水工隧洞類型介紹48清楚明了

第一節(jié)水工隧洞的類型、特點及組成水工隧洞———在水利樞紐中為滿足泄洪、灌溉、發(fā)電等各項任務(wù)在巖層中開鑿而成的建筑物。一、水工隧洞的類型1.按用途分類泄洪洞：配合溢洪道宣泄洪水，保證安全。引水洞：引水發(fā)電、灌溉或供水。排沙洞：排放水庫泥沙，延長水庫的使用年限，有利于水電站的正常運行。放空洞：在必要的情況下放空水庫。導(dǎo)流洞：在水利樞紐的施工期用來施工導(dǎo)流。在設(shè)計水工隧洞時，應(yīng)根據(jù)樞紐的規(guī)劃任務(wù)，盡量考慮一洞多用，以降低工程造價。如施工導(dǎo)流洞與永久隧洞相結(jié)合，樞紐中的泄洪、排沙、放空隧洞的結(jié)合等。/2.按洞內(nèi)水流狀態(tài)分類（1）有壓洞：工作閘門布置在隧洞出口，洞身全斷面被水流充滿，隧洞內(nèi)壁承受較大的內(nèi)水壓力。（2）無壓洞：工作閘門布置在隧洞的進(jìn)口，水流沒有充滿全斷面，有自由水面。一般說來，隧洞可以設(shè)計成有壓的，也可設(shè)計成無壓的，也可設(shè)計成前段是有壓的而后段是無壓的。但應(yīng)注意的是，在同一洞段內(nèi)，應(yīng)避免出現(xiàn)時而有壓時而無壓的明滿流交替現(xiàn)象，以防止引起振動、空蝕等不利流態(tài)。二、水工隧洞的特點（一）力學(xué)特點在巖層中開挖隧洞后，引起洞孔附近應(yīng)力重新分布，巖體產(chǎn)生新的變形，嚴(yán)重的會導(dǎo)致巖石崩塌。圍巖除了產(chǎn)生作用在襯砌上的圍巖壓力以外，同時又具有承載能力，可以與襯砌共同承受內(nèi)水壓力等荷載。無縫鋼管圍巖壓力與巖體承載能力的大小，主要取決于地質(zhì)條件。因此，應(yīng)使隧洞盡量避開軟弱巖層和不利的地質(zhì)構(gòu)造。（二）施工特點隧洞洞身斷面小，施工場地狹窄，洞線長，施工作業(yè)工序多，干擾大，工期一般較長。尤其是兼有導(dǎo)流任務(wù)的隧洞，其施工進(jìn)度往往控制著整個工程的工期。因此，加快施工進(jìn)度是隧洞工程建設(shè)中需要引起足夠的重視。（三）水流特點樞紐中的泄水隧洞，其進(jìn)口深式泄水洞。由于作用在隧洞上的水頭較高，流速較大，如果隧洞在彎道、漸變段等處的體型不合適或襯砌表面不平整，都可能出現(xiàn)氣蝕而引起破壞，所以要求隧洞體型設(shè)計得當(dāng)、施工質(zhì)量良好。泄水隧洞的水流流速高、單寬流量大、能量集中，在出口處有較強(qiáng)的沖刷能力，必須采取有效的消能防沖措施。三、水工隧洞的組成（1）進(jìn)口建筑物。位于隧洞進(jìn)口，其作用有：控制流量；保證進(jìn)流順暢，減小水頭損失；攔污。（2）洞身。位于隧洞中部，為水流通道。（3）出口建筑物。位于隧洞出口，主要作用是保證過洞水流與下游平水建筑物銜接。第二節(jié)水工隧洞的線路選擇及工程布置一、水工隧洞的線路選擇隧洞的路線選擇關(guān)系到工程造價、施工難易、工程進(jìn)度、運行可靠性等方面。影響隧洞線路選擇的因素很多，如地質(zhì)、地形、施工條件等。隧洞的線路選擇主要考慮以下幾個方面的因素：1、地質(zhì)條件2、地形條件3、水流條件4、施工條件二、水工隧洞的工程布置1、隧洞進(jìn)、出口的布置布置主要包括：進(jìn)、出口和洞身及閘門的布置。（1）隧洞的進(jìn)口高程應(yīng)根據(jù)隧洞的用途及實際運用要求來加以確定。