泄水隧洞組成

泄水隧洞的結(jié)構(gòu)組成除有上游進(jìn)水渠和下游出水渠外，還有以下的三個(gè)主要部分。

1.進(jìn)口建筑物

位于隧洞的進(jìn)口，用以控制水流。它包括攔污柵、進(jìn)口喇叭口、進(jìn)口漸變段、啟閉機(jī)室、閘門、啟閉機(jī)等。

2.洞身

位于隧洞的中部，是主要的水流通道。除無壓隧洞的頂部和圍巖很好的情況以外，一般都需設(shè)置襯砌。有的隧洞在洞身段內(nèi)也設(shè)有閘門室和閘門。兩用的隧洞，還可另接有其它功用的支洞。

3.出口建筑物

位于隧洞的尾部。它包括出口漸變段、出口閘門段(包括閘門、啟閉機(jī)室和啟閉機(jī))和消能防沖段。泄水和灌溉引水隧洞一般都設(shè)有消能防沖段。發(fā)電引水隧洞則設(shè)有消能防沖段，因其尾部與調(diào)壓井或前池相連，下接壓力管道及電站廠房。

隧洞布置的首要問題是整個(gè)隧洞線路的選擇(其中大部分為洞身)，其次是進(jìn)出口的平面布置、高程(或埋藏在巖體中的深度)和縱向坡度的確定等。它們之間彼此相互關(guān)聯(lián)，既與其任務(wù)有關(guān)，又與其當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)、水流條件、施工、運(yùn)行、沿線建筑物、樞紐總體布置以及周圍環(huán)境等因素有關(guān)。

在滿足水利樞紐總布置要求的前提下，洞線宜選在沿線地質(zhì)構(gòu)造簡單、巖體完整穩(wěn)定、巖石堅(jiān)硬、上覆巖層厚度大、水文地質(zhì)條件有利及施工方便的地區(qū)。

洞線與巖層、構(gòu)造斷裂面及主要軟弱帶應(yīng)盡量具有較大的夾角。在整體塊狀結(jié)構(gòu)的巖體中，其夾角一般不宜小于30度，在層狀巖體中，特別是層間結(jié)合疏松的高傾角薄巖層，其夾角一般不宜小于45度。高地應(yīng)力地區(qū)的隧洞，宜使洞線與最大水平地應(yīng)力方向一致或盡量減小其夾角，以保證圍巖穩(wěn)定。

洞線在平面上應(yīng)盡可能布置成直線，這樣不僅長度短，而且有良好的水流條件，可減少水頭損失和工程量，又便于施工。因其它原因不得已采用曲線時(shí)，對于低流速的無壓隧洞，其彎曲半徑不宜小于5倍的洞徑(或洞寬)，轉(zhuǎn)角不宜大于60度。低流速的有壓隧洞則可適當(dāng)降低上述的要求。

對于高流速的無壓隧洞，在平面上應(yīng)盡量避免設(shè)置曲線段。高流速的有壓隧洞，其彎曲半徑和轉(zhuǎn)角，需通過試驗(yàn)確定。

洞身段如必須設(shè)置豎曲線時(shí)，對于高流速的隧洞，其曲線型式和半徑，宜通過試驗(yàn)確定。低流速的無壓隧洞，豎曲線的彎曲半徑也同平面彎曲的一樣，不宜小于5倍洞徑(或洞寬)。在布置豎曲線時(shí)，應(yīng)考慮合適的施工方法。

不論是那一種隧洞，在平面或豎直彎道的首尾部都應(yīng)設(shè)置直線段，其長度不宜小于5倍洞徑。

洞頂以上和傍山隧洞岸邊一側(cè)巖體的最小覆蓋厚度，應(yīng)考慮多方面的因素綜合分析而定。有壓隧洞的洞身部位，其最小覆蓋層厚度有明確的要求，應(yīng)使洞內(nèi)的靜水壓力小于洞頂以上圍巖的重量，以免圍巖被頂穿。有壓隧洞的進(jìn)、出口部位以及無壓隧洞的所有部位，要求較低，在采取了合理的施工程序和工程措施，能保證施工期及運(yùn)行期的安全時(shí)，對最小覆蓋厚度便沒有什么具體要求。

