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同学们好

本节课我们学习水工隧洞的进口段

主要介绍进口的几种型式

以及进口段的各个组成部分

进水口按照布置及结构型式

可分为竖井式、塔式

岸塔式、斜坡式、组合式等

竖井式

如图所示

是在隧洞进口附近的岩体中开挖竖井

井壁衬砌

闸门设置在竖井底部

竖井顶部设置启闭机械

其结构简单

一般不需设置工作桥

竖井不受风浪和冰冻影响

抗震性及稳定性较好

工程量小

但是竖井开挖比较困难

竖井前的隧洞段检修不便

一般适用于地质条件较好

岩体比较完整的情况

塔式进水口如图所示

是独立于隧洞而不依靠岩坡的塔体

在塔底装设闸门

一般在塔顶设置启闭机

由于塔体距离岸坡较远

一般需用工作桥与岸坡或坝顶连接

塔体受风浪、冰冻和地震的影响较大

稳定性相对较差

设计时需对塔身进行

抗倾覆和抗滑稳定计算

塔式进水口一般用于岸坡岩石较差

覆盖层较薄

不宜修建靠岸进口建筑物的情况

岸塔式进水口是靠在

开挖后的洞脸岩坡上进水塔

塔身可以直立

也可以做成如图所示的倾斜型式

岸塔式进水口的稳定性优于塔式进水口

也可对岩坡起一定的支撑作用

施工和安装较为方便

无需接岸桥梁

适用于岸坡较陡

岩体较为坚固稳定的情况

斜坡式进水口是在较为完整的

岩坡上进行平整开挖

衬砌而成的一种进水口

如图所示

其闸门和拦污栅的轨道

直接安装在斜坡衬砌上

结构简单

施工和安装方便

稳定性较好

工程量小

但闸门面积增加

且闸门倾斜

不易依靠自重下降

一般适用于中小型工程

或只用于安设检修闸门的进水口

除以上几种进口型式外

实际工程中也可以根据地形地质等

条件采用组合式进口

如图所示分别为半竖井半塔式进水口

和下部靠岸的岸塔式进水口型式

关于进口段的组成部分

主要包括进水喇叭口、闸门室

通气孔、拦污栅、平压管和渐变段等

以下简要介绍

1、进水喇叭口

进口常采用顶板和边墙顺水流方向

三向逐渐收缩的平底矩形断面

其体形应符合孔口泄流的形态

避免产生不利的负压和空蚀破坏

同时尽量减少局部水头损失

提高泄流能力

喇叭口的顶板和边墙通常采用1/4椭圆曲线

对于重要工程

进口曲线应通过水工模型试验确定

对于深式无压隧洞

其进口为短管型有压进水口

长度约为1.5~2.5倍的孔口高度

为保证进水口有良好的压力分布

顶板曲线应有倾斜压坡

如图所示

可将进口椭圆曲线的长轴倾向下游布置

或采用倾向下游的直线段连接

2、通气孔

在泄水隧洞的进水口

或中部闸门之后应设置通气孔

其作用有

在工作闸门各级开度下承担补气任务

降低门后负压

稳定流态

避免建筑物发生振动或空蚀

减少作用于闸门上的附加压力

检修时

下放检修闸门后

放空隧洞内的水流时补气

以及检修完成后

向检修闸门和工作闸门间充水时

用以排气

由于泄水隧洞流量大

流速高

需要的补气量大

因此在设计时需要估算通气量

尽量设置断面积较大的通气孔

保证足够的通气量

以及减小通气孔的风速和噪音

另外

通气孔上部进口必须与启闭机室分开设置

避免风速较大影响工作人员的安全

3、拦污栅

泄水隧洞一般不设置拦污栅

当水库中有较大漂浮物需要拦截时

可在隧洞进口设置固定的格栅拦污

对于引水发电之用的有压隧洞进口

应设置较细的格栅

以防止漂浮物阻塞和破坏阀门及水轮机叶片

4、平压管

平压管的作用为为减小闸门启闭力

使得检修闸门在静水中起吊

在检修闸门和工作闸门间设置

与水库连通的平压管

向两道闸门间充水

当充水量不大时

也可在闸门上设置充水阀

打开充水阀后

由闸门上游侧向内充水

5、渐变段

泄水隧洞进口一般做成矩形

以便布置进口曲线和闸门

当闸门设置在出口时

出口也需做成矩形

当有压隧洞洞身段断面采用圆形时

需设置如图所示的渐变段

将矩形断面与圆形断面平滑连接

以平顺水流

防止负压和空蚀的产生

渐变段越长

水流越平顺

但渐变段的施工较为复杂

所以不宜太长

一般采用洞泾的1.5~2倍

以上是本节课的主要内容

值得一提的是

泄水隧洞进口段的设计要点与重力坝

和拱坝的坝身泄水孔进口段相似

可互为参考学习