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第七章水工隧洞与坝下涵管答案一、填空题1.塔式；斜坡；塔式2.有压隧洞；无压隧洞；无压隧洞；流态3.衬砌；围岩；传力；渗漏4.涵衣5.圆拱直墙形6.圆形7.进出口高程；水力计算8.出口；动水；静水9.泄洪洞；引水洞10.分级卧管式；塔式；斜拉闸门式11.截水环12.挑流消能；底流消能；榨缝式挑流坎消能；洞中突扩散消能二、单项选择题1.关于隧洞选线，不正确说法有（ B ）。
A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。
B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。
C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。
D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。
2.工作闸门布置在（ D ）的为有压隧洞。
A、进口B、洞身C、中部 D、出口3.隧洞洞身的（ C ）为不受力衬砌。
A、喷锚衬砌B、预应力衬砌C、平整衬砌D、单层衬砌4.有压隧洞的出口断面面积应（ C ）洞身断面面积。
A、大于B、等于C、小于 D、无法确定5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（ B ）。
A、加固围岩，提高围岩的整体性B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密C、保证围岩的弹性抗力D、减小渗漏，减小外水压力6.弹性抗力的分布范围为（ B ）（考虑洞身的对称性）。
A、0～πB、π/4～πC、π/2～πD、3π/4～π三、判断题1.围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。
（×）2.无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。
（×）3.隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。
（√）4.回填灌浆的目的是加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力。
（×）5.当围岩厚度超过1.5倍开挖洞径时，才考虑弹性抗力。
（×）6.在均匀内水压力作用下，隧洞衬砌的外边缘应力是衬砌设计控制（×）7.当围岩完好，有压隧洞的洞径小于6米时，可只考虑内水压力。
水工建筑物：为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。
反滤层：反滤层是由2～3层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的具有滤土排水作用的材料，它是提高抗渗破坏能力、防止各类渗透变形特别是防止管涌的有效措施。
管涌：管涌是指土体中的细颗粒在渗流作用下从骨架孔隙通道流失的现象，它只发生在无粘性土中。
地下轮廓线：铺盖、板桩和闸底板等不透水部分与地基的接触线称为地下轮廓线。
高防低排：高防低排是闸基防渗布置的总原则，高防就是在闸底板上游侧布置防渗设施以延长渗径，减小渗透压力，降低渗透坡降；低排就是在闸底板下游一侧采取导渗措施，使渗流尽快安全的排走，防止渗透变形。
土石坝浸润线：浸润面与垂直于坝轴线剖面的交线水闸：一种利用闸门的启闭来调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，具有挡水和泄水的双重功能。
水闸地下轮廓线：不透水的铺盖、底板、板桩及部分消力池与地基的交界线。
主要建筑物：失事后对下游造成的影响较大，经济损失较严重的的水工建筑物流土：在上升渗流的作用下，土体表面隆起或颗粒群同时启动流失的现象流网：渗水的流线与等势线组成的网壮结构水利枢纽：为控制和支配综合利用水资源，几种不同类型的水工建筑物组合在一起的综合体。
河岸溢洪道：用于岸边，泄放水库当中多余的洪水的建筑物。
扬压力：扬压力是渗透压力和浮托力的总称。
，扬压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝体内或坝基面上形成的渗透力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成渗透压力：渗透压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。
浮托力：是由下游水深淹没坝体计算截面而产生的向上的压力。
土石坝：指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、碾压等方法堆砌成的挡水坝。
褥垫排水：在坝基面上平铺一层厚约0.4－0.5m的块石，用反滤层包裹，褥垫伸入至坝体内，排水向下游方向设有纵坡。
接触渗漏:是渗水从坝体与刚性建筑物接触面、坝体与坝基或岸坡的接触面通过，在坝后相应部位逸出的现象。
第一章一、名词解释1．水利枢纽由不同水工建筑物组成的综合体称为水利枢纽。
