一、水工隧洞概念:在地基内开挖而成,四周被围岩包围起来的水工建筑物。
二、功能
1.泄洪;
2.发电、灌溉、给水等所需的引水;
3.检修或其他原因需要放空水库 ;
4.排沙;
5.施工导流
刘家峡水电站由混凝土重力坝、黄土副坝、电站厂房及泄洪排沙等建筑物组成,是以发电为主,兼有防洪、防凌等作用的枢纽。由于河谷狭窄,导流及泄洪量大,除布置有开敞式河岸溢洪道外,还设有大断面的导流兼泄洪隧洞。其平面布置图见图9-1。
南水水电站由定向爆破堆石坝、导流兼泄洪隧洞引水隧洞、调压井和地下厂房等组成。由于拦河坝处于峭壁狭窄中,故采用隧洞导流、泄洪。平面布置图见图9-2。
白山水电站拦河坝为三心等厚重力拱,设有三条引水隧洞和三条尾水隧洞。其平面布置图见图9-3。
三、类型
1、按功能分:泄洪、泄水、引水、输水、放空、排砂、施工导流。
2、按流态分:有压和无压。
3、按衬砌方式分:不衬砌隧洞,喷锚、混凝土衬砌或钢筋混凝土衬砌等。
4、按流速分:高速(>16m/s),低速(<16m/s)
四、工作特点
1、结构型式和承载方面
开挖前:岩体处于整体稳定状态,
开挖后:原由的地应录平衡被打破,引起变形,严重时可能导致岩石崩塌,需进行开挖衬砌支护。
*围岩压力(山岩压力)与弹性抗力的概念
1.围岩压力:隧洞开凿后由于围岩变形(或塌落)而作用在衬砌上的压力, 是一种主动力.
2.弹性抗力:当衬砌受到某些主动力的作用而向围岩方向变位时,会受到围岩的限制而产生反作用力. 是一种被动力,能协助衬砌分担外荷载,是有利的.
2、水力特性:封闭断面水工隧洞受高水头动水压力作用。
有压隧洞—相当于管流,受内水压力作用。若衬砌漏水,压力水渗入围岩裂隙,从而产生附加渗透压力,导致岩体失稳。要求坚固的衬砌。
无压隧洞—明渠流,高速水流下,在固体不平整边界上可能会引起空蚀。
3、施工方面—无论开挖或衬砌,其工作面比地面上小得多,洞线长,干扰大。
五、采用水工隧洞的条件
水工隧洞不是过水建筑物的唯一形式:
1、山岭起伏地区的引水式电站;
2、过水建筑物设计高程在地面以下,采用明渠挖方大不经济时;
3、修建明渠可能受到滑坡、塌方、泥石流、雪崩和冰冻威胁时;
4、深山峡谷中修建当地材料坝无条件采用其他导流及泄洪建筑物时;
5、水电站厂房采用地下结构时。