高等水工结构设计
1.设计内容与步骤
(1) 确定枢纽组成
根据流域规划对水库提出的任务，并根据地形、地质、水文、气象、建筑材料、交通运输、施工和运用条件等，确定枢纽中应包括的主要建筑物，以及各主要建筑物的形式和布置。
(2) 调洪演算
按照枢纽等级确定水库防洪标准。根据河道相应标准的设计洪水过程线和校核洪水过程线进行调洪演算，以确定泄洪建筑物尺寸和调洪库容(其相应的水位却为设计洪水位及校核洪水位)。
(3) 建筑物设计
① 土坝
⑴ 坝型选择。根据土料的种类、储量和分布位置，并考虑施工条件、工程量等因素选择出最优坝型。
⑵ 拟定主要尺寸及构造。包括坝顶高程，坝顶宽，上、下游坝坡，防渗排水设备的形式及尺寸等。
⑶ 渗流及稳定计算。本次设计仅进行上游为正常蓄水位条件下的浸润线计算和渗流量计算，并于下游坝坡取一个滑弧进行稳定计算。
⑷ 细部设计。包括坝顶，上、下游护坡，防渗设施与坝体及坝基的连接，反滤层布置等。
② 溢洪道
⑴ 溢洪道形式及主要尺寸拟定 根据地形地质条件、水流条件、工程量大小及下泄洪水安全归河等因素，确定溢洪道的形式及主要尺寸。
⑵ 泄水渠水面线计算及出口消能计算 确定边墙(或衬砌)高度及消能设施尺寸。
⑶ 构造设计 拟定边墙、护底防渗排水等各部分的构造尺寸。
③ 涵管
⑴ 形式选择 选择进口控制建筑物、管身断面及出口消能设施的形式，并确定涵管进出口高程。
⑵ 涵管水力计算 包括过水能力计算及出口水流衔接计算。
2.基本情况
姚家河水库位于湖北省大悟县境姚家河中上游。姚家河发源于本区王家店，是环水东支大悟河的一条支流，全长约40公里，在三里城处汇入大悟河。流域总面积46.7平方公里，坝址以上控制面积27.6平方公里。 流域内四季气候鲜明，下游土壤肥沃，盛产稻、麦、棉花等作物。姚家河为一山区河流，河床较窄，水位变幅较大，每当山洪暴发，下游即遭洪水淹没；而当缺雨季节，因水量不足，又易引起旱灾。为此，根据流域规划，确定兴建姚家河水库，以达兴利除害的目的。
２００８年１０月 中南水力发电 第４期
坝下涵管及隧道止漏技术探讨
郭树军 田宗越
（１．湘西自治州雷公洞防洪水库管理处，湖南吉首４１６０００；２．龙山县水利局，湖南龙山４１６８００）
摘要坝下涵管及隧道漏水是水ｌＴ建筑物中常见的病害，对工程的运行及防洪存在严重的安全隐患。文章分析了 坝下涵管及隧道漏水的原因。对坝下涵管及隧道止漏技术进行了探讨。
关键词坝下涵管隧道止漏
在水利水电工程中，用以放空库水、泄洪排沙、
施工导流和输水发电、灌溉等水工建筑物，通常以涵 管和隧道的形式来实现。涵管和隧道长期在地下、水
中环境工作，将受到冲刷、气蚀、磨损、侵蚀、腐蚀等 作用而逐渐老化。随着时间的推移，涵管和隧道将产 生裂缝，降低其工作性能，缩短使用寿命，甚至酿成
工程失事的严重事故。因此，加强涵管和隧洞的病害 处理，以保证工程安全，充分发挥工程效益，有着极 其重要的意义。
１常见裂缝种类及其原因
坝下涵管和水工隧洞都是地下建筑物，一般分 为三段，即进口段、洞身段和出口段。进口段包括进 水口、闸门、通气孔和渐变段等。洞身段位于中部，是
主体部分，从工作闸门至出口。出口段接消力池或压 力管道。不同的工作条件，裂缝状况也不尽相同，但
内水外渗、气蚀冲刷兼而有之。 １．１常见裂缝的种类 按照裂缝产生的原因．可将裂缝分为应力缝、沉
陷缝、温度缝、干缩缝、施工缝、伸缩缝等几种。按深 度的不同，可分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。 １．２裂缝生产的原因
上述裂缝的出现，究其原因是极其复杂的。概括 来说，有地基方面的，有布置和构造设计不当的，也 有施工质量不良的，还有超载运行、水流冲刷、冲击
波等方面的原因．要根据工程的情况来进行综合分 析。在中小型工程中，设计考虑不周，施工控制不严，
洞线连续急弯，断面时大时小，底坡不规则变化的情 况较为常见，加之宣泄超标洪水，过快开起闸门也时
有发生，因而导致裂缝的出现。但是在所见到的隧洞 和涵管裂缝事故中，深入分析的结果几乎是与施工 质量差或选材不当有关。当然，非常因素的影响而造
第一章 绪论
一、填空题
1 一般防治洪水的措施是采用（ ）的工程体系。
答案：上拦下排,两岸分滞
2 按建筑物的用途水工建筑物分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、( ）整治建筑物、专门建筑物五种类型的建筑物.