（2）隧洞的出口布置應(yīng)保證水流下泄安全，出流平穩(wěn)。2、隧洞的縱坡選擇有壓洞的縱坡主要取決于進(jìn)出口高程，要求全線洞頂保持不小于2m的壓力水頭。有壓洞的底坡不宜采取平坡或反坡，因其會出現(xiàn)壓力余幅不足且不利于檢修排水。有壓洞的縱坡一般取為3‰～10‰。無壓隧洞的縱坡應(yīng)根據(jù)水力計算加以確定，一般要求在任何運用情況下，縱坡均應(yīng)大于臨界坡度。3、閘門位置布置檢修閘門設(shè)置在隧洞進(jìn)口，一般要求在靜水中啟閉。工作閘門用來調(diào)節(jié)流量和封閉孔口，要求能在動水中啟閉。無壓洞的工作閘門布置在進(jìn)口。為保證門后洞內(nèi)無壓流的流態(tài)，門后洞頂應(yīng)高出洞內(nèi)水面一定高度，并向門后通氣。有壓洞的工作閘門布置在出口。洞內(nèi)始終為有壓流，水流流態(tài)穩(wěn)定。深水式進(jìn)水口布置圖4、多用用途隧隧洞的的布置置為了減減小工工程量量，降降低工工程造造價，，往往往考慮慮一洞洞多用用或臨臨時任任務(wù)與與永久久任務(wù)務(wù)相結(jié)結(jié)合的的布置置方式式。（1）泄洪洪洞與與導(dǎo)流流洞合合一布布置，，在已已建工工程中中較常常采用用。（2）泄洪洪洞與與發(fā)電電洞合合一布布置（3）發(fā)發(fā)電與與灌溉溉隧洞洞的合合一布布置第三節(jié)節(jié)水水工工隧洞洞的構(gòu)構(gòu)造一、進(jìn)進(jìn)口建建筑物物1、進(jìn)口口建筑筑物的的形式式（1）豎豎井式式豎井式式進(jìn)口口是進(jìn)進(jìn)口附附近的的巖體體中開開鑿豎豎井。。優(yōu)點點是結(jié)結(jié)構(gòu)比比較簡簡單，，不需需要工工作橋橋，不不受風(fēng)風(fēng)浪和和冰的的影響響，抗抗震性性及穩(wěn)穩(wěn)定性性好。。（2）塔式式塔式進(jìn)進(jìn)口建建筑物物是獨獨立于于隧洞洞的進(jìn)進(jìn)口處處而不不依靠靠山坡坡的塔塔，用用工作作橋與與岸坡坡相連連。其其缺點點是，，受風(fēng)風(fēng)浪、、冰、、地震震的影影響大大，穩(wěn)穩(wěn)定性性相對對較差差，需需要較較長的的工作作橋。。常用用于岸岸坡巖巖石較較差，，覆蓋蓋層較較薄，，不宜宜修建建靠岸岸進(jìn)口口建筑筑物的的情況況。（3）岸塔塔式此種進(jìn)進(jìn)口是是靠在在開挖挖后洞洞臉巖巖坡上上的進(jìn)進(jìn)水塔塔。塔塔身可可以是是直立立的或或傾斜斜的。。岸塔塔式的的穩(wěn)定定性較較塔式式的好好，不不需工工作橋橋。適適用于于岸坡坡較陡陡，巖巖體比比較堅堅固穩(wěn)穩(wěn)定的的情況況。(4)斜坡式式斜坡式式進(jìn)水水口是是在較較完整整的巖巖坡上上進(jìn)行行平整整、開開挖、、護(hù)砌砌而修修建的的一種種進(jìn)水水。優(yōu)優(yōu)點是是，結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡單，，施工工、安安裝方方便，，穩(wěn)定定性好好，工工程量量小。。缺點點是，，由于于閘門門傾斜斜，閘閘門不不易依依靠自自重下下降。。斜坡坡式進(jìn)進(jìn)口一一般只只用于于中、、小型型工程程。（5）組合合式2．進(jìn)口口段的的組成成及構(gòu)構(gòu)造進(jìn)口段段的組組成包包括：：進(jìn)水水喇叭叭口、、閘門門室、、通氣氣孔、、平壓壓管和和漸變變段等等。