第七章 水工隧洞与坝下涵管自测题
水工建筑物第七章隧洞(附答案)
第七章水工隧洞与坝下涵管答案一、填空题1.塔式；斜坡；塔式2.有压隧洞；无压隧洞；无压隧洞；流态3.衬砌；围岩；传力；渗漏4.涵衣5.圆拱直墙形6.圆形7.进出口高程；水力计算8.出口；动水；静水9.泄洪洞；引水洞10.分级卧管式；塔式；斜拉闸门式11.截水环12.挑流消能；底流消能；榨缝式挑流坎消能；洞中突扩散消能二、单项选择题1.关于隧洞选线，不正确说法有（ B ）。
A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。
B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。
C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。
D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。
2.工作闸门布置在（ D ）的为有压隧洞。
A、进口B、洞身C、中部 D、出口3.隧洞洞身的（ C ）为不受力衬砌。
A、喷锚衬砌B、预应力衬砌C、平整衬砌D、单层衬砌4.有压隧洞的出口断面面积应（ C ）洞身断面面积。
A、大于B、等于C、小于 D、无法确定5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（ B ）。
A、加固围岩，提高围岩的整体性B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密C、保证围岩的弹性抗力D、减小渗漏，减小外水压力6.弹性抗力的分布范围为（ B ）（考虑洞身的对称性）。
A、0～πB、π/4～πC、π/2～πD、3π/4～π三、判断题1.围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。
（×）2.无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。
（×）3.隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。
（√）4.回填灌浆的目的是加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力。
（×）5.当围岩厚度超过1.5倍开挖洞径时，才考虑弹性抗力。
（×）6.在均匀内水压力作用下，隧洞衬砌的外边缘应力是衬砌设计控制（×）7.当围岩完好，有压隧洞的洞径小于6米时，可只考虑内水压力。
水工隧洞与坝下涵管
分缝及止水
3.灌浆
隧洞灌浆可分为回填灌浆和固结灌浆两种： （1）回填灌浆 回填灌浆是为了填充衬砌与围岩之间的空隙，使 衬砌与围岩紧密结合，以改善传力条件和减少渗 漏。 （2）固结灌浆 固结灌浆是为了加固岩石、提高围岩地整体性， 减小山岩压力，保证岩石的弹性抗力，减小地下 水对衬砌的压力＆减小渗漏。
2、有压隧洞洞身的断面主要为圆形。因为 有压隧洞的主要荷载为均匀内水压力，对 圆形断面而言，受力条件较好，且断面湿 周最少。当过水面积一定时，圆形断面较 其他形式的断面具有较大的过水能力。如 洞径和内外水压力都不大，为了施工方便， 也可采用无压隧洞常用的断面形式。
有压隧洞的断面尺寸，可根据给定的流量， 作用水头及纵剖面布置，通过水压力计算 几水工模型试验来确定 。有压隧洞的过流 能力按管流计算。为了保证洞内水流处于 有压流态，一般要求洞顶应有2m水头以上 的压力富裕值，流速越大，压力富裕值也 应加大。
4.排水
在无压隧洞中，当洞外水压力较大时，可 在洞内最高水面线以上通过衬砌设置排水 孔。 对于由外水压力控制衬砌设计的有压隧洞， 宜采取排水措施，通常在隧洞底部设置纵 向排水管。
7.3.3 出口段构造
隧洞的出口建筑物主要包括：渐变段、闸 室段和消能设施。 一般有压隧洞在出口处设闸室段，用以布 置闸门及启闭设备（如图），门前设渐变 段，出口之后为消能设施；无压隧洞的出 口处往往不设工作闸门而仅设门框，以防 洞脸及其上部岩石崩坍，洞身直接与消能 设施相连接（如图）。
第七章 水工隧洞与坝下涵管
7.3水工隧洞各组成部分的形式及构造
•
进口段
• 水工隧洞的组成
洞身段
•
出口段
7.3.1 进水口的形式及构造
一、进口建筑物的形式
