在水利枢纽中为满足泄洪、灌溉、发电等各项任务在岩层中开凿而成的建筑物称为水工隧洞。
一、水工隧洞的特点
水工隧洞的结构特性及工作条件,决定了它有以下三方面的特点。
(一)结构特点
隧洞是位于岩层中的地下建筑物,与周围岩层密切相关。在岩层中开挖隧洞后,破坏了原有的平衡状态,引起洞孔附近应力重新分布,岩体产生新的变形,严重的会导致岩石崩塌。因此,隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌,以承受围岩压力。围岩除了产生作用在衬砌上的围岩压力以外,同时又具有承载能力,可以与衬砌共同承受内水压力等荷载。围岩压力与岩体承载能力的大小,主要取决于地质条件。因此,应做好隧洞的188金宝博平台地质勘探工作,使隧洞尽量避开软弱岩层和不利的地质构造。
(二)水流特点
枢纽中的泄水隧洞,其进口通常位于水下较深处,属深式泄水洞。它的泄水能力与作用水头H的1/2次方成正比,当H增大时,泄流量增大较慢。但深式进口位置较低,可以提前泄水,提高水库的利用率,故常用来配合溢洪道宣泄洪水。
由于作用在隧洞上的水头较高,流速较大,如果隧洞在弯道、渐变段等处的体型不合适或衬砌表面不平整,都可能出现气蚀而引起破坏,所以要求隧洞体型设计得当、施工质量良好。
泄水隧洞的水流流速高、单宽流量大、能量集中,在出口处有较强的冲刷能力,必须采取有效的消能防冲措施。
(三)施工特点
隧洞是地下建筑物,与地面建筑物相比,洞身断面小,施工场地狭窄,洞线长,施工作业工序多、干扰大、难度也较大,工期一般较长。尤其是兼有导流任务的隧洞,其施工进度往往控制着整个188金宝博平台的工期。因此,采用新的施工方法,改善施工条件,加快施工进度和提高施工质量在隧洞188金宝博平台建设中需要引起足够的重视。
二、水工隧洞的类型
按用途分类
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、灌溉或供水
排沙洞—— 排放水库泥沙,延长水库的使用年限,有利于水电站的正常运行
放空洞—— 在必要的情况下放空水库里的水,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。
在设计水工隧洞时,应根据枢纽的规划任务,尽量考虑一洞多用,以降低188金宝博平台造价。如施工导流洞与永久隧洞相结合,枢纽中的泄洪、排沙、放空隧洞的结合等。
按洞内水流状态分类
有压洞—— 隧洞工作闸门布置在隧洞出口,洞身全断面均被水流充满,隧洞内壁承受较大的内水压力。引水发电隧洞一般是有压隧洞。
无压洞—— 隧洞的工作闸门布置在隧洞的进口,水流没有充满全断面,有自由水面。灌溉渠道上的隧洞一般是无压的。
一般说来,隧洞根据需要可以设计成有压的,也可以设计成无压的,还可以设计成前段是有压的而后段是无压的。但应注意的是,在同一洞段内,应避免出现时而有压时而无压的明满流交替现象,以防止引起振动、空蚀等不利流态。