第八章 水工隧洞

第⼋章有压引⽔建筑物第⼋章有压引⽔建筑物教学要求：了解有压进⽔⼝的型式、特点和适⽤条件，掌握有压进⽔⼝各种设备的作⽤及进⼝⾼程、轮廓尺⼨的确定；了解⽔⼯隧洞的选线与布置、组成及各部分的型式与构造，掌握⽔⼯隧洞衬砌的计算⽅法；了解喷锚⽀护的应⽤；了解坝下涵管的布置⽅式及各部分构造；了解压⼒管道的布置⽅式，掌握压⼒明管的⽔⼒计算和经济直径的确定；了解镇墩、⽀墩的作⽤、形式及适⽤条件和明管上的阀门与附件；熟悉埋管的布置⽅式；了解调压室的⼯作原理和⽔位波动的计算⽅法。

第⼀节概述图8-1为有压引⽔式⽔电站的⽰意图。

该⽔电站的建筑物包括⽔库、拦河坝、泄⽔道、⽔电站进⽔⼝、有压引⽔道（压⼒隧洞）、调压室、压⼒管道、⼚房枢纽（含变电、配电建筑物）以及尾⽔渠。

本章只介绍整个引⽔系统（包括进⽔⼝、有压隧洞、压⼒管道和调压室），其他建筑物则在相应章节讨论。

图8－1 有压引⽔式⽔电站⽰意图1- ⽔库；2-闸门室；3-进⽔⼝；4-坝；5-溢洪道；6-调压室；7-有压隧洞；8-压⼒管道；9-⼚房第⼆节有压进⽔⼝流道均淹没于⽔中，并始终保持满流状态，具有⼀定的压⼒⽔头的进⽔⼝，称之为有压进⽔⼝。

有压进⽔⼝也称为深式进⽔⼝或潜没式进⽔⼝。

有压引⽔式⽔电站和坝后式⽔电站的进⼝⼤都属于这种类型,其后常接有压隧洞或管道，适⽤于从⽔位变幅较⼤的⽔库中取⽔。

1有压进⽔⼝的主要类型及适⽤条件有压进⽔⼝的类型主要取决于⽔电站的开发和运⾏⽅式、引⽤流量、枢纽布置要求以及地形地质条件等因素，可分为竖井式、墙式、塔式、坝式四种主要类型。

（1）竖井式进⽔⼝竖井式进⽔⼝的闸门井布置于⼭体竖井中，竖井的顶部布置启闭设备和操作室，如图8-2所⽰。

进⼝段开挖成喇叭形，以使⽔流平顺。

闸门段经渐变段与引⽔隧洞衔接。

这种进⽔⼝适⽤于隧洞进⼝的地质条件较好、地形坡度适中的情况。

当地质条件不好，扩⼤进⼝和开挖竖井会引起塌⽅，地形过于平缓，不易成洞，或过于陡峻，难以开凿竖井时，都不宜采⽤。

前言第一章总则第二章基本资料第三章隧洞布置第四章横断面形状及尺寸第五章水力设计第六章混凝土和钢筋混凝土衬砌第七章不衬砌与喷锚隧洞第八章灌浆、防渗和排水第九章观测、运行和维修附录隧洞衬砌静力计算通用程序(ALGOL语言TQ-16机)附加说明打印刷新水工隧洞设计规范(试行)SD134—84修订说明前言水利电力部规划设计院(79)水电规水字第7号文下达水利电力部成都勘测设计院主持进行《水工隧洞设计规范》的修订工作。

根据国家建委(80)建发设字第8号文颁发的《工程建设标准规范的管理办法》中的有关规定，并参照1974年水利电力部东北勘测设计院等单位编写的“对1966年部颁《水工隧洞设计暂行规范》的审议意见”，通过反复的研究和与有关单位协商，组成了由水利电力部成都勘测设计院、西北勘测设计院、天津勘测设计院、东北勘测设计院、贵阳勘测设计院、陕西省水电勘测设计院、水利水电科学研究院、清华大学水利系及陕西机械学院水利系等单位参加的修订组，并于1980年12月召开了第一次修订工作协调会议。

