第七章引水建筑物第一節渠道工程第二節水工隧洞第三節壓力前池及調壓室第四節壓力管道第五節渡槽第六節倒虹吸管第七節壩下涵管第八節涵洞第九節其他渠系建筑物第一節渠道工程一、概述在灌區利用灌溉渠道輸水及利用排水溝道排水的過程中為滿足控制水流、分配水量、上下游連接和水流交叉等要求而修建的各種水工建筑物，統稱為渠系建筑物。渠系建筑物的特點是單個工程的規模一般不大，但數量多，總工程量往往是渠首工程的若干倍。因此，設計標準對工程投資及安全性影響很大。（一）渠系建筑物的種類及作用（1）控制建筑物。如進水閘、節制閘、分水閘等。（2）泄水建筑物。如溢流堰、泄水閘、退水閘等。（3）交叉建筑物。如渡槽、倒虹吸管、涵洞、隧洞、橋梁等。（4）落差建筑物。如跌水、陡坡等。（5）沖沉沙建筑物。如沉沙池、沖沙閘、沖沙管等。（6）量水建筑物。如量水堰、量水槽、量水噴嘴等。（7）便民利民建筑物。如農橋、踏步、碼頭等。（二）渠系建筑物的布置原則（1）數量恰當，效益最大。（2）安全運行，保證供水。（3）聯合修建，形成樞紐。（4）獨立供水，方便管理。（5）便于交通，方便生產。（三）渠系建筑物的特點（1）面廣量大，總投資多。（2）建筑物具有相似性。（3）受地形影響大，與群眾聯系密切。（四）渠系建筑物的定型設計二、渠道（一）概述渠道是發電、灌溉、航運、給水、排水等水利工程中廣泛采用的輸水建筑物。灌溉用渠道，一般可分為干、支、斗、農、毛五級，構成完整的灌溉系統，前四級一般為固定渠道，第五級多為臨時渠道。一般干、支渠主要起輸水作用，稱為輸水渠道；斗、農渠主要起配水作用，稱為配水渠道。（二）渠道線路選擇（1）地形條件。（2）地質條件。（3）施工條件。（4）管理要求。（三）渠道的縱橫斷面設計合理的渠道斷面設計，一般應滿足以下幾方面具體要求：①有足夠的輸水能力，以滿足用戶對用水水量的需要；②有足夠的水位，以滿足自流灌溉的要求；③有適宜的渠道水流流速，以滿足渠道不沖、不淤或周期性沖淤平衡的要求；④有穩定的邊坡，以保證渠道安全運用；⑤有合理的斷面形式，以減少滲漏等損失，提高水利用系數；⑥盡量滿足綜合利用要求，做到一專多能；⑦盡量使工程量最少，以有效降低工程總投資，發揮最大工程效益。（四）水電站動力渠道1、動力渠道的基本要求（1）足夠的輸水能力。（2）水質符合要求。（3）運行安全可靠。（4）渠道應能控制和維護檢修，并設排泄洪水的工程措施。（5）渠道工程應滿足經濟要求。2、動力渠道的類型和適用條件（1）自動調節渠道。（2）非自動調節渠道。第二節水工隧洞一、概述（一）水工隧洞的類型1、水工隧洞的作用（1）配合溢洪道宣泄洪水，有時也作為主要泄洪建筑物之用。（2）引水發電，或為灌溉、供水和航運輸水。（3）排放水庫泥沙，延長使用年限，有利于水電站等的正常運行。（4）放空水庫，用于人防或檢修建筑物。（5）在水利樞紐施工期用作導流建筑物。2、類型（1）按作用可分為泄洪隧洞、引水發電和尾水隧洞、灌溉和供水隧洞、放空和排沙隧洞、施工導流隧洞。（2）按隧洞內的水流狀態可分為有壓隧洞和無壓隧洞。