進(jìn)水喇喇叭口口隧洞進(jìn)進(jìn)口為為頂板板和邊邊墻順順?biāo)髁鞣较蛳蛉蛳蛑饾u漸收縮縮的平平底矩矩形斷斷面，，形成成喇叭叭口。。收縮縮曲線線常采采用1/4橢圓曲曲線。。通氣孔孔設(shè)在泄泄水隧隧洞進(jìn)進(jìn)口或或中部部的閘閘門之之后應(yīng)應(yīng)設(shè)通通氣孔孔，其其作用用是：：①在工工作閘閘門各各級開開度下下承擔(dān)擔(dān)補(bǔ)氣氣任務(wù)務(wù)；②檢修修時，，在下下放檢檢修閘閘門后后，放放空洞洞內(nèi)水水流時時補(bǔ)氣氣；③檢修修完成成后，，向檢檢修閘閘門和和工作作閘門門之間間充水水時，，通氣氣孔用用以排排氣。。通氣孔孔的上上部進(jìn)進(jìn)口必必須與與閘門門啟閉閉機(jī)室室分開開設(shè)置置。通氣孔風(fēng)風(fēng)速應(yīng)保保持在20m/s左右為好好。平壓管為了減小小啟門力力，往往往要求檢檢修門在在靜水中中開啟。。為此，，常設(shè)置置繞過檢檢修門槽槽的平壓壓管。平壓管的的尺寸根根據(jù)所需需的灌水水時間（（約8小時左右右）。（4）攔污柵柵進(jìn)口處的的攔污柵柵是為了了防止水水庫中的的漂浮物物進(jìn)入隧隧洞。（5）閘室段段閘室段包包括閘門門、門槽槽、啟閉閉設(shè)備等等。閘門門分為工工作閘門門與檢修修閘門。。工作閘閘門要求求動水中中啟閉，，檢修閘閘門要求求靜水中中啟閉。。二、出口口段及消消能設(shè)施施有壓隧洞洞的出口口常設(shè)有有工作閘閘門及啟啟閉機(jī)室室，閘門門前有漸漸變段，，出口之之后即為為消能設(shè)設(shè)施。無無壓隧洞洞出口僅僅設(shè)有門門框，其其作用是是防止洞洞臉及其其以上巖巖石崩塌塌，并與與擴(kuò)散消消能設(shè)施施的兩側(cè)側(cè)邊墻相相銜接。。泄水隧洞洞出口水水流的特特點是隧隧洞出口口寬度小小，單寬寬流量大大，能量量集中，，所以常常在出口口處設(shè)置置擴(kuò)散段段，使水水流擴(kuò)散散，減小小單寬流流量，然然后再以以適當(dāng)形形式消能能。1．挑流消消能當(dāng)隧洞出出口高程程高于或或接近下下游水位位，且地地形地質(zhì)質(zhì)條件允允許時，，采用擴(kuò)擴(kuò)散式挑挑流消能能比較經(jīng)經(jīng)濟(jì)合理理，因為為它結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，，施工方方便，國國內(nèi)外泄泄洪、排排沙隧洞洞廣泛采采用這種種消能方方式。2．底流消消能當(dāng)隧洞出出口高程程接近下下游水位位時，也也可采用用擴(kuò)散式式底流水水躍消能能。底流流消能具具有工作作可靠、、消能比比較充分分、對下下游水面面波動影影響范圍圍小的優(yōu)優(yōu)點，但但缺點是是開挖量量大、施施工復(fù)雜雜、材料料用量多多、造價價高。3．窄縫式式挑坎消消能窄縫式挑挑坎消能能為挑坎坎處采用用收縮成成窄縫的的布置形形式。窄窄縫式挑挑坎與等等寬挑坎坎不同之之處在于于，它的的挑角很很小，一一般取0°，順?biāo)髁鞣较颍?，兩?cè)邊邊墻向中中心的顯顯著收縮縮使出水水口處水水流迅速速加深，，水舌的的出射角角在底部部和表層層差別很很大，底底部約0°，表層可可達(dá)45°左右，因因此水舌舌下緣挑挑距縮短短，上緣緣挑距加加大，水水流挑射射高度增增加，使使水流縱縱向擴(kuò)散散加大，，減小了了對河床床單位面面積上的的沖擊動動能，同同時水舌舌在空中中擴(kuò)散時時及入水水時大量量摻氣，，在水舌舌進(jìn)入水水墊后氣氣泡上升升，大大大減輕了了對下游游河床的的沖刷。。