泄水隧洞

泄水隧洞的結構組成除有上游進水渠和下游出水渠外，還有以下的三個主要部分。

1.進口建築物

位於隧洞的進口，用以控制水流。它包括攔污柵、進口喇叭口、進口漸變段、啓閉機室、閘門、啓閉機等。

2.洞身

位於隧洞的中部，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，一般都需設置襯砌。有的隧洞在洞身段內也設有閘門室和閘門。兩用的隧洞，還可另接有其它功用的支洞。

3.出口建築物

位於隧洞的尾部。它包括出口漸變段、出口閘門段(包括閘門、啓閉機室和啓閉機)和消能防衝段。泄水和灌溉引水隧洞一般都設有消能防衝段。發電引水隧洞則設有消能防衝段，因其尾部與調壓井或前池相連，下接壓力管道及電站廠房。 ^[2] 

隧洞佈置的首要問題是整個隧洞線路的選擇(其中大部分為洞身)，其次是進出口的平面佈置、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聯，既與其任務有關，又與其當地的地形、地質、水流條件、施工、運行、沿線建築物、樞紐總體佈置以及周圍環境等因素有關。

在滿足水利樞紐總佈置要求的前提下，洞線宜選在沿線地質構造簡單、巖體完整穩定、岩石堅硬、上覆岩層厚度大、水文地質條件有利及施工方便的地區。

洞線與岩層、構造斷裂面及主要軟弱帶應儘量具有較大的夾角。在整體塊狀結構的巖體中，其夾角一般不宜小於30度，在層狀巖體中，特別是層間結合疏鬆的高傾角薄岩層，其夾角一般不宜小於45度。高地應力地區的隧洞，宜使洞線與最大水平地應力方向一致或儘量減小其夾角，以保證圍巖穩定。

洞線在平面上應儘可能佈置成直線，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，又便於施工。因其它原因不得已採用曲線時，對於低流速的無壓隧洞，其彎曲半徑不宜小於5倍的洞徑(或洞寬)，轉角不宜大於60度。低流速的有壓隧洞則可適當降低上述的要求。

對於高流速的無壓隧洞，在平面上應儘量避免設置曲線段。高流速的有壓隧洞，其彎曲半徑和轉角，需通過試驗確定。

洞身段如必須設置豎曲線時，對於高流速的隧洞，其曲線型式和半徑，宜通過試驗確定。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，不宜小於5倍洞徑(或洞寬)。在佈置豎曲線時，應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設置直線段，其長度不宜小於5倍洞徑。

洞頂以上和傍山隧洞岸邊一側巖體的最小覆蓋厚度，應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，應使洞內的靜水壓力小於洞頂以上圍巖的重量，以免圍巖被頂穿。有壓隧洞的進、出口部位以及無壓隧洞的所有部位，要求較低，在採取了合理的施工程序和工程措施，能保證施工期及運行期的安全時，對最小覆蓋厚度便沒有什麼具體要求。

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

洞線穿過壩基，壩肩或其它建築物地基時，建築物與隧洞間應有足夠的巖體厚度，以滿足結構和防滲的要求。

洞線遇有溝谷時，應根據地形、地質、水文及施工條件，對繞溝和跨溝方案進行比較。並應對選擇方案相應的工程措施作出合理的佈置和設計。

洞身段的縱坡，應根據運用要求、上下游銜接、沿線建築物底部高程、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、壓力分佈、過水斷面、工程量以及工程安全等，所以有一定的要求。有壓隧洞的縱坡主要由隧洞的進、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(或稱壓力餘幅)不宜小於2m的水頭。有壓隧洞如用平坡，則平坡末端將出現壓力餘幅不滿足要求。若用反坡，則不但會增加水頭損失減小泄水能力，而且會造成洞內淤砂和積水，增加維修的困難。所以洞身段不宜設置平坡，並應避免設置反坡。無壓隧洞內的縱坡應按其運用條件而定，一般宜設置陡坡。與下游的水流連接應考慮合適的措施，以免隧洞內發生水躍。就施工的要求來説，為便於開挖、出碴和進料，縱坡坡度應儘可能平緩。但應考慮洞內有自流排水的能力，所以坡度不宜太緩，一般應陡於2‰。另外，一條隧洞中沿程的縱坡不宜變化過多。較長的隧洞，還應考慮施工支洞的數目、長度及佈置，要既便於主洞的施工，又能加快施工進度，工程費用最省。 ^[1] 

泄水隧洞的進、出口佈置是水利樞紐總體佈置的一個重要組成部分。除需結合地形、地質條件綜合考慮和分析外，還應使水流順暢、進流均勻、出流平穩，既能按設計要求準時定量地宣泄流量，又能有利於防淤、防砂、防冰、防木、防衝、防淤等要求。

為減少開挖工程量，進、出口應選在地形良好、地質構造簡單及風化覆蓋層較淺的地區，並應儘量避開不良地質構造和山崩、危崖、滑坡等地區。對於有高邊坡開挖的地段，應仔細分析開挖後的穩定性，更要注意其加固措施。

進口布置應包括進水渠和進口建築物的佈置。進口建築物又根據進口的型式、高低及閘門的型式、佈置而有所不同。一般按進流的方式分為開敞式和深水式兩種。深水式進口按其後接的流態形式又可分為深式長管進口(後接有壓隧洞)和深式短管進口(後接無壓隧洞)兩類，實際上還有深式進口之後接有壓和無壓相結合的隧洞。 ^[2]