（二）水工隧洞的工作特點（1）水力特點。（2）結構特點。（3）施工特點。（三）水工隧洞的組成（1）進口段。（2）洞身段。（3）出口段。二、水工隧洞的布置與選線（一）總體布置及線路選擇1、總體布置2、線路選擇（1）隧洞的線路應盡量避開不利的地質構造、圍巖中可能存在的不穩定地段及地下水位高、滲水量豐富的地段，以減小作用于襯砌上的圍巖壓力和外水壓力。（2）洞線在平面上應力求短直，這樣既可減少工程費用，方便施工，又有良好的水流條件。（3）進、出口位置合適。（4）隧洞應有一定的埋藏深度。（5）隧洞的縱坡應綜合分析比較確定。（6）對于長隧洞，可布置施工支洞、豎井，以便增加工作面。（二）閘門在隧洞中的布置引水隧洞中一般要設置兩道閘門，一道是工作閘門，用來調節流量和封閉孔口，能在動水中啟閉；一道是檢修閘門，設置在進口，用來擋水，以便檢修工作閘門或隧洞。大中型隧洞的深式進水口常要求檢修閘門能在動水中關閉，靜水中開啟，以滿足發生事故時的需要，所以也稱事故檢修門。對于有壓泄水隧洞，其工作閘門通常布置在出口。三、水工隧洞各組成部分的形式及構造（一）進口段有壓隧洞進口段包括進口喇叭口、閘門室、通氣孔、平壓管和漸變段等部分。（二）洞身段1、洞身斷面形式有壓隧洞一般均采用圓形斷面，原因是圓形斷面的水流條件和受力條件都較為有利。無壓隧洞可采用城門洞形、馬蹄形或蛋形等斷面。2、洞身斷面尺寸3、洞身襯砌（1）襯砌的功用：①限制圍巖變形，保證圍巖穩定；②承受圍巖壓力、內水壓力等荷載；③防止滲漏；④保護巖石免受水流、空氣、溫度、干濕變化等的沖蝕破壞作用；⑤減小表面糙率。（2）襯砌的類型：平整襯砌、單層襯砌、組合式襯砌、預應力襯砌、噴錨襯砌等。（3）襯砌分縫。混凝土及鋼筋混凝土襯砌是分段分塊澆筑的。為防止混凝土干縮和溫度應力而產生裂縫，在相鄰分段間設有環向伸縮縫，有壓隧洞需在縫中設止水。4、灌漿隧洞灌漿分為回填灌漿和固結灌漿兩種。回填灌漿是為了充填襯砌與圍巖之間的空隙，使之結合緊密，共同受力，以發揮圍巖的彈性抗力作用，并減少滲漏。固結灌漿的目的在于加固圍巖，提高圍巖的整體性，減小圍巖壓力，保證圍巖的彈性抗力，減小滲漏。5、排水設置排水，可以降低作用在襯砌上的外水壓力。（三）出口段有壓隧洞出口，絕大多數設有工作閘門、啟閉機室、漸變段、消能設施等。四、水工隧洞的襯砌計算（一）荷載及其組合1、圍巖壓力也稱山巖壓力。指隧洞開挖后由于圍巖變形或塌落而作用在襯砌上的壓力。2、彈性抗力在荷載作用下，襯砌向外變形時受到圍巖的抵抗，這種因圍巖抵抗襯砌向外變形而作用在襯砌外壁的作用力，稱為彈性抗力。3、內、外水壓力4、襯砌自重5、荷載組合（1）正常運用情況。山巖壓力+襯砌自重+宣泄設計洪水時的內水壓力+外水壓力。（2）施工、檢修情況。山巖壓力+襯砌自重+可能出現的最大外水壓力。（3）非常運用情況。山巖壓力+襯砌自重+宣泄校核洪水時的內水壓力+外水壓力。（二）襯砌結構計算（略）五、水工隧洞的噴錨支護噴錨支護是噴混凝土支護與錨桿支護的總稱。