5．如何选择河岸溢洪道的消能方式？

河岸溢洪道一般采用挑流消能或底流消能。

挑流消能一般适用于较好岩石地基的高中水头枢纽，挑坎结构形式一般有重力式、衬砌式。后者适用于坚硬完整岩基，在下游常做一段短护坦，以防止水流大时产生贴流而冲刷齿墙底脚。

底流消能可适用于各种地基，不适用于有排漂和排凌要求的情况。在河岸溢洪道中一般适用于土基或破碎软弱的岩基上。

6．正槽溢洪道的水力计算内容包括哪些内容？

（1）计算进水渠内流速，求库水位与下泄流量关系曲线，校核泄流能力，求渠内水面曲线，确定进水渠边高

（2）控制段：校核溢流堰过水能力

（3）过渡段水力计算①渐变槽式过渡段②缩窄陡槽型过渡段

泄槽水力计算：计算泄槽内水深和流速的沿程变化，进行水面线计算，以确定边墙高度，为边墙及衬砌的结构设计和下游消能计算提供依据。

7．为什么要设置非常溢洪道？非常溢洪道有哪几种形式？

在建筑物运行期间可能出现超过设计标准的洪水，由于这种洪水出现机会极少，泄流时间也不长，所以在枢纽中可以用结构简单的非常溢洪道来泄洪。

非常溢洪道的形式有漫流式、自溃式、爆破引溃式。

第七章 水工隧洞坝下涵管自测题

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、__塔__式、岸塔式和_斜坡___式。其中_塔式___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_有压隧洞____、__无压隧洞___两种形式，__无压隧洞__更能适应地质条件较差的情况，但其__流态___复杂，所以应避免平面转弯。

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 涵衣 。

5. 无压隧洞多采用 圆拱直墙形 断面。 6. 有压隧洞多采用 圆形 断面。

9. 水工隧洞按用途可分为 泄水洞 、引水洞 、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 分级卧管式 、 塔式 、 斜拉闸门式 。 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 截水环 。 四、名词解释 1. 水工隧洞

21

第七章 水工隧洞与坝下涵管答案 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。 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 ）。

B、充填衬砌与围岩之间的空隙，使之结合紧密 6.弹性抗力的分布范围为（ B ）（考虑洞身的对称性）。 A、0～π B、π/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。（√） 四、名词解释 1．有压隧洞

指洞内充满水，没有自由水面，断面形状一般为圆形的过水隧洞。 2．弹性抗力

当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，会受到围岩的抵抗，这个抵抗力称之为弹性抗力。 3．围岩压力

隧洞在岩体中开挖衬砌后，围岩的变形，滑移乃至坍塌趋势受到衬砌扼阻，此时围岩作用于衬砌的力称为围岩压力。

4．单位弹性抗力系数

隧洞开挖半径为100cm时的围岩抗力系数。 5．涵洞

在土石坝枢纽中，当由于两岸地质条件或其他原因不易开挖隧洞时，采用在土石坝下埋社涵管的方式。 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？ 答：竖井式：在隧洞进口附近岩体比较坚固完整。

塔式：岸坡岩石较差，覆盖层较薄，不宜修建靠岩进口建筑物 岸塔式：适于岸坡较陡，岩体比较坚固稳定的情况。 斜坡式：适于较完整的岩坡。 2．水工隧洞按用途如何分类？

22

答：泄洪洞：配合溢洪道宣泄洪水，保证枢纽安全。 引水洞：引水发电，灌溉或洪水。

排沙洞：排放水库泥沙，延长水库使用年限。

放空洞：在必要的情况下，放空水库，用于人防或检修大坝。 导流洞：在水利枢纽的建设施工期用来施工导流。

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。

答：内水压力——指作用在衬砌内壁上的水压力。

3 均匀：P1??h γ——水的重度，k?/m。

H——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头，m。 非均匀：

?2??ri(1?cos?)

ri——衬砌内径，m。

θ——计算点半径与洞顶半径的夹角。

4．水工隧洞衬砌的作用是什么？衬砌有哪些种类？ 答：作用：①防止围岩变形，保证围岩的稳定。 ②承受围岩压力，内水压力和其他荷载 ③ 防止渗漏。

④保护围岩免受水流，空气，温度，干湿变化等冲蚀破坏作用。 ⑤平整围岩，减小表面粗糙，增大过流能力。

类型：1）平整衬砌；2）单层衬砌；3）喷锚衬砌；4）组合式衬砌；5）预应力衬砌。 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。 答： ???1??2??h??i(1?cos?)