答案：挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物、
3 水利水电枢纽工程按其规模、效益和在国民经济中的重要性划分为（ ）,枢纽中的建筑物则根据所属工程的等级及其在工程中的作用和重要性划分为（ )。
答案：五等、五级
4 水利工程按其目的分为( ）、（ ）、（ ）、供水与排水工程、航运工程五种工程。
答案：河道整治与防治工程、农田水利工程、水力发电工程、
5 水库是一种蓄水工程。在汛期可以（ ），消减洪峰,减除下游洪水灾害，拦蓄的水流由于下游水位抬高可以用来满足( )发电、航运、供水和淡水养殖的需要。
答案：拦蓄洪水，灌溉
6 蓄于水库的水量可以（ )发电、航运、城市给水和养鱼.
答案：灌溉
二、选择题：
1 下面的哪一个材料不宜作为板桩的材料，一般只用于围堰等临时性工程（ ）
A 。 木材 B 。 混凝土 C . 钢筋混凝土 D 。 钢材
答案： A
三、名词解释
1 水利枢纽：
答案：为了综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，需要修建几种不同类型的建筑物，以控制和支配水流,这些建筑物的综合体称为水利枢纽。
2 水库：
答案：是一种蓄水工程。在汛期可以拦蓄洪水,消减洪峰,保护下游地区安全，拦蓄的水流由于下游水位抬高可以用来满足灌溉、发电、供水和淡水养殖的需要。 四 简答题
一、填空题
1、上游连接段用以引导__过闸__水流平顺地进入闸室，保护__两岸和闸基__免遭冲刷，并与__防渗刺墙__等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。
2、水闸消能防冲的主要措施有 消力池 、__海漫__、 防冲槽 等。
6、隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为__竖井式_、___塔式___、__岸塔式__、___斜坡式__。其中__塔式__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。
7、正槽式溢洪道一般由_
进水渠_ 、_控制段_、__泄槽__、
消能防冲措施_ 、__出水渠__五部分组成。其中___控制段___控制溢洪道的过水能力。
8、泄水槽纵剖面布置，坡度变化不宜太多，当坡度由陡变缓时，应在变坡处用__反弧段__连接，坡度由缓变陡时，应在变坡处用__竖向射流抛物线__连接。
9、水工隧洞按水流状态可分为__有压隧洞_、__无压隧洞__两种形式，___________更能适应地质条件较差的情况，但其_________复杂，所以应避免平面转弯。
10、回填灌浆是填充__衬砌__与__围岩_之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善__传力__条件和减少__渗漏__。
1、河岸溢洪道的类型主要有 正槽式 式、侧槽式、 井 式和虹吸式四种。
3、海漫应具有一定的 粗糙性 ，利于进一步消除余能；具有一定的 透水性 ，以便排出渗水；具有一定的柔性，适应河床的变形。
4、坝下涵管为了有效地防止集中渗流，在涵管1~2m的范围内用回填粘土做防渗层，这个防渗层称为 涵衣 。
5、土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡降称为 临界坡降 ；使更大的土粒开始移动，产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称为 破坏坡降 。
6、在土石坝的坝坡稳定计算中，可用替代法考虑渗透动水压力的影响，在计算下游水位以上、浸润线与滑弧间的土体的滑动力矩时用