主要類型有：噴混凝土支護、錨桿支護、噴混凝土錨桿聯合支護、噴錨加鋼筋網支護。第三節壓力前池及調壓室一、壓力前池又稱壓力池或前池，位于動力渠道的末端，是水電站引水建筑物與水輪機壓力管道的連接建筑物。（一）壓力前池的作用及組成1、壓力前池的作用（1）分配水流。（2）平穩水壓，平衡水量。（3）攔阻污物和泥沙。（4）在電站停機時可向下游供水，滿足下游用水部門的需要。（5）保護壓力管道進水口在冬季不受冰凌的阻塞或損壞。2、壓力前池的組成部分（1）前室及進水室（2）壓力墻（3）泄水建筑物（4）沖沙、攔冰及排冰建筑物（二絞）壓課力前瘦池的槽位置煙選擇敞及布露置1、位葬置選佛擇應力求魯做到布彩置緊湊嘴合理、渾水流順危暢、運占行靈活諸可靠、擋結構安佳全經濟房誠。2、布置款方式如圖7.持17（三脖）壓籃力前弱池各述組成草部分免的尺招寸和霞構造1、前貴室2、進訪水室3、壓力抓前池輪劑廓尺寸出的擬定二、調稠壓室（一）射調壓室群工作原霧理當水楚輪發里電機凈組正彎常運些行時絞，如稻果負傻荷突細然變計化，勸或開早機、甲停機片，引亭水系料統的重壓力楊管道敬的水舞流會擁產生粒非恒層定流造現象勵，一僅般稱滲為水午錘。調壓活室是她一種糞具有勸自由以水面補和一飾定體牙積的嘗井式近結構妙物，際底部沉與壓撞力引船水道蒜連接壞，以田破壞癥壓力衫引水叮道的票封閉您性，題如同塘水庫急一樣班能反臘射水痰錘波段，從族而減暮小水怖錘壓顫強。（二續）調摩壓室氣的作塘用、腳要求龜及設墊置調騰壓室意的條蕩件1、調工壓室君的作蘿用調壓室呼指在較蝴長的壓取力引水垂（尾水記）道與便壓力管躍道之間朽修建的俘，用以云降低壓盯力管道揪的水錘衛壓力和凍改善機跌組運行臺條件的匪水電站訓建筑物悔。調壓踩室的彩作用磚：1）反木射水風錘波殘。2）縮秒短壓蠟力管舟道的照長度想。3）改陰善機薦組在柳負荷樸變化絕時的惑運行利條件半及系培統供肥電質楚量。2、對調偽壓室的察基本要詢求（1）位置遼應盡量誘靠近廠箭房，以丸縮短壓揚力管道踐的長度御。（2）能早較充績分地瞇反射史壓力刊管道臘傳來蛋的水劫錘波鏟。（3）調壓倍室的工棚作必須女是穩定包的。（4）正常駝運行時壁，水頭蕩損失要狗小。（5）工昏程安薄全可步靠，湖施工旦簡單博方便困，造余價經茂濟合用理。（三）愧調壓室叔的基本婆類型1、調霜壓室耽的基經本布壞置方觀式（1）上捐游調羊壓室兆（引凳水調上壓室喘）。（2）下槽游調還壓室累（尾掘水調駁壓室拘）。（3）上哥下游示雙調館壓室匆系統叨。（4）上游耳雙調壓抄室系統品。2、調壓玩室的基羞本結構兔型式（1）簡劈燕單式持調壓畫室。畝（2）阻鍛抗式旅調壓高室。（3）雙室語式調壓紗室。寺（4）溢流齊式調壓淚室。（5）差動備式調壓捕室。份（6）氣店墊式拉調壓劈燕室。（7）綜紫合式炎調壓釀室。（四）孕影響調足壓室波恭動穩定固的因素1、電站慚水頭的上影響2、引竟水系斥統糙罩率的村影響3、調瀉速器擁和機妨組性躁能的奴影響4、電礎力系弄統的并影響（五踏）調霸壓室障穩定庸斷面磨的推拉導（從略）第四節呆壓力守管道一、概飾述（一恒）壓輝力管口道壓力醉管道蓬是指愈從水灘庫、憶前池澇或調征壓室浸向水妨輪機饑輸送償水量季的管貌道。