会议中对修订规范的一些问题进行了详细的讨论。

一致认为六十年代以来，由于大型水电站和地下工程的建设，岩石力学的发展和电子计算机的普及，水工隧洞设计理论及计算方法都得到较大的改进和提高，积累了不少的宝贵经验，故对原来颁发的规范加以修订和补充是十分必要的。

但讨论中也认识到目前水工隧洞的设计理论和计算方法还不够完善，有些问题尚有待在实践的过程中，不断总结归纳，逐步地完善。

因此，明确这次编修工作的原则就是在已有经验的基础上对行之有效的成功经验加以总结提高，凡尚不够成熟的理论和方法，暂不纳入规范。

根据以上意见，决定这次修订工作，以1966年水利电力部(66)水电技字第39号文颁发的《水工隧洞设计暂行规范》为依据(以下简称“66部颁暂行规范”)，在总结运用该规范的基础上进行修订。

1981年全面开展了调查研究和资料收集工作。

对于规范的修订原则、围岩分类、工程布置，水力学计算、混凝土及钢筋混凝土衬砌和喷锚衬砌等进行了调研，对于“66部颁暂行规范”使用情况也进行了调查，走访了西南、中南、华东等地区，并对全国各省市有关单位进行了函调，了解了大多数设计单位的意见和国内外的一些情况，于12月召开了第二次修订工作协调会议。

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。

说明第一章总则第二章基本资料第三章隧洞布置第四章横断面形状及尺寸第五章水力设计第六章混凝土和钢筋混凝土衬砌第七章不衬砌与喷锚隧洞第八章灌浆、防渗和排水第九章观测、运行和维修附录一* 围岩分类表附录二高流速防蚀设计问题附录三* 外水荷载折减系数值选用表附录四圆形有压隧洞衬砌静力计算方法附录五圆拱直墙式隧洞衬砌静力计算方法附录六马蹄形隧洞衬砌静力计算方法附录七隧洞衬砌计算通用程序附录八* 喷锚衬砌设计方法附录九混凝土衬砌裂缝及其防止措施打印刷新水工隧洞设计规范（试行）SD134—84组织编写部门：水利电力部水利水电规划设计院主编部门：水利电力部成都勘测设计院批准部门：中华人民共和国水利电力部试行日期：1985年5月1日中华人民共和国水利电力部关于试行《水工隧洞设计规范》SD134—84的通知(84)水电水规字第141号根据国家计委关于修订设计规范的要求，我部委托水利电力部成都勘测设计院会同有关设计、科研和高等院校等9个单位修编了《水工隧洞设计规范》SD134—84，经审定现批准该规范颁布试行。

于此同时停止使用1966年颁发的《水工隧洞设计暂行规范》。

各单位在试行过程中，如有意见，请告水利电力部成都勘测设计院和水利电力部水利水电规划设计院。

1985年3月12日说明水利电力部规划设计管理局(79)水电规水字第7号文下达成都勘测设计院主持对水利电力部1966年颁发的《水工隧洞设计暂行规范》进行修订工作。

根据国家建委(80)建发设字第8号文颁发的“工程建设标准规范的管理办法”的有关规定精神，以1966年暂行规范为基础，结合我国近年水工隧洞建设经验，搜集并借鉴国外先进技术。

在广泛调查研究、专题总结的基础上，先后提出了规范讨论稿、初稿以及送审稿，召开了多次讨论会，最后由水利水电规划设计院审定，报水利电力部批准，现颁发试行。

参加本规范编写的单位及各单位的主要人员为：主编单位：水电部成都勘测设计院——段乐斋、黄孟良、刘俊芳参加编制单位：水电部西北勘测设计院——杨欣先水电部东北勘测设计院——赵长海水电部贵阳勘测设计院——郑治水电部天津勘测设计院——夏广逊陕西省水电勘测设计院——马耀堂水利水电科学研究院——张有天清华大学水利系——张受天陕西机械学院水利系——戴振霖在本规范的编修过程中，得到了许多单位和专家的大力支持和帮助，提供了许多宝贵的资料、意见和具体建议，特致以谢意。