4．洞中突突擴(kuò)消能能洞中突擴(kuò)擴(kuò)消能也也稱為孔孔板消能能，它是是在有壓壓隧洞中中設(shè)置過過流斷面面較小的的孔板，，利用水水流流經(jīng)經(jīng)孔板時時突縮和和突擴(kuò)造造成的漩漩滾，在在水流內(nèi)內(nèi)部產(chǎn)生生摩擦和和碰撞，，消減大大量能量量。黃河小浪浪底水利利樞紐中中將導(dǎo)流流洞改建建為壓力力泄洪洞洞，就采采用了多多級孔板板消能方方案，在在直徑為為D=14.5m的洞中布布置了三三道孔板板，孔板板間距為為3D=43.5m，由導(dǎo)流流洞改建建的泄洪洪洞，經(jīng)經(jīng)過三級級孔板消消能，可可將140m水頭消煞煞去60m水頭，洞洞內(nèi)平均均流速僅僅10m/s。第四節(jié)隧隧洞洞洞身的的型式及及構(gòu)造一、洞身身斷面型型式及尺尺寸1、無壓隧隧洞的斷斷面形式式及尺寸寸無壓隧洞洞多采用用圓拱直直墻形（（城門洞洞）斷面面。如圍圍巖條件件較差還還可以采采用馬蹄蹄形斷面面。無壓隧洞洞的斷面面尺寸主主要根據(jù)據(jù)其泄流流能力要要求及洞洞內(nèi)水面面線來確確定。流速較低低、通氣氣良好的的隧洞，，要求水水面以上上凈空不不小于洞洞身斷面面面積的的15%～25%，沖擊波波波峰高高不應(yīng)超超過城門門洞形斷斷面的直直墻范圍圍。在確確定隧洞洞斷面尺尺寸時，，還應(yīng)考考慮到洞洞內(nèi)施工工和檢查查維修等等對最小小尺寸的的要求。。2、有壓隧隧洞的斷斷面形式式及尺寸寸有壓隧洞洞由于內(nèi)內(nèi)水壓力力較大，，一般均均采用圓圓形斷面面。有壓隧洞洞的斷面面尺寸應(yīng)應(yīng)根據(jù)泄泄流能力力要求以以及沿程程壓坡線線情況來來確定。。二、洞身身襯砌的的類型及及構(gòu)造襯砌是指指沿開挖挖洞壁而而做的人人工護(hù)壁壁，主要要作用是是：①阻阻止圍巖巖變形的的發(fā)展，，保證圍圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定；②②承受圍圍巖壓力力、內(nèi)水水壓力和和其它荷荷載；③③防止?jié)B滲漏；④④保護(hù)圍圍巖免受受水流、、空氣、、溫度、、干濕變變化等的的沖蝕破破壞作用用；⑤平平整圍巖巖，減小小表面糙糙率。1、襯砌的的類型：：平整襯襯砌（也也稱護(hù)面面）、單單層襯砌砌、噴噴錨襯砌砌、組組合式襯襯砌、、預(yù)應(yīng)力力襯砌2、襯砌的的分縫與與止水在混凝土土及鋼筋筋混凝土土襯砌中中，一般般設(shè)有施施工縫和和永久性性的橫向向變形縫縫。隧洞在穿穿過斷層層、軟弱弱破碎帶帶以及和和豎井交交接處，，襯砌需需要加厚厚，應(yīng)設(shè)設(shè)置橫向向變形縫縫。圍巖地質(zhì)質(zhì)條件比比較均一一的洞身身段只設(shè)設(shè)施工縫縫。一般般分段長長度為6～12m，底拱和和邊拱、、頂拱的的環(huán)向縫縫不得錯錯開?？v縱向施工工縫應(yīng)設(shè)設(shè)置在襯襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)拉應(yīng)力力及剪應(yīng)應(yīng)力較小小的部位位。3、灌漿回填灌漿漿回填灌漿漿是為了了填充襯襯砌與圍圍巖之間間的空隙隙，使之之結(jié)合緊緊密，以以改善傳傳力條件件和減少少滲漏。。