相鄰兩隧洞間巖體的厚度一般不宜小于2倍的洞徑(或洞寬)。巖體較好時(shí)，可適當(dāng)減小，但不應(yīng)小于1倍洞徑(或洞寬)。

洞線穿過壩基，壩肩或其它建筑物地基時(shí)，建筑物與隧洞間應(yīng)有足夠的巖體厚度，以滿足結(jié)構(gòu)和防滲的要求。

洞線遇有溝谷時(shí)，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)、水文及施工條件，對繞溝和跨溝方案進(jìn)行比較。并應(yīng)對選擇方案相應(yīng)的工程措施作出合理的布置和設(shè)計(jì)。

洞身段的縱坡，應(yīng)根據(jù)運(yùn)用要求、上下游銜接、沿線建筑物底部高程、以及施工和檢修條件等比較而定。它主要涉及隧洞的泄水能力、壓力分布、過水?dāng)嗝妗⒐こ塘恳约肮こ贪踩?，所以有一定的要求。有壓隧洞的縱坡主要由隧洞的進(jìn)、出口高程而定。一般要求在最不利條件下，全線洞頂處的最小壓力(或稱壓力余幅)不宜小于2m的水頭。有壓隧洞如用平坡，則平坡末端將出現(xiàn)壓力余幅不滿足要求。若用反坡，則不但會增加水頭損失減小泄水能力，而且會造成洞內(nèi)淤砂和積水，增加維修的困難。所以洞身段不宜設(shè)置平坡，并應(yīng)避免設(shè)置反坡。無壓隧洞內(nèi)的縱坡應(yīng)按其運(yùn)用條件而定，一般宜設(shè)置陡坡。與下游的水流連接應(yīng)考慮合適的措施，以免隧洞內(nèi)發(fā)生水躍。就施工的要求來說，為便于開挖、出碴和進(jìn)料，縱坡坡度應(yīng)盡可能平緩。但應(yīng)考慮洞內(nèi)有自流排水的能力，所以坡度不宜太緩，一般應(yīng)陡于2‰。另外，一條隧洞中沿程的縱坡不宜變化過多。較長的隧洞，還應(yīng)考慮施工支洞的數(shù)目、長度及布置，要既便于主洞的施工，又能加快施工進(jìn)度，工程費(fèi)用最省。

泄水隧洞的進(jìn)、出口布置是水利樞紐總體布置的一個(gè)重要組成部分。除需結(jié)合地形、地質(zhì)條件綜合考慮和分析外，還應(yīng)使水流順暢、進(jìn)流均勻、出流平穩(wěn)，既能按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)時(shí)定量地宣泄流量，又能有利于防淤、防砂、防冰、防木、防沖、防淤等要求。

為減少開挖工程量，進(jìn)、出口應(yīng)選在地形良好、地質(zhì)構(gòu)造簡單及風(fēng)化覆蓋層較淺的地區(qū)，并應(yīng)盡量避開不良地質(zhì)構(gòu)造和山崩、危崖、滑坡等地區(qū)。對于有高邊坡開挖的地段，應(yīng)仔細(xì)分析開挖后的穩(wěn)定性，更要注意其加固措施。

進(jìn)口布置應(yīng)包括進(jìn)水渠和進(jìn)口建筑物的布置。進(jìn)口建筑物又根據(jù)進(jìn)口的型式、高低及閘門的型式、布置而有所不同。一般按進(jìn)流的方式分為開敞式和深水式兩種。深水式進(jìn)口按其后接的流態(tài)形式又可分為深式長管進(jìn)口(后接有壓隧洞)和深式短管進(jìn)口(后接無壓隧洞)兩類，實(shí)際上還有深式進(jìn)口之后接有壓和無壓相結(jié)合的隧洞。

平壓管布置示意圖如圖1所示，a為壩內(nèi)泄水管的平壓管布置，b為泄水隧洞進(jìn)口的平壓管布置 。