2．水工建筑物为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。
二、简答题1．水工建筑物按用途分为哪几类？①挡水建筑物②泄水建筑物③输水建筑物④取水建筑物⑤整治建筑物⑥专门建筑物2．说明分等、分级的意义、对象、依据？分等分级的意义（或目的）：为贯彻执行国家经济、技术政策，达到既安全又经济的目的。
对象：分等对象是水利水电枢纽工程，分级的对象是水工建筑物。
依据：分等的依据是按工程规模、效益及其在国民经济中的重要性进行分等，分级的依据是按水工建筑物所属的工程等别、及其在枢纽中的最重性进行分级。
具体见我国的《水电水电工程等级划分及洪水标准》中的表格规定。
第二章重力坝一、名词解释1．扬压力扬压力是渗透压力和浮托力的总称。
，扬压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝体内或坝基面上形成的渗透力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成。
2．渗透压力渗透压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。
3．浮托力是由下游水深淹没坝体计算截面而产生的向上的压力。
二、简答题1．简述重力坝的特点。
答：优点：1、工作安全，运行可靠；2、对地形、地质条件适应性强3、泄洪方便，导流容易4、施工方便，维护简单5、受力明确，结构简单缺点：坝体剖面尺寸大，材料用量多材料的强度不能够得到充分发挥坝底扬压力大，对坝体稳定不利砼体积大，易产生不利的温度应力和收缩应力2．简述重力坝的设计过程。
答：①资料分析②非溢流坝剖面尺寸拟定③荷载及其组合计算④抗滑稳定计算⑤坝址抗压强度及地基应力计算⑥坝体上下游面拉应力计算⑦若上述④⑤⑥有一项不满足，应重新拟定坝体剖面尺寸，并重新进行计算。
3．提高重力坝抗滑稳定的工程措施有哪些？答：①利用水重来增加坝体自重：②采用有利的开挖轮廓线：③设置齿墙：④抽水措施：⑤加固地基：⑥横缝灌浆： 7、预应力措施：4．通气孔、平压管的作用各是什么？答：通气孔是向检修门和工作门之间的泄水孔道内充气和排气的通道平压管是埋在坝体内部，平衡检修闸门两侧水压以减少启门力的输水管道。
第八章渠系建筑物自测题一、填空题1. 渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类：建筑物、建筑物、落差建筑物、建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。
2. 渠道系统，一般由级固定渠道所组成。
各自的作用不同，其中：渠为输水渠道，渠为配水渠道。
3. 渠道设计的任务，是在给定的设计流量之后，选择渠道的、确定渠道以及渠道。
4. 渠道的设计要求较多，如：①有足够的输水能力，以满足的需要；②有足够的水位，以满足的要求；③有适宜的流速，以满足的需要；等等。
5. 渠道纵断面设计，主要内容是确定六条线：即①地面高程线、②、③最高水位线、④、⑤最低水位线和⑥。
6. 有坝取水枢纽，是指河道水量、但水位、不能满足要求，或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。
7. 无坝引水枢纽中，引水角一般为300～500，引水角越小，水流条件越、冲刷越、渠首的布置也就越。
8. 渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由、和等部分组成。
9. 渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差，河道的岸坡，洪水流量的情况。
10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为：以及两大类。
11. 梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为：式、式和式三种形式。
12. 双悬臂式梁式渡槽，按照其悬臂的长度不同，可以分为式和式两种形式，其中式的跨中弯矩为零，底板受压，抗渗较为有利。
13. 拱式渡槽，根据主拱圈的结构形式（支撑结构特点），分为式渡槽、式渡槽和式渡槽。
14. 渡槽的水力计算方法是：当槽身长度L≥（15～20）（H为槽内水深），其流态属于流，流量公式为______ ______；当L＜（15～20）H时，其流量按公式计算。
15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时，一般按情况设计；横向结构计算时，一般沿方向取单位长度，按问题设计。
16. 梁式渡槽的支撑形式，有槽墩式、排架式两种。
对于后者，主要包括：、、A字形排架、和组合式排架等。
17. 渡槽的基础形式较多，按照结构和受力特点，一般分为、、以及沉井基础等。
第七章1.什么叫水工隧洞？水工遂洞是在山体中开凿的一种水流通道。
2.水工隧洞有哪些用途？按水流状态划分有哪两类？泄水隧洞的工作特点是什么？水工隧洞作用有：①配合溢洪道泄放洪水，也可以作为主要的泄水建筑物。
②引水：发电、灌溉、供水。
③排放水库泥砂，延长水库寿命，有利于水电站正常运行。
④防空水库，以利建筑物检修。
⑤施工导流。
按水流状态，水工遂洞可分为：有压洞：引水发电的遂洞一般为有压洞。