固結(jié)灌漿漿固結(jié)灌漿漿是為了了加固圍圍巖，提提高圍巖巖的整體體性，減減小圍巖巖壓力，，保證巖巖石的彈彈性抗力力，減小小地下水水對襯砌砌的壓力力和減少少滲漏。。4、排水設(shè)置排水水是為了了降低作作用在襯襯砌外壁壁上的外外水壓力力。對于無壓壓隧洞襯襯砌，當(dāng)當(dāng)?shù)叵滤惠^高高時，外外水壓力力成為襯襯砌的主主要荷載載?？稍谠诙吹自O(shè)設(shè)縱向排排水管通通向下游游，或在在洞內(nèi)水水面線以以上，通通過襯砌砌設(shè)置排排水孔，，將地下下水直接接引入洞洞內(nèi)，排排水孔間間距、排排距以及及孔深一一般為2～4m。對于有壓壓圓形隧隧洞，可可不設(shè)置置排水設(shè)設(shè)備。當(dāng)當(dāng)外水位位很高，，外水壓壓力很大大，對襯襯砌設(shè)計計起控制制作用時時，可在在襯砌底底部外側(cè)側(cè)設(shè)縱向向排水管管，通至至下游，，必要時時，為提提高排水水效果，，可沿洞洞軸線每每隔6～8m，設(shè)一道道環(huán)向排排水槽，，環(huán)向排排水槽可可用礫石石鋪筑，，將搜集集滲水匯匯入縱向向排水管管。第五節(jié)隧隧洞洞襯砌的的荷載及及結(jié)構(gòu)計計算一、荷載載的種類類及其計計算作用在隧隧洞襯砌砌上的荷荷載，分分為基本本荷載和和特殊荷荷載兩類類?；竞奢d載，長期期或經(jīng)常常作用在在襯砌上上的荷載載。包括括襯砌自自重、圍圍巖壓力力、設(shè)計計條件下下的內(nèi)水水壓力、、穩(wěn)定滲滲流情況況下的外外水壓力力、預(yù)應(yīng)應(yīng)力等。。特殊荷載載，即出出現(xiàn)機(jī)遇遇較少的的、不經(jīng)經(jīng)常作用用在襯砌砌上的荷荷載。包包括校核核洪水位位時的內(nèi)內(nèi)水壓力力和相應(yīng)應(yīng)的外水水壓力、、地震荷荷載、施施工荷載載、灌漿漿壓力、、溫度荷荷載等。。荷載計算算的對象象是單位位洞長。。1、圍巖壓壓力在巖體中中開挖隧隧洞，破破壞了巖巖體的平平衡狀態(tài)態(tài)，引起起圍巖的的應(yīng)力重重新分布布，圍巖巖發(fā)生變變形，甚甚至塌落落，襯砌砌承受的的這些可可能崩塌塌圍巖的的壓力稱稱為圍巖巖壓力，，也稱為為山巖壓壓力。圍巖壓力力按作用用的方向向可分為為垂直圍圍巖壓力力和側(cè)向向圍巖壓壓力。對于不同同的圍巖巖類別，，用不同同的方法法來估算算圍巖壓壓力對于Ⅰ類圍巖，，可不計計圍巖壓壓力。對于Ⅱ、Ⅲ類圍巖，，可用經(jīng)經(jīng)驗估算算法來估估算圍巖巖壓力，，在隧洞洞開挖后后，應(yīng)根根據(jù)補(bǔ)充充的地質(zhì)質(zhì)資料和和實際情情況，進(jìn)進(jìn)行必要要的修正正。對于Ⅳ、Ⅴ類圍巖，，可按松松散介質(zhì)質(zhì)平衡理理論，采采用塌落落拱法估估算圍巖巖壓力。。塊狀、中中厚層或或厚層狀狀結(jié)構(gòu)的的圍巖，，可根據(jù)據(jù)圍巖中中不穩(wěn)定定塊體的的重量來來確定圍圍巖壓力力。對于不能能形成穩(wěn)穩(wěn)定塌落落拱的淺淺埋隧洞洞，圍巖巖壓力可可按隧洞洞拱頂上上復(fù)巖體體的重量量來估算算。采用噴錨錨支護(hù)或或鋼支撐撐等圍巖巖加固措措施，已已使圍巖巖處于穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)，可少少計或不不計圍巖巖壓力。。2、彈性抗抗力當(dāng)襯砌承承受荷載載后，向向圍巖方方向變形形時，會會受到圍圍巖的抵抵抗，這這個抵抗抗力稱為為彈性抗抗力。