水工隧洞
a
第二节
隧洞的进出口建筑物
图7—9 喇叭口形状 （a）圆弧曲线 （b）椭圆曲线
第二节
隧洞的进出口建筑物
（3）平压管 为了减小检修闸门的启门力，通常在 检修闸门与工作闸门之间设臵平压管与水库相通（图 7-11），检修完毕后，首先在两道闸门中间充水，使 检修闸门前后的水压相同，保证检修闸门在静水中开 启。平压管直径主要根据充水时间，充水体积等确定。 当充水量不大时，也可以采用布臵在检修门上的短管， 充水时先提起门上的充水阀，待充满后再继续提升闸 门。
第一节
概述
（2）地形条件 1）隧洞的线路在平面上应力求短、直，以降低工程造 价和减小水头损失，并保持良好的水流条件。若受 限制而不能保持直线时，隧洞应以曲线连接，其曲 率半径不小于5倍的隧洞洞径（或洞宽），且转角不 宜大于60º 。弯道的两端应设直线连接，其长度不宜 小于5倍的洞径（或洞宽）。 2）洞线穿过沟谷时，应根据地形、地质、水文及施工 条件进行经济技术比较而定其线路。 3）隧洞的出口与下游河道的连接，应尽可能的使其衔 接畅顺，减少对河岸的冲刷。
第七章 水工隧洞与坝下埋管
第一节 概述
第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 思 考 题
隧洞的进出口建筑物
隧洞洞身的形式及构造 圆形有压隧洞的衬砌计算 隧洞的喷锚衬砌 土石坝坝下埋管
第一节
概述
一、水工隧洞的类型 水工隧洞是在山体中开凿的一种泄水、放水建筑物， 其主要作用是渲泄洪水、引水发电或灌溉、供水、 航运输水、放空水库、排放水库泥沙以及水利枢纽 施工期导流。 水工隧洞按其担负的任务可分为：泄洪隧洞和放水隧 洞。按其工作时洞内的水流状态可分为：有压隧洞 和无压隧洞。一般从水库引水发电的水工隧洞是有 压的，而为泄洪、供水、排沙、导流等目的而设臵 的隧洞，可以是有压的，也可以是无压的。有压隧 洞运行时，其内壁承受一定的内水压力。无压洞内 水流具有自由水面，水面与洞顶保持一定的净空。
水工建筑物考试提要
水工建筑物：为综合利用水资源，达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，修建的不同类型的建筑物，以控制和支配水流，满足国民经济的需要。
反滤层：反滤层是由2～3层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的具有滤土排水作用的材料，它是提高抗渗破坏能力、防止各类渗透变形特别是防止管涌的有效措施。
管涌：管涌是指土体中的细颗粒在渗流作用下从骨架孔隙通道流失的现象，它只发生在无粘性土中。
地下轮廓线：铺盖、板桩和闸底板等不透水部分与地基的接触线称为地下轮廓线。
高防低排：高防低排是闸基防渗布置的总原则，高防就是在闸底板上游侧布置防渗设施以延长渗径，减小渗透压力，降低渗透坡降；低排就是在闸底板下游一侧采取导渗措施，使渗流尽快安全的排走，防止渗透变形。
土石坝浸润线：浸润面与垂直于坝轴线剖面的交线水闸：一种利用闸门的启闭来调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，具有挡水和泄水的双重功能。
水闸地下轮廓线：不透水的铺盖、底板、板桩及部分消力池与地基的交界线。
主要建筑物：失事后对下游造成的影响较大，经济损失较严重的的水工建筑物流土：在上升渗流的作用下，土体表面隆起或颗粒群同时启动流失的现象流网：渗水的流线与等势线组成的网壮结构水利枢纽：为控制和支配综合利用水资源，几种不同类型的水工建筑物组合在一起的综合体。
河岸溢洪道：用于岸边，泄放水库当中多余的洪水的建筑物。
扬压力：扬压力是渗透压力和浮托力的总称。
，扬压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝体内或坝基面上形成的渗透力，和由下游水深淹没坝体而产生的向上的浮托力组成渗透压力：渗透压力是由上下游水位差产生的渗流而在坝内或坝基面上形成的向上的压力。
浮托力：是由下游水深淹没坝体计算截面而产生的向上的压力。
土石坝：指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、碾压等方法堆砌成的挡水坝。
褥垫排水：在坝基面上平铺一层厚约0.4－0.5m的块石，用反滤层包裹，褥垫伸入至坝体内，排水向下游方向设有纵坡。