（二唱）壓漸力管姓道的炊類型1、鋼迫管2、鋼筋跪混凝土沫管3、鋼嘉襯砌終鋼筋希混凝缸土管二、壓蓋力管道鞭的布置娛和供水今方式（一香）壓礦力管患道的汪布置（1）盡擱可能湯選擇脊短而辨直的演路線槐。（2）盡溪量選溝擇良惱好的屠地質忠條件思。（3）盡脈量減廈少管接道的退起伏蛙波折筐。（4）避慌開可返能發嬸生山番崩或若滑坡騾地區箭。（5）明鋼敢管的首籍部應設位事故閘賓門。（二另）壓弄力管峰道的姓供水祥方式1、單元翅供水2、集莫中供草水3、分組觀供水三、壓播力管道圍的水力邁計算和縱經濟直漸徑的確席定四、杯鋼管竭的管員壁厚東度五、明結鋼管的剝敷設方孕式、鎮補墩、支暈墩和附百屬設備（一）閱明鋼管鬧的敷設掛方式有連節續式易和分減段式喉兩種感。（二）聚明鋼管龜的支墩預和鎮墩（三轉）明日鋼管罪上的逃閘、木閥門跨和附寇件六、校地下漢埋管（一怪）地竄下埋殊管的必布置仿形式地下埋瞞管有豎課井、斜初井和平單洞三種績。（二金）地唇下埋列管的傻結構圖和構粉造七、下如壩身管繩道（一劍）壩孫內埋集管（二）誘壩后背哨管第五節島渡槽一、渡教槽的作蝦用及組貧成渡槽是扁渠道跨垃越河、乖溝、渠磨、路或渴洼地的處明流架禾空渠系渴交叉建推筑物，拿它由進爛口連接王段、槽辮身、結圣構支承克與出口農連接段嚇組成。渡槽一垃般適用銳于河、攝渠相對郵高差較挪大，河嶼道岸坡嶄較陡，遍洪水流卸量較大戚的情況寺。它與夸倒虹吸敵管相比乎較具有遣水頭損么失小、亞便于管裝理運用喊及可通拋航等優廢點，是順渠系交暫叉建筑單物中采嶼用最多帽的一種閉型式。二、渡聽槽的型茅式及組勾成1、渡球槽的魄類型按槽身娛斷面形拍式分為U形槽、惱矩形槽粗、拋物假線形槽篩及圓管益槽等。按支藥承結塔構分棵為梁查式渡歇槽、賞拱式愛渡槽窩、桁亞架式振渡槽蓮、斜記拉式府渡槽孕、組蛇合式效渡槽駐等。2、渡朽槽的第組成渡槽禁一般晃由進多口段鄉豐、出街口段稠、槽嶼身及飽支承罰結構彩等部叨分組川成。三、渡薄槽的總千體布置（一慎）槽摔址選機擇（1）應孔選擇攏在地撕形、懸地質蠟條件趟有利跌的地殺方。（2）跨越晝河流的折渡槽，竹槽址應助穩定，坡水流順及直。（3）便待于泄菌水閘填等建濤筑物哨的布壯置。（4）施工臟、管理皺及應用對方便。（二院）進餅出口魄段的挖布置（1）與乒渠道迫直線筐連接古。（2）設置擠漸變段灑。（3）設置職護底與石護坡。四、渡牌槽的水磁力計算亡要點渡槽水悠力計算鐮的目的攀，是確解定渡槽逆過水斷汪面形狀剝和尺寸食、槽底輕縱坡、曠進出口種高程，造校核水漆頭損失婦是否滿役足渠系知規劃要勤求。五、次梁式失渡槽顫設計（一趴）槽岸身斷沈面型守式選盒擇一般咽大流擦量渡屈槽，尚多采撐用矩室形斷搞面；悅中小戒流量指可采屠用矩交形，部也可袍采用U形斷事面。（二）被梁式渡婆槽一般戀構造（1）分縫（2）止水（3）支座（三蹄）槽暑身結辰構計貌算（攀略）（四）啊梁式渡噸槽支承小結構設透計1、支鬼承結覆構的障型式洽及尺適寸（1）槽墩莊式。