彈彈性抗力力是當(dāng)襯襯砌受力力后向圍圍巖變形形，圍巖巖反作用用于襯砌砌，而使使襯砌受受到的被被動抗力力。彈性性抗力的的存在，，對于襯襯砌是有有利的。。影響彈性性抗力的的因素主主要是，，圍巖的的巖性、、構(gòu)造、、強(qiáng)度及及厚度，，同時還還必須保保證襯砌砌與圍巖巖緊密結(jié)結(jié)合。為為有效地地利用彈彈性抗力力，常對對圍巖進(jìn)進(jìn)行灌漿漿加固并并填實襯襯砌與圍圍巖間的的空隙。。由于彈彈性抗力力對于襯襯砌是有有利的，，對彈性性抗力的的估算不不能過高高。彈性抗力力的存在在要求圍圍巖有足足夠的厚厚度，對對于有壓壓洞，只只有在圍圍巖厚度度大于３３倍開挖挖洞徑時時，才可可考慮彈彈性抗力力。對于于無壓洞洞，如果果兩側(cè)有有足夠的的厚度且且無不利利的滑動動面時，，可以考考慮彈性性抗力。。3、內(nèi)水壓壓力內(nèi)水壓力力是指作作用在襯襯砌內(nèi)壁壁上的水水壓力。。它是有有壓隧洞洞的主要要荷載。。內(nèi)水壓力力可分解解為兩部部分：即即均勻內(nèi)內(nèi)水壓力力和非均均勻內(nèi)水水壓力（（無水頭頭洞內(nèi)滿滿水壓力力）。均勻內(nèi)水水壓力是是由洞洞頂內(nèi)壁壁以上的的水頭產(chǎn)產(chǎn)生的。。非均勻內(nèi)內(nèi)水壓力力是指洞洞內(nèi)充滿滿水，洞洞頂處水水壓力為為零，洞洞底處的的水壓力力為２γｒi時的水壓壓力。非均勻內(nèi)內(nèi)水壓力力的合力力，方向向向下，，數(shù)值等等于單位位洞長內(nèi)內(nèi)的總水水重。內(nèi)水壓力力為以上上兩者的的疊加。。4、外水壓壓力外水壓力力是指作作用在襯襯砌外壁壁上的地地下水壓壓力，其其值取決決于水庫庫蓄水后后的地下下水位線線的高低低，難以以準(zhǔn)確計計算。對對于無壓壓隧洞，，一般采采用在襯襯砌外壁壁布置排排水措施施來消除除外水壓壓力。對對于有壓壓隧洞，，外水壓壓力有抵抵消內(nèi)水水壓力的的作用，，需要慎慎重考慮慮。工程中常常將地下下水位線線至隧洞洞襯砌外外壁的作作用水頭頭乘上一一個折減減系數(shù)βe后，作為為地下水水位線的的計算值值。βe可參考書書上表選選用。5、襯砌自自重襯砌自重重是指沿沿隧洞軸軸1米長襯砌砌的重量量。襯砌單位位面積上上的自重重強(qiáng)度g為：g=γhδ式中：γh—襯砌材料料的重度度，kN/m3，混凝土土γh＝24kN/m3，鋼筋混混凝土γh=25kN/m3.δ—襯砌厚度度，應(yīng)考考慮超挖挖回填的的影響，，m。6、其它荷荷載灌漿壓力力、溫度度荷載、、地震荷荷載等一一些其它它荷載，，或為施施工期臨臨時作用用或?qū)σr襯砌影響響較小或或出現(xiàn)機(jī)機(jī)率很小小，在設(shè)設(shè)計中較較少考慮慮。二、荷載載組合設(shè)計中?？紤]慮的荷載組合合有：⑴正常運用情情況：圍巖壓壓力＋襯砌自自重＋宣泄設(shè)設(shè)計洪水時內(nèi)內(nèi)水壓力＋外外水壓力。⑵施工、檢修修情況：圍巖巖壓力＋襯砌砌自重＋可能能出現(xiàn)的最大大外水壓力。。⑶非常運用情情況：圍巖壓壓力＋襯砌自自重＋宣泄校校核洪水時內(nèi)內(nèi)水壓力＋外外水壓力。正常運用情況況屬于基本組組合，在襯砌砌設(shè)計時往往往以正常運用用情況來確定定襯砌的厚度度、材料強(qiáng)度度等級和配筋筋量，用其它它情況來作校校核。