当前课程知识点：水利水电工程概论 > 第三章 挡水和泄水建筑物 > 3.5 水工隧洞 > 第3.5节视频 水工隧洞
同学你好
今天我们一起学习水工隧洞的相关知识
本节重点学习以下四方面的内容
（1）
水工隧洞的概念和组成
（2）
水工隧洞的作用
（3）
水工隧洞的类型
（4）
水工隧洞的工作特点
一
水工隧洞的概念和组成
我们先来认识什么是隧洞
所谓隧洞
就是在岩石或土层中开挖的地下建筑物
是开挖出来的一种建筑物
对应于交通工程来说
叫做隧道
对应于市政工程来说
叫做地下管廊
那么什么是水工隧洞呢
为满足水利水电工程
各项任务而设置的各种隧洞
就叫水工隧洞
从该定义知道
水工隧洞在山体中开凿的一种水流通道
见图所示
需要注意的是
水工隧洞不同于地下涵洞
涵管
涵洞是在开挖了沟槽之后
通常是用混凝土浇筑而成的
不是开挖成型的
见图所示
比如
穿堤取水的涵洞
河道与道路交叉用的涵洞等
水工隧洞从进口到出口
一般有下面3个主要组成部分
见图所示
（1）
进口段
位于隧洞进口部位
设有闸门室
用于控制水位
调节流量
隧洞进口一般采用三面收缩的喇叭口形状
（2）
洞身段
在岩石内开挖而成
用于输送和泄放水流
洞身断面形状多数为
城门洞形
马蹄形或圆形
见图所示
（3）
出口段
用以连接
消能设施或压力管道通入发电厂房
二
水工隧洞的作用
水工隧洞的进口
通常深深地埋在水下
属于深式的
输水
泄水建筑物
其主要作用包括以下五个方面
（一）
配合溢洪道宣泄洪水
有时也可作为主要泄洪建筑物使用
（二）
引水发电
或为了灌溉
供水
航运等目的输水
（三）
排放水库泥沙
延长水库使用年限
有利于水电站的正常运行
（四）
放空水库
用于战备或检修建筑物
（五）
在水利枢纽施工期间用来导流
三
水工隧洞的类型
我们刚刚学习了水工隧洞有这样多的用途
每一种用途的隧洞的型式
不尽相同
即水工隧洞有各种各样的形式
其分类方法也不尽相同
下面从不同的角度
学习水工隧洞的类型
（一）
从功用上来分
与上述作用相对应
水工隧洞可以分为
配合溢洪道宣泄洪水的隧洞
为泄洪隧洞
用于引水发电的隧洞
为引水发电隧洞
地下发电厂房对应有
尾水隧洞
用于灌溉
供水的隧洞
为灌溉和供水隧洞
用于排放水库泥沙的隧洞
为排沙隧洞
用于放空水库的隧洞
为放空隧洞
用于施工期间导流的隧洞
为施工导流隧洞
（二）
根据隧洞的工作条件
又可将水工隧洞分为
有压隧洞和无压隧洞
比如引水发电隧洞
多数是有压隧洞
诸如泄洪隧洞
灌溉和供水隧洞
放空排沙隧洞和导流隧洞
可以是有压的
也可以是无压的
也可以设计成前段是有压的
而后段是无压的
要求在运用中
保证水流状态与设计条件一致
避免出现时而有压
时而无压的明满流交替状态
四
水工隧洞的工作特点
水工隧洞概括起来有三大特点
（1）
水流特点
水工隧洞多为深水进口
泄流量与水头的1/2次方成正比
与开敞式溢洪道的表孔相比
水头增加
泄流量增加较小
超泄能力低
主要作为辅助泄洪设施
但它的进口高程较低
能提前泄水
这样可提高水库的利用率
延长泄洪历时
减轻对下游的防洪负担
所以
常用来配合溢洪道宣泄洪水
泄水隧洞洞内水流流速高
高速水流容易在洞内的弯道处
或在门槽断面的突变处
或衬砌表面不平整处
都可能产生空蚀破坏
对体形设计要求高
隧洞出口单宽流量大
流速高
能量集中
必须采取消能防冲措施
（2）
结构特点
隧洞是在岩体中
开挖出来的地下建筑物
开挖后破坏了岩体原有的应力平衡状态
引起应力重分布
从而导致岩体的变形
严重的会造成岩石崩坍
所以一定要做好勘探工作
重视地质资料的收集
为了保持围岩的稳定
在施工中
常需采用临时性支护或永久性衬砌
见图所示
用来承受
因岩石变形
而出现的山岩压力和其它荷载
当然
在设计中
选择洞线时
要尽量避开软弱夹层和不利的地质构造
有压隧洞的衬砌
往往承受很大的内水压力
若衬砌漏水
压力水渗入岩石裂缝
将形成渗透压力
可能破坏山岩稳定
因此
要求围岩有足够的厚度
无压隧洞的衬砌承受外水压力
要在衬砌外设置排水
以减小外水压力