无压洞：泄洪、排放水库泥砂、施工导流等用途的遂洞一般为无压洞。
水工隧洞工作特点：①运用条件：在水下工作，工作可靠性差，检修困难、闸门承受的水压力较大。
②水流条件：多为深水进口，高速水流易在洞内产生空蚀破坏，对体形设计要求高；单宽流量大，消能困难。
③结构方面：作为地下结构，开挖后破坏了原有的岩体平衡，引起应力重分布，使得洞内需要临时性支护、永久性衬砌保证围岩的稳定性。
④施工方面：工期长、场地狭窄、施工工序多。
施工进度往往影响整个工程工期。
⑤功能方面：运用灵活。
3.选择水工隧洞洞线的原则和要求是什么？布置及选线：遂洞路线选择是设计中的关键，它关系到遂洞的造价、施工的难易、工程进度、运行可靠性等方面的问题。
遂洞选线的原则和要求为：①遂洞路线应尽量避开不利的地质构造、围岩不稳定及地下水位较高的地段，以减小作用在遂洞衬砌上的围岩压力和外水压力。
②遂洞在平面上应力求短而直。
若必须转弯时，转弯半径不宜小于5倍的洞径或洞宽，转角不宜大于600，弯道两端的直线段也不宜小于5倍的洞径或洞宽。
③遂洞应有一定的埋深，有压遂洞的围岩厚度不应小于3倍的洞径或0.4倍的压力水头。
④遂洞的纵坡，应根据水力条件、运行要求、上下游衔接、施工和检修等因素综合比较确定。
⑤对于长遂洞，应利用地形地质条件，布置一些施工支洞、竖井、以便增加施工作业面，改善施工条件。
4.有压泄水洞对岩层覆盖厚度的要求是什么？有压遂洞的围岩厚度不应小于3倍的洞径或0.4倍的压力水头。
第八章渠系建筑物自测题一、填空题1. 渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类：建筑物、建筑物、落差建筑物、建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。
2. 渠道系统，一般由级固定渠道所组成。
各自的作用不同，其中：渠为输水渠道，渠为配水渠道。
3. 渠道设计的任务，是在给定的设计流量之后，选择渠道的、确定渠道以及渠道。
4. 渠道的设计要求较多，如：①有足够的输水能力，以满足的需要；②有足够的水位，以满足的要求；③有适宜的流速，以满足的需要；等等。
5. 渠道纵断面设计，主要内容是确定六条线：即①地面高程线、②、③最高水位线、④、⑤最低水位线和⑥。
6. 有坝取水枢纽，是指河道水量、但水位、不能满足要求，或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。
7. 无坝引水枢纽中，引水角一般为300～500，引水角越小，水流条件越、冲刷越、渠首的布置也就越。
8. 渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由、和等部分组成。
9. 渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差，河道的岸坡，洪水流量的情况。
10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为：以及两大类。
11. 梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为：式、式和式三种形式。
12. 双悬臂式梁式渡槽，按照其悬臂的长度不同，可以分为式和式两种形式，其中式的跨中弯矩为零，底板受压，抗渗较为有利。
13. 拱式渡槽，根据主拱圈的结构形式（支撑结构特点），分为式渡槽、式渡槽和式渡槽。
14. 渡槽的水力计算方法是：当槽身长度L≥（15～20）（H为槽内水深），其流态属于流，流量公式为______ ______；当L＜（15～20）H时，其流量按公式计算。
15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时，一般按情况设计；横向结构计算时，一般沿方向取单位长度，按问题设计。
16. 梁式渡槽的支撑形式，有槽墩式、排架式两种。
对于后者，主要包括：、、A字形排架、和组合式排架等。
17. 渡槽的基础形式较多，按照结构和受力特点，一般分为、、以及沉井基础等。
第七章水工隧洞与坝下涵管答案
一、填空题
1.塔式；斜坡；塔式
2.有压隧洞；无压隧洞；无压隧洞；流态
3.衬砌；围岩；传力；渗漏
4.涵衣
5.圆拱直墙形
6.圆形
7.进出口高程；水力计算
8.出口；动水；静水
9.泄洪洞；引水洞
10.分级卧管式；塔式；斜拉闸门式
11.截水环
12.挑流消能；底流消能；榨缝式挑流坎消能；洞中突扩散消能
二、单项选择题
1.关于隧洞选线，不正确说法有（ B ）。
A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。
B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。
C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞
径。
D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。
2.工作闸门布置在（ D ）的为有压隧洞。
A、进口
B、洞身
C、中部
D、出口
3.隧洞洞身的（ C ）为不受力衬砌。
A、喷锚衬砌