三、襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)計算1、襯砌結(jié)構(gòu)計計算的目的是是確定襯砌厚厚度、材料強(qiáng)強(qiáng)度等級以及及配筋量。2、襯砌結(jié)構(gòu)計計算的對象根據(jù)隧洞沿線線荷載、斷面面形狀與尺寸寸的不同將其其分為若干段段，每段選取取一代表性的的單位洞長作作為計算對象象。3、襯砌結(jié)構(gòu)計計算的步驟（1）選擇襯砌型型式并初步擬擬定其厚度（2）分別計算單單位洞長上各各種荷載產(chǎn)生生的內(nèi)力，并并按不同荷載載組合疊加。。（3）進(jìn)行強(qiáng)度校校核、確定配配筋量，判定定初擬襯砌厚厚度是否合理理并進(jìn)行修改改。4、襯砌結(jié)構(gòu)計計算的方法當(dāng)前有兩種：：一種是以襯襯砌為計算對對象的結(jié)構(gòu)力力學(xué)法；另一一種是以隧洞洞整體為計算算對象的彈性性力學(xué)法。第六節(jié)新新奧法與噴錨錨支護(hù)一、新奧法簡簡介新奧法是新奧奧地利隧道工工程法的簡稱稱。1、新奧法的基基本內(nèi)容圍巖有自承應(yīng)應(yīng)力。隧洞開挖應(yīng)采采用控制爆破破及其他對圍圍巖損傷較小小的掘進(jìn)方法法。適時柔性支護(hù)護(hù)。現(xiàn)場測量。2、新奧法的優(yōu)優(yōu)點（1）超挖少、支支護(hù)層薄、工工序少，工程程建設(shè)能做到到快速、經(jīng)濟(jì)濟(jì)。（2）適應(yīng)強(qiáng)、安安全。（3）地表沉陷小小。二、隧洞的噴噴錨支護(hù)1、噴錨支護(hù)的的類型及適用用條件定義：噴錨支支護(hù)是噴混凝凝土、設(shè)置錨錨桿式聯(lián)合使使用噴混凝土土與錨桿支護(hù)的的總稱。有時時還加鋼筋網(wǎng)網(wǎng)。（根據(jù)工工程情況、地地質(zhì)條件選用用）優(yōu)點：節(jié)省三三材，降低造造價，減輕勞勞動強(qiáng)度，縮縮短工期，與與常用襯砌比比較：支護(hù)快快、頂部緊帖帖、柔性大、、糙率大。在水利水電工工程中的應(yīng)用用：施工期臨時支支護(hù)及導(dǎo)流隧隧洞等臨時工工程永久性：①無無壓隧洞的頂頂部部分②有壓隧洞的的低水頭、低低流速類型：①噴錨支護(hù)噴錨支護(hù)與圍圍巖共同工作作，改善支護(hù)護(hù)工作條件，，也加固了圍圍巖。噴了混混凝土，隔絕絕圍巖與大氣氣的接觸，堵堵塞滲水通道道，給圍巖的的自身穩(wěn)定性性創(chuàng)造了有利利的條件。②錨桿支護(hù)（（節(jié)理發(fā)育的的圍巖常采用用）利用錨桿將松松動巖體或較較軟弱巖體聯(lián)聯(lián)結(jié)在穩(wěn)定的的巖體上。③噴混凝土+錨桿支護(hù)：用用于強(qiáng)度不高高或完整性很很差的巖層。。④噴混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)支護(hù)對于軟弱的不不良地質(zhì)巖層層的噴錨支護(hù)護(hù)中，一般加加設(shè)鋼筋網(wǎng)以以承受拉應(yīng)力力，提高噴混混凝土層的強(qiáng)強(qiáng)度，并減少少溫度裂縫。。二、噴錨支護(hù)護(hù)的工作原理理及計算方法法1、原理：巖體體中開挖洞室室后，破壞了了原有巖層的的平衡狀態(tài)，，洞室附近應(yīng)應(yīng)力分配，并并有、向臨空空面產(chǎn)生位移移。