（3）
施工特点
隧洞是地下结构
而且断面小
洞线长
施工工序多
互相之间干扰大
因此
虽然隧洞的工程量不一定很大
但因施工条件差
工作面受限制
往往工期较长
尤其是兼作导流用的隧洞
其施工进度
往往控制着整个工程的工期
因此
改善施工条件
改进施工方法
加快施工进度
提高施工质量
是隧洞建设的重要课题
新中国成立以来
我国修建了许多水工隧洞
比如
黄河干流上万家寨水电站
引黄入晋南干线七号隧洞长42.9km
小浪底水利枢纽3条泄洪隧洞
直径为14.5m
二滩水电站的无压导流隧洞
最大开挖断面为20.5m*25.5m
是世界上少有的大断面隧洞
随着我国水利水电建设事业的发展
水工隧洞将日益增多
规模也在不断加大
正在实施的
引汉济渭工程
地跨黄河
长江两大流域
横穿秦岭屏障
秦岭隧洞总长为98.3km
近年来
水工隧洞在设计理论
施工方法和建筑结构方面有了新的发展
但由于隧洞属于地下结构
影响其工作状态的因素很多
且复杂多变
一些作用力的计算及设计理论
都还在一些不尽符合实际的假定
所有这些
均有待在总结实践经验的基础上
进一步完善和提高
有关水工隧洞洞线布置
结构型式和构造
将在下次学习
我们今天学习到此
同学
再见
-1.1 水资源
--第1.1节测试 水资源
-1.2 水利工程
--第1.2节测试 水利工程
-1.3 古代时期中国水利工程的发展
--第1.3节测试 古代时期中国水利工程的发展
-1.4 新中国水利工程建设成就
--第1.4节测试 新中国水利工程建设成就
-第一章测试 绪论
-2.1 水利枢纽与水工建筑物
--第2.1节测试 水利枢纽与水工建筑物
-2.2 我国典型水利枢纽
--第2.2节测试 我国典型水利枢纽
-第二章测试 水利枢纽与水工建筑物
-3.1 重力坝
--第3.1节测试 重力坝
-3.2 拱坝
--第3.2节测试 拱坝
-3.3 土石坝
--第3.3节测试 土石坝
-3.4 岸边溢洪道
--第3.4节测试 岸边溢洪道
-3.5 水工隧洞
--第3.5节测试 水工隧洞
-3.6 坝身泄水底孔
--第3.6节测试 坝身泄水底孔
-第三章测试 挡水和泄水建筑物
-4.1 水闸
--第4.1节测试 水闸
-4.2 渠首
--第4.2节测试 渠首
-4.3 渠系建筑物
--第4.3节测试 渠系建筑物
--第4.3节拓展 新型输水管道预应力钢筒混凝土管（PCCP)简介
-第四章测试 引调水建筑物
-5.1 水利发电原理和特点
--第5.1节测试 水力发电基本原理与特点
-5.2 坝式水电站
--第5.2节测试 坝式水电站
-5.3 引水式电站
--第5.3节测试 引水式水电站
-第五章测试 水电站及水电站建筑物
-6.1 灌溉与排水
--第6.1节测试 灌溉与排水
-6.2 节水灌溉
--第6.2节测试 节水灌溉
-第六章测试 农业水利工程
-7.1 防洪措施与河道整治工程
--第7.1节测试 防洪措施与河道整治工程
-7.2 堤防与分（蓄、滞）洪工程
--第7.2节测试 堤防与分（蓄、滞）洪工程
-第七章测试 防洪治河工程
-8.1 城市水务的概念及发展历程
-第八章测试 城市水务工程
-9.1 施工导截流
--第9.1测试 施工导截流
-9.2 坝基处理与土石坝施工
--第9.2节测试 地基处理和土石坝施工
-9.3 混凝土坝施工和地下洞室施工
--第9.3节测试 混凝土坝和地下洞室施工
-9.4 水工建筑物智能建造技术
--第9.4节测试 水工建筑物智能建造技术
-第九章测试 水利工程施工
-10.1 水库大坝运行管理
--第10.1节测试 水库大坝运行管理
-10.2 水库信息化
--第10.2节测试 水库信息化
-第十章测试 水利水电工程运行管理
-11.1 生态水利工程学
--第11.1节测试 生态水利工程学
-11.2 河流廊道生态工程技术
--第11.2节测试 河流廊道生态工程技术
-11.3 水库多目标生态调度技术
--第11.3节 测试 水库多目标生态调度技术
-第十一章测试 生态水利工程学