接触渗漏:是渗水从坝体与刚性建筑物接触面、坝体与坝基或岸坡的接触面通过，在坝后相应部位逸出的现象。
水工隧洞与坝下涵管—认识坝下涵管
深孔式进水口
它的孔口设在上游坝面 坡脚处，其上设有转动门或 斜拉门，用钢丝绳与坝顶启 闭机相连。
深孔式进水口构造简 单、操作方便、造价低、启 闭力小，对于多泥沙河流以 及水头较高的情况不利。
闸阀式进水口
阀门既可安置在上游塔身或竖井中，也可设置在下游坝脚闸阀室内。
03
涵管管身的断面形状和构造
管身的断面形状和尺寸
线路选择及工程布置
1、涵管必须放在坚实可靠的地基上，最好是岩基。 对低坝尚可考虑放在密实、均质而稳定的土基上，不能放置在填土地基和坝身填土上。
2、涵管线路要短直、水流要顺畅。 需转弯时，弯道半径应不小于5倍管径，偏转角不能超过60°
3、涵管进口位置，应视运用要求而定。 引水灌溉时要与灌区同侧而且要满足灌溉所需要的高程；泄洪、排沙时应布置在河槽主 流部位，在满足泄洪流量的前提下宜高一些；用作导流和放空水库的涵管进口宜低一 些。同时，力争作到一条涵管可以完成几种功能的要求。
管身构造
为增加渗径，减小渗压和渗透坡降，防止沿管道外壁发生接触冲刷和集 中渗流，常沿涵管四周建造一凸起的环状腰带，这就叫截水环。其材料 可用浆砌石或混凝土，凸出高度约0.6～1.5m，顶厚为0.3～0.6m。
截水环
Байду номын сангаас
管身构造
涵衣
为了更有效的防止集中渗流，加强管身和填土 的结合，可在涵管四周铺一层l～2m厚的粘土用 作防渗，这就称作涵衣。对浆砌石涵管尤为重 要，因它还可阻止沿管身的横向渗透。
小结与思考
（1）什么是坝下涵管？ （2）坝下涵管的线路选择与工程布置应如何考虑？ （3）坝下涵管的进口型式有哪些？ （4）坝下涵管的断面型式？ （5）坝下涵管的构造有哪些？分别有什么作用？。
第七——九章水工隧洞与坝下涵管、渠系建筑物 、水利枢纽自测题及答案
第八章渠系建筑物自测题一、填空题1. 渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类：建筑物、建筑物、落差建筑物、建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。
2. 渠道系统，一般由级固定渠道所组成。
各自的作用不同，其中：渠为输水渠道，渠为配水渠道。
3. 渠道设计的任务，是在给定的设计流量之后，选择渠道的、确定渠道以及渠道。
4. 渠道的设计要求较多，如：①有足够的输水能力，以满足的需要；②有足够的水位，以满足的要求；③有适宜的流速，以满足的需要；等等。
5. 渠道纵断面设计，主要内容是确定六条线：即①地面高程线、②、③最高水位线、④、⑤最低水位线和⑥。
6. 有坝取水枢纽，是指河道水量、但水位、不能满足要求，或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。
7. 无坝引水枢纽中，引水角一般为300～500，引水角越小，水流条件越、冲刷越、渠首的布置也就越。
8. 渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由、和等部分组成。
9. 渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差，河道的岸坡，洪水流量的情况。
10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为：以及两大类。
11. 梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为：式、式和式三种形式。
12. 双悬臂式梁式渡槽，按照其悬臂的长度不同，可以分为式和式两种形式，其中式的跨中弯矩为零，底板受压，抗渗较为有利。
13. 拱式渡槽，根据主拱圈的结构形式（支撑结构特点），分为式渡槽、式渡槽和式渡槽。
14. 渡槽的水力计算方法是：当槽身长度L≥（15～20）（H为槽内水深），其流态属于流，流量公式为______ ______；当L＜（15～20）H时，其流量按公式计算。
15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时，一般按情况设计；横向结构计算时，一般沿方向取单位长度，按问题设计。
16. 梁式渡槽的支撑形式，有槽墩式、排架式两种。
