽。无压隧洞高速流段尽量不转弯。;纵剖面上：

(1)有压隧洞〔引水〕的进水口高程取决于发电死水位，尾水高程取决于下游最低尾水位。纵向坡度的选取考虑施工排水和防空隧洞进行检修的要求，一般为不小于0.5%－0.1%的正坡。

(2)无压泄水隧洞的进口高程取决于水库要求泄放的最低水位，出口高程决定于下游最高洪水位，应防止水跃。其纵坡通过水利计算确定，多采用陡坡以防止洞内泥沙淤积。

运行条件：不影响枢纽和其他建筑物的正常工作。泄水隧洞出口应与拦河坝的坝脚有一定距离，泄洪消能出口与坝脚相距200米以上，以防出洞水流冲刷坝脚