當(dāng)圍巖應(yīng)應(yīng)力不超過彈彈性極限時巖巖體是穩(wěn)定的的；當(dāng)圍巖應(yīng)應(yīng)力超過此極極限強(qiáng)度時，，這個區(qū)域內(nèi)內(nèi)的巖體將呈呈塑性狀態(tài)，，形成塑性區(qū)區(qū)（日松弛區(qū)區(qū)）。由于塑塑性影響，在在洞壁處應(yīng)力力減小而在深深處應(yīng)力增大大，并認(rèn)為在在該塑性區(qū)內(nèi)內(nèi)形成一個承承重圈，有一一定承受周圍圍巖石的能力力（即自承作作用），如能能及時進(jìn)行支支護(hù)，給巖體體以反力，阻阻止其變形的的發(fā)展，防止止坍塌，保持持圍巖穩(wěn)定。。要求：噴錨支支護(hù)與圍巖緊緊密貼接；既既有一定剛剛度，又有一一定柔性。2、計算方法：：（1）危石理論論的計算方法法節(jié)理、裂隙、、裂縫切割圍圍巖的塊體。。塊體間相互咬咬合主動力：為巖巖體重量；阻阻“掉”力：：為咬合力1按“沖切”破破壞（噴錨情情況）②按粘結(jié)破破壞（撕開開）（噴混混凝土情況況）③懸吊理論論（錨桿不不拉斷）（（噴錨聯(lián)合合）可能墜落的的巖體重量量=錨桿承受的的拉力缺點：1、未反映支支護(hù)的整體體作用。２、未反映映應(yīng)力場的的調(diào)整。３、分析危危石困難。。（2）組合拱理理論的計算算方法：認(rèn)為襯砌與與圍巖共同同承受山巖巖壓力，根根據(jù)不同巖巖層決定山山巖壓力，，按組合拱拱計算M、Q、T缺點：不是是M、Q、T作用的內(nèi)力力破壞，與與實際有差差異。剪切破壞理理論：奧地利-賴伯塞佳““剪切破壞壞理論”認(rèn)認(rèn)為剪切破破壞是唯一一的形式，，地層壓力力采用彈塑塑性理論計計算。以上理論，，尚處于探探索、研究究階段，計計算方法不不盡完全合合理，工程程設(shè)計中大大都采用類類比法和進(jìn)進(jìn)行某些粗粗略計算。。三、噴錨支支護(hù)設(shè)計（一）確定定支護(hù)參數(shù)數(shù)圍巖分五類類：穩(wěn)定、、基本穩(wěn)定定、穩(wěn)定性性差、不穩(wěn)穩(wěn)定、極不不穩(wěn)定。國內(nèi)：噴噴錨厚度5—20cm（二）選定定適宜的支支護(hù)時間四、水工隧隧洞中噴錨錨支護(hù)的幾幾個問題1、錨噴襯砌砌的承載能能力—25mm錨噴襯砌的的厚度一般般只有模澆澆襯砌的1/3～1/4。在隧洞進(jìn)、、出口等薄薄弱部位，，擔(dān)心開裂裂，內(nèi)水外外滲而造成成失穩(wěn)。規(guī)規(guī)范規(guī)定，，這些部位位仍用模澆澆混凝土。。２、糙率系系數(shù)問題錨噴糙率系系數(shù)比模澆澆混凝土大大的多引水發(fā)電洞洞————水頭損失（（電能損失失）只只作施工穩(wěn)穩(wěn)定圍巖用用，泄水隧洞————易出現(xiàn)空蝕蝕破壞另另外加模模澆混凝土土。３、抗沖刷刷能力問題題錨噴襯砌的的厚度較薄薄、且表面面粗糙，但但規(guī)范仍規(guī)規(guī)定v≤8m/s４、施工技技術(shù)方法重視開挖：：光面爆破破或預(yù)裂爆爆破——避免過大地地對圍巖的的擾動。最最大限度保保持圍巖的的穩(wěn)定性，，減小洞壁壁表面的起起伏差，在在此基礎(chǔ)上上噴錨支護(hù)護(hù)，大大降降低糙率（（n）。第七節(jié)壩壩下涵管管壩下涵管主主要用于土土石壩水庫庫樞紐中，，起引水、、泄洪、沖沖沙、防空空等作用。。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單、施施工方便、、工期較短短、造價低低，因此在