对于后者，主要包括：、、A字形排架、和组合式排架等。
17. 渡槽的基础形式较多，按照结构和受力特点，一般分为、、以及沉井基础等。
水工建筑物——水工隧洞习题及答案
第七章1.什么叫水工隧洞？水工遂洞是在山体中开凿的一种水流通道。
2.水工隧洞有哪些用途？按水流状态划分有哪两类？泄水隧洞的工作特点是什么？水工隧洞作用有：①配合溢洪道泄放洪水，也可以作为主要的泄水建筑物。
②引水：发电、灌溉、供水。
③排放水库泥砂，延长水库寿命，有利于水电站正常运行。
④防空水库，以利建筑物检修。
⑤施工导流。
按水流状态，水工遂洞可分为：有压洞：引水发电的遂洞一般为有压洞。
无压洞：泄洪、排放水库泥砂、施工导流等用途的遂洞一般为无压洞。
水工隧洞工作特点：①运用条件：在水下工作，工作可靠性差，检修困难、闸门承受的水压力较大。
②水流条件：多为深水进口，高速水流易在洞内产生空蚀破坏，对体形设计要求高；单宽流量大，消能困难。
③结构方面：作为地下结构，开挖后破坏了原有的岩体平衡，引起应力重分布，使得洞内需要临时性支护、永久性衬砌保证围岩的稳定性。
④施工方面：工期长、场地狭窄、施工工序多。
施工进度往往影响整个工程工期。
⑤功能方面：运用灵活。
3.选择水工隧洞洞线的原则和要求是什么？布置及选线：遂洞路线选择是设计中的关键，它关系到遂洞的造价、施工的难易、工程进度、运行可靠性等方面的问题。
遂洞选线的原则和要求为：①遂洞路线应尽量避开不利的地质构造、围岩不稳定及地下水位较高的地段，以减小作用在遂洞衬砌上的围岩压力和外水压力。
②遂洞在平面上应力求短而直。
若必须转弯时，转弯半径不宜小于5倍的洞径或洞宽，转角不宜大于600，弯道两端的直线段也不宜小于5倍的洞径或洞宽。
③遂洞应有一定的埋深，有压遂洞的围岩厚度不应小于3倍的洞径或0.4倍的压力水头。
④遂洞的纵坡，应根据水力条件、运行要求、上下游衔接、施工和检修等因素综合比较确定。
⑤对于长遂洞，应利用地形地质条件，布置一些施工支洞、竖井、以便增加施工作业面，改善施工条件。
4.有压泄水洞对岩层覆盖厚度的要求是什么？有压遂洞的围岩厚度不应小于3倍的洞径或0.4倍的压力水头。
第七——九章水工隧洞与坝下涵管、渠系建筑物 、水利枢纽自测题及答案
第八章渠系建筑物自测题一、填空题1. 渠系建筑物的类型较多，按其作用可以分为以下六类：建筑物、建筑物、落差建筑物、建筑物、冲沙和沉沙建筑物以及量水建筑物等。
2. 渠道系统，一般由级固定渠道所组成。
各自的作用不同，其中：渠为输水渠道，渠为配水渠道。
3. 渠道设计的任务，是在给定的设计流量之后，选择渠道的、确定渠道以及渠道。
4. 渠道的设计要求较多，如：①有足够的输水能力，以满足的需要；②有足够的水位，以满足的要求；③有适宜的流速，以满足的需要；等等。
5. 渠道纵断面设计，主要内容是确定六条线：即①地面高程线、②、③最高水位线、④、⑤最低水位线和⑥。
6. 有坝取水枢纽，是指河道水量、但水位、不能满足要求，或引水量较大，无坝引水不满足要求的情况。
7. 无坝引水枢纽中，引水角一般为300～500，引水角越小，水流条件越、冲刷越、渠首的布置也就越。
8. 渡槽，是指渠道跨越河、沟、渠、路或洼地时修建的过水桥，一般由、和等部分组成。
9. 渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差，河道的岸坡，洪水流量的情况。
10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为：以及两大类。
11. 梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为：式、式和式三种形式。
12. 双悬臂式梁式渡槽，按照其悬臂的长度不同，可以分为式和式两种形式，其中式的跨中弯矩为零，底板受压，抗渗较为有利。
13. 拱式渡槽，根据主拱圈的结构形式（支撑结构特点），分为式渡槽、式渡槽和式渡槽。
14. 渡槽的水力计算方法是：当槽身长度L≥（15～20）（H为槽内水深），其流态属于流，流量公式为______ ______；当L＜（15～20）H时，其流量按公式计算。
15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时，一般按情况设计；横向结构计算时，一般沿方向取单位长度，按问题设计。
16. 梁式渡槽的支撑形式，有槽墩式、排架式两种。