水工隧洞的名词解释水工隧洞是指为了供水、排水、蓄水等水工工程需要而开挖的地下通道。

它是将水资源从地下引导至需要的地方的重要设施，不仅在城市、乡村供水系统中起着至关重要的作用，也在灌溉和水利工程中发挥着重要的功能。

本文将对水工隧洞的名词解释进行详细探讨，包括其定义、分类、构造、功能以及应用等方面。

一、定义水工隧洞是指在水资源开发利用过程中，为了引导水流、解决水流路径问题或满足工程需要而开挖的地下通道。

它通常位于地下，通过人工开挖形成长而狭窄的通道。

水工隧洞通常具备一定的截面形状，如圆形、梯形或矩形。

二、分类根据用途和功能的不同，水工隧洞可以分为供水隧洞、排水隧洞、蓄水隧洞和灌溉隧洞等几类。

1. 供水隧洞供水隧洞主要用于从水源地引水至城市的供水系统中。

它通常连接着水库、湖泊、河流或地下水源与城市的供水设施，确保城市居民的日常用水需求。

供水隧洞在设计和施工过程中，需要考虑水流压力、水质保护、防水防渗等因素，确保水资源的可持续供应。

2. 排水隧洞排水隧洞主要用于城市排水系统，通过引导雨水或废水至合适的地点，避免城市积水或水患发生。

排水隧洞通常布设在地下，以便更好地与下水道或污水处理设施相连。

排水隧洞的设计需要考虑水流量、水质处理、防污染等因素，确保城市排水系统的正常运行。

3. 蓄水隧洞蓄水隧洞主要用于蓄水工程，通过开挖地下通道将地表的水引导至地下，形成地下水库，以实现持续的水资源储存和供应。

蓄水隧洞通过利用地下空间，不仅可以增加水库蓄水量，还可以减少水库对地表土地的占用，提高水能利用效率。

4. 灌溉隧洞灌溉隧洞主要用于灌溉工程，通过引导地下水源或河流水源至农田，以满足农作物的灌溉需求。

灌溉隧洞通常位于地下，通过合理布设出水口和引水口，将水资源引导到需要的农田地区，提高农业生产的效益和地区的农田面积。

三、构造水工隧洞的构造需要考虑地质条件、水流状态和工程要求等因素。

一般情况下，水工隧洞需要具备足够的强度和稳定性，以抵抗地下水、土体压力和地震荷载等外力。

水工隧洞第一节概述一、水工隧洞得类型分类方法：按功用分、按受力状态分。

（一）按功用分：（1）泄洪（2）引水：发电、灌溉、供水；航运输水。

（3）排沙（4）放空水库（5）施工导流（二）按受压状态分：（1）有压：水力计算、管流计算在工程布置1受力情况（2）无压：明渠流计算运行条件上差别较大。

（同一条洞前段有压，后段无压）禁忌：明满流交替危害：（1）易引起振动、空蚀。

（2）影响泄流能力。

具体道一个工程，究竟采用有压或无压，应通过技术、经济比较后确定。

二、水工隧洞得工作特点（1）水力特点：深泄水孔：a 泄水能力于H1/2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。

（3）施工特点：隧洞一般断面小，洞线长，工序多，干扰大，施工条件差，工期较长。

三、水工隧洞得组成主要包括下列三部分：（1）进口段（2）洞身段（3）出口段第2节水工隧洞得布置及线路选择一、总体布置及线路选择（一）总体布置（1）应根据枢纽得任务，对泄水建筑物进行总体规划。

（2）在合理得选定洞线得基础上，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，底扳高程及消能方式。

（二）线路选择选线室设计中得一个至关重要得问题，它关系到工程造价、施工难易、工期长短和运行可靠性等方面。

（1）隧洞得线路应尽量避开不利得地质构造，围岩可能部稳定及地下水位高，渗流量丰富得地段，以减少作用于衬砌上得围岩压力和外水压力。

（2）洞线在平面上应力求短直，这样既可以减少工程费用，方便施工、减少水头损失，便于施工。