B、预应力衬砌
C、平整衬砌
D、单层衬砌
4.有压隧洞的出口断面面积应（ C ）洞身断面面积。
A、大于
B、等于
C、小于
D、无法确定
5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（ B ）。
A、加固围岩，提高围岩的整体性
B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密
C、保证围岩的弹性抗力
D、减小渗漏，减小外水压力
6.弹性抗力的分布范围为（ B ）（考虑洞身的对称性）。
A、0～π
B、π/4～π
C、π/2～π
D、3π/4～π
三、判断题
1.围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。
（×）
2.无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。
（×）
3.隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。
（√）
4.回填灌浆的目的是加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力。
（×）
5.当围岩厚度超过1.5倍开挖洞径时，才考虑弹性抗力。
（×）
6.在均匀内水压力作用下，隧洞衬砌的外边缘应力是衬砌设计控制（×）
7.当围岩完好，有压隧洞的洞径小于6米时，可只考虑内水压力。
（√）
四、名词解释
1．有压隧洞
指洞内充满水，没有自由水面，断面形状一般为圆形的过水隧洞。
2．弹性抗力
当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，会受到围岩的抵抗，这个抵抗力称之为弹性抗力。
3．围岩压力
隧洞在岩体中开挖衬砌后，围岩的变形，滑移乃至坍塌趋势受到衬砌扼阻，此时围岩作用于衬砌的力称为围岩压力。
4．单位弹性抗力系数
隧洞开挖半径为100cm时的围岩抗力系数。
5．涵洞
在土石坝枢纽中，当由于两岸地质条件或其他原因不易开挖隧洞时，采用在土石坝下埋社涵管的方式。
五．简答题
1．水工隧洞进口建筑物的形式有哪些？各适用于什么情况？
答：竖井式：在隧洞进口附近岩体比较坚固完整。
塔式：岸坡岩石较差，覆盖层较薄，不宜修建靠岩进口建筑物
岸塔式：适于岸坡较陡，岩体比较坚固稳定的情况。
斜坡式：适于较完整的岩坡。
2．水工隧洞按用途如何分类？
答：泄洪洞：配合溢洪道宣泄洪水，保证枢纽安全。
引水洞：引水发电，灌溉或洪水。
排沙洞：排放水库泥沙，延长水库使用年限。
放空洞：在必要的情况下，放空水库，用于人防或检修大坝。
导流洞：在水利枢纽的建设施工期用来施工导流。
3．什么叫隧洞的内水压力？分别写出圆形隧洞所受的均匀内水压力强度和非均匀内水压力强度计算公式并指出公式中字母的含义并画出分布图形。
答：内水压力——指作用在衬砌内壁上的水压力。
均匀：h P γ=1
γ——水的重度，3
/m k N 。
H ——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头，m 。
非均匀：)cos 1(2θγ-=P i r
i r ——衬砌内径，m 。
θ——计算点半径与洞顶半径的夹角。
4．水工隧洞衬砌的作用是什么？衬砌有哪些种类？
答：作用：①防止围岩变形，保证围岩的稳定。
②承受围岩压力，内水压力和其他荷载
③ 防止渗漏。
④保护围岩免受水流，空气，温度，干湿变化等冲蚀破坏作用。
⑤平整围岩，减小表面粗糙，增大过流能力。
类型：1）平整衬砌；2）单层衬砌；3）喷锚衬砌；4）组合式衬砌；5）预应力衬砌。
5．有压隧洞内水压力如何计算？写出计算公式并指出其中字母的含义。
答： )cos 1(21θγγ-+=P +P =P i h
1P ——均匀内水压力,2/m kN 。
1P 2P ——非均匀内水压力2/m kN 。
2P γ——水的重度,3/m kN 。
γi γ——衬砌内半径,m 。
h ——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头,m 。
6．坝下涵管与水工隧洞相比较各有什么特点？
答：坝下涵管属于深式泄水或放水建筑物，后者是地下建筑物。
前者结构简单，施工方便，工期较短，造价也低。
后者断面小，施工场地狭乍，工序多，干扰大，工期一般较长。
7．涵管管身的细部构造有哪些？各有什么作用？
答：1）伸缩缝：为适应地基变形，管身伸缩及施工要求，防止管身在温度变化时产生横向裂缝。
2）管座：防止地基不均匀沉降而导致管身断裂
3）截水环：防止集中渗流，在外围设置，以改变水流方向，增加渗径，减小渗流。
4）涵衣：防止集中渗流。
8．为什么说涵管上的土压力计算与施工方式有关？
答：管身上土压力的大小主要与填土高度，填土性质等因素有关，另外，还与基础的形成以及管道的埋设方式有关。
因此，土压力的计算与施工方式有关。
9．什么是隧洞的空蚀破坏，如何避免？
答：由于高速水流的作用和隧洞边界不平整而引起洞内产生负压，进而破坏隧洞，隧洞中产生空蚀现象，具有很大的破坏力，初期只是表层的轻度剥蚀，如处理不及时，继续发展，可能蚀穿洞壁，影响正常运用。
措施：改善水流的边界条件，选用抗空蚀材料，控制闸门开度通气减蚀，掺气减蚀，加强施工质量控制。