对于后者，主要包括：、、A字形排架、和组合式排架等。
17. 渡槽的基础形式较多，按照结构和受力特点，一般分为、、以及沉井基础等。
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第七章水工隧洞与坝下涵管自测题
一、填空题
1.水工隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为竖井式、__________式、岸塔式和___________式。
其中___________受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差，需要较长的工作桥。
2.水工隧洞按水流状态可分为________________、__________两种形式，___________更能适应地质条件较差的情况，但其_________复杂，所以应避免平面转弯。
3.回填灌浆是填充_______与_______之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善_______条件和减少_______。
4.坝下涵管为了有效地防止集中渗流，在涵管1~2m的范围内用回填粘土做防渗层，这个防渗层称为。
5.无压隧洞多采用断面。
6.有压隧洞多采用断面。
7.水工隧洞的纵坡的确定，主要涉及到泄流能力、压力分布、过水断面大小、工程量等，有压隧洞的纵坡由确定，无压隧洞的纵坡由________________确定。
8.有压洞的工作闸门通常布置在隧洞的，工作闸门要求常在中启闭，检修闸门常在中启闭。
9.水工隧洞按用途可分为、、排沙洞、放空洞、导流洞口等。
10.坝下涵管的进口建筑物形式有、、。
11.为防止坝下涵管产生集中渗流，常将涵管的管壁外围局部加厚，称为。
12.水工隧洞出口消能方式有、、、。
二、单项选择题
1．关于隧洞选线，不正确说法有（）。
A、洞线要与岩层构造断裂向及主要软弱带走向有较大交角。
B、洞线应与最大水平地应力方向尽量垂直。
C、对有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。
D、对低流速的隧洞，弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽。
2．工作闸门布置在（）的为有压隧洞。
A、进口
B、洞身
C、中部
D、出口
3.隧洞洞身的（）为不受力衬砌。
A、喷锚衬砌
B、预应力衬砌
C、平整衬砌
D、单层衬砌
4.有压隧洞的出口断面面积应（）洞身断面面积。
A、大于
B、等于
C、小于
D、无法确定
5.水工隧洞的回填灌浆的目的是（）。
A、加固围岩，提高围岩的整体性
B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密
C、保证围岩的弹性抗力
D、减小渗漏，减小外水压力
6.弹性抗力的分布范围为（）（考虑洞身的对称性）。
A、0～π
B、π/4～π
C、π/2～π
D、3π/4～π
三、判断题
1．围岩地质条件比较均一的洞身段不设施工缝。
（）
2．无压隧洞由于内水压力较大，从水流及受力条件考虑，一般用圆形断面。
（）
3．隧洞中常需要临时性支护和永久性衬砌，以承受围岩压力。
（）
4．回填灌浆的目的是加固围岩，提高围岩的整体性，减小围岩压力，保证岩石的弹性抗力。
（）
5．当围岩厚度超过1.5倍开挖洞径时，才考虑弹性抗力。
（）
6．在均匀内水压力作用下，隧洞衬砌的外边缘应力是衬砌设计控制条件。
（）
7．当围岩完好，有压隧洞的洞径小于6米时，可只考虑内水压力。
（）
四、名词解释
1.有压隧洞
2.弹性抗力
3.围岩压力
4.单位弹性抗力系数
5.涵洞
五．简答题
1.水工隧洞进口建筑物的形式有哪些？各适用于什么情况？
2.水工隧洞按用途如何分类？
3.什么叫隧洞的内水压力？分别写出圆形隧洞所受的均匀内水压力强度和非均匀内水压力强度计算公式并指出公式中字母的含义并画出分布图形。
4.水工隧洞衬砌的作用是什么？衬砌有哪些种类？
5.有压隧洞内水压力如何计算？写出计算公式并指出其中字母的含义。
6.坝下涵管与水工隧洞相比较各有什么特点？
7.涵管管身的细部构造有哪些？各有什么作用？
8.为什么说涵管上的土压力计算与施工方式有关？
9.什么是隧洞的空蚀破坏，如何避免？。