水工隧洞

水工隧洞是水利樞紐中的重要組成部分之一。隧洞線路必須與水利樞紐的建設任務相適應，并須根據(jù)地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)、水文等條件選定。線路應力求短而直。當高速有壓隧洞在平面上采用曲線布置時，為避免水流脫壁，產(chǎn)生負壓和空蝕，其半徑和轉(zhuǎn)角應通過水工模型試驗確定；而對高速無壓隧洞在平面上則盡量不設曲線段。

有壓隧洞的底坡取決于進出口的高程。無壓隧洞的底坡應根據(jù)水力計算確定。為了自流排水，便于隧洞檢修，要有一定的底坡。采用有軌運輸施工的隧洞，其底坡不宜太大。

一般包括進口建筑物、洞身和出口建筑物三個主要部分。此外，水電站廠房也可設置在地下和隧洞鄰接(圖1)。

①進口建筑物。包括進水喇叭口、閘門及其控制建筑物、通氣孔道、進口漸變段（從安裝閘門地段的矩形斷面過渡到洞身斷面），作用是：進水和控制水流；保證水流平順，避免空蝕現(xiàn)象；盡量減少局部阻力，保證過水能力。

②洞身。隧洞的主體，其斷面形式和尺寸取決于水流條件、施工技術情況和運用要求等。有壓隧洞一般采用圓形斷面(圖2a、b)，而無壓隧洞則采用圓拱直墻(圖2c、d)或曲墻形(圖2e)。隧洞斷面尺寸必須滿足設計流量的要求,有壓隧洞按管流計算，無壓隧洞按明渠流計算。為保證無壓隧洞的明流狀態(tài)，在按能量方程計算的水面曲線以上應留有一定凈空。對于高流速的無壓隧洞，還要考慮滲氣和沖擊波的影響，水面以上要另留一定的余幅面積。洞身一般要修建襯砌,用以防護巖面并減小洞壁粗糙,防止?jié)B漏，承受圍巖壓力、內(nèi)水壓力及其他荷載。襯砌類型有不承載的護面結(jié)構；混凝土、鋼筋混凝土或噴錨支護的單層襯砌；內(nèi)層為鋼板，外層為混凝土或鋼筋混凝土，或由噴錨支護和現(xiàn)澆混凝土組合成的復合式襯砌。地質(zhì)條件較好的隧洞，特別是無壓隧洞，可以不作襯砌，但要采用光面爆破開挖，以達到巖面平整的要求。

③出口建筑物。其組成和功用按隧洞類型而定。用于引水發(fā)電的有壓隧洞，其末端連接水電站的壓力水管。通常還設置有調(diào)壓室（井）,當電站負荷急劇變化時,用以減輕有壓隧洞和壓力水管中的動壓現(xiàn)象，改善水輪機的工作條件。泄水洞口一般設有消能建筑物，如出口設置擴散段以擴散水流，減小單寬流量（從洞內(nèi)流出的最大流量除以水面寬度），防止對出口渠道或河床的沖刷。

水工隧洞

發(fā)電隧洞一般是有壓的；灌溉、供水和泄水隧洞，可以是無壓的，也可以是有壓的；而渠道和運河上的隧洞則是無壓的。水工隧洞主要由進水口、洞身和出口段組成（發(fā)電用的引水隧洞在洞身后接壓力水管，渠道上的輸水隧洞和通航隧洞只有洞身段。閘門可設在進口、出口或洞內(nèi)的適宜位置。出口設有消能防沖設施。為防止巖石坍塌和滲水等，洞身段常用錨噴（采用錨桿和噴射混凝土）或鋼筋混凝土做成臨時支護或永久性襯砌。洞身斷面可為圓形、城門洞形或馬蹄形。有壓隧洞多用圓形。進出口布置、洞線選擇以及洞身斷面的形狀和尺寸，受地形、地質(zhì)、地應力、樞紐布置、運用要求和施工條件等因素所制約，需要通過技術經(jīng)濟比較后確定。

按其功用分為：①引水、輸水隧洞。引水或輸水以供發(fā)電、灌溉或工業(yè)和生活之用。②導流、泄洪隧洞。在興建水利工程時用以導流或運行時泄洪。③尾水隧洞。排走水電站發(fā)電后的尾水。④排沙隧洞。排沖水庫淤積的泥沙或放空庫水以備防空或檢修水工建筑物之用。

以上也可概括為引水隧洞和泄水隧洞兩大類。根據(jù)受壓狀態(tài)的不同，可分為有壓隧洞和無壓隧洞。前者水流充滿全洞，且受到一定的內(nèi)水壓力；后者水流不充滿全洞，在水面上保持著與大氣接觸的自由水面。

當河谷狹窄、岸坡陡峻、布置地面發(fā)電廠有困難而地質(zhì)條件較好時，可考慮設置地下發(fā)電廠，使其結(jié)構簡化,占地少；廠房的施工和運行,不受氣候的影響；廠房的主要設備安裝在地下，有利防空。但施工較復雜，運營條件也較差，而且要有良好的通風、防潮、照明等附屬設備及地下通道。

中國在水利水電建設中，已建成長度在2000米以上的隧洞近30座，長于10000米m的大型隧洞有11座。其中漁子溪一級水電站引水隧洞長8610米,馮家山灌區(qū)引水隧洞長達12600米。引灤入津工程的輸水隧洞全長為11380米。引黃入晉總干渠上最長的隧洞單洞長54.85km。二灘水電站導流洞斷面為17.5m×23m，斷面面積為402.6㎡。三峽水利樞紐地下廠房尾水洞斷面為24m×36m，其斷面面積達876㎡。到20世紀末，世界上長度超過10km的單體隧洞近40條，其中芬蘭派延奈隧洞長達120km。

水工隧洞養(yǎng)護修理(Maintenance and repair of tunnel)是指隧洞在正常運用狀態(tài)下的養(yǎng)護工作和發(fā)生破壞時所來取的修理措施 。