2 ?1 ——均匀内水压力,kN/m。

?1 ?2——非均匀内水压力kN/m2。

?2 ?——水的重度,kN/m3。

? ?i——衬砌内半径,m。

h——高出衬砌内壁顶点以上的内水压力水头,m。 6．坝下涵管与水工隧洞相比较各有什么特点？

答：坝下涵管属于深式泄水或放水建筑物，后者是地下建筑物。 前者结构简单，施工方便，工期较短，造价也低。

后者断面小，施工场地狭乍，工序多，干扰大，工期一般较长。 7．涵管管身的细部构造有哪些？各有什么作用？

答：1）伸缩缝：为适应地基变形，管身伸缩及施工要求，防止管身在温度变化时产生横向裂缝。 2）管座：防止地基不均匀沉降而导致管身断裂

3）截水环：防止集中渗流，在外围设置，以改变水流方向，增加渗径，减小渗流。 4）涵衣：防止集中渗流。

8．为什么说涵管上的土压力计算与施工方式有关？

答：管身上土压力的大小主要与填土高度，填土性质等因素有关，另外，还与基础的形成以及管道的埋设

23

方式有关。因此，土压力的计算与施工方式有关。 9．什么是隧洞的空蚀破坏，如何避免？

答：由于高速水流的作用和隧洞边界不平整而引起洞内产生负压，进而破坏隧洞，隧洞中产生空蚀现象，具有很大的破坏力，初期只是表层的轻度剥蚀，如处理不及时，继续发展，可能蚀穿洞壁，影响正常运用。 措施 ：改善水流的边界条件，选用抗空蚀材料，控制闸门开度通气减蚀，掺气减蚀，加强施工质量控制。 第八章 渠系建筑物答案 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：控制 建筑物、交叉 建筑物、落差建筑物、 泄水 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 四 级固定渠道所组成。各自的作用不同，其中： 干支 渠为输水渠道， 斗农 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 断面尺寸 、确定渠道形状、结构 以及渠道 空间位置 。

4. 渠道的设计要求较多，如：①有足够的输水能力，以满足 灌区 的需要；②有足够的水位，以满足 自流灌溉 的要求；③有适宜的流速，以满足 不冲不淤 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 渠道纵坡、③最高水位线、④ 正常水位线、⑤最低水位线和⑥ 渠底线 。

6. 有坝取水枢纽，是指河道水量 较丰富 、但水位 较低 、不能满足 自流灌溉 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 平顺 、冲刷越 轻 、渠首的布置也就越困难。

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 槽身 、 支撑结构和 基础及进出口建筑物部分组成。 9. 渡槽的适用条件，一般是所跨越的河渠相对高差 较大，河道的岸坡 较陡，洪水流量 较大 的情况。 10. 渡槽根据支撑结构的情况可分为： 梁式渡槽及 拱式渡槽 两大类。 11. 梁式渡槽，根据其支承点位置的不同，可分为： 简支梁 式、 双悬臂梁 式和单悬臂梁 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 等跨双悬臂 式和 等弯矩双悬臂 式两种形式，其中等跨双悬臂式的跨中弯矩为零，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 板拱 式渡槽、肋拱 式渡槽和 双曲拱式渡槽。

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），其流态属于明渠均匀流，流量公式为Q=A﹡C﹡Ri；当L＜（15～20）H时，其流量按 淹没宽顶堰流公式计算。

15. 梁式渡槽槽身纵向结构计算时，一般按 满槽水情况设计；横向结构计算时，一般沿 槽长 方向取单位长度，按 平面 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： 单排架、 双排架、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 刚性基础 、 整体板基础 、钻孔桩以及沉井基础等。

18. 桥面是直接承受各种荷载的部分，桥面的构造主要包括：行车道板 桥面铺装、 人行道 、 栏杆、变形缝等。

19. 倒虹吸管一般由进口段、管身段、出口段三部分组成。进口段主要包括： 进水口、拦污栅、闸门、启闭机、进口渐变段、沉沙池等，设计要求为 具有平顺的轮廓，应满足稳定、防冲和防渗等要求 ；出

24