一輛般為重寒力式，稈包括實佳體墩和購空心墩盛兩種型稅式。（2）排架晴式。一朽般為鋼剩筋混凝夸土結構票，主要晌有單排篇架、雙哄排架、A字形排耽架及組振合式排凝架等型婚式。2、排富架與燥基礎火的連必接排架與昨基礎的筐連接型紫式，通虛常有固妻接和鉸紐奉接。（五）炸渡槽基胳礎渡槽基身礎，是榮將渡槽崗的全部寫重量傳便給地基絹的底部競結構。渡槽基詞礎的類隱型較多炕，按照記埋管深屠度可分熟為淺基橡礎和深泥基礎，幕埋置深散度小于5m時為淺桑基礎，蓮大于5m的為謎深基攀礎；姿按照叼結構禍型式計可分覽為剛碑性基窩礎、罷整體果板式蠻基礎醉（亦蔽稱柔戰性基辭礎）棵、鉆魚孔樁梢基礎座和沉主井基扣礎等別。第六節高倒虹獸吸管一、倒米虹吸管懲的特點濁和使用探條件倒虹傭吸管剪屬于揪渠系湯交叉句建筑慎物，舒是指帝設置婆在渠劉道與墾河流杜、山醬溝、址谷地露、道鴨路等籌相交翻叉處序的壓臨力管餐道。身其特寬點是兼兩端懂與渠針道相纖接，枯而中迅間向禍下彎叨曲。斤與渡災槽相劍比，來具有名結構謀簡單拍、造丘價較蔑低、累施工全方便濕等優攤點。杯但是辦，輸缸水時幸水頭東損失辜較大視，運炕行管錘理不堡如渡販槽方嚼便。適用砍情況吵：①癢渠道廊跨越壩寬深厚河谷害，采吸用其襯它方遵案困核難或牛造價峽較高確時；朗②渠首道與厭原有胃渠、骨路相燈交，資因高宜差較橋小不劇能修稍建渡儲槽、量涵洞全時；飼③修國建填蠟方渠守道，國影響炭原有涌河道肆泄流債時；餃④修停建渡魚槽，憤影響使原有站交通栗時。二、莫倒虹語吸管格的組給成和披類型倒虹吸粒管一般燙分為進絕口段、絨管身段征和出口險段三部坊分。倒虹吸歐管的類構型根據音管路埋闖設情況醫及高差孤的大小板，通常恩可分為鎮豎井式女、斜管鞠式、曲戒線式和億橋式四寫種類型樓。三、寸倒虹手吸管放的布菊置要亦求（1）管身杠長度最捧短。（2）岸喊坡穩伸定性溪好。（3）開挖版工程量哥少。（4）進奏、出倦口平愿順。（5）管蛛理運雙用方蔑便。四、進州口段布溫置和構罩造進口段約主要由狡漸變段匪、進水豎口、攔勵污柵、葛閘門、消沉沙池買等部分孤組成。五、出哄口段的禍布置和繪構造出口段棟包括出間水口、脈消力池去等，其撒布置型錫式與進牢口段相遷似。六、管鍋路布置1、管錢身斷蹲面2、管身喇材料和箱壁厚七、倒等虹吸管極的水力父計算第七唱節火壩下加涵管一、龍概述在土石第壩水庫否樞紐中宵，主要鹽泄水建尺筑物應佩是河岸竟溢洪道找，底孔快的設計紫流量一河般不大匹。當由各于兩岸照地質條債件或其竭他原因乒不宜開嫁挖隧洞茫時，可韻以采用獻壩下設負涵管的坊方法來嚴滿足泄襲、放水脫的要求赤。壩下涵上管結構果簡單、句施工方窮便、造患價較低克，故在浸小型水尾庫工程憤中應用演較多。疏但其最元大的缺科點是：尼如設計陷施工或繪運用管皮理不當什，極易奶影響土變石壩的釀安全。二、涵懷管的類公型和位里置選擇（一棚）壩盡下涵方管的響類型涵管按茂其過流黃形態可些分為無盲壓涵管攀、有壓歲涵管、巧半有壓鹽涵管。玻其管身宰斷面形畏式有圓梁形、圓枕拱直墻魯形、箱化形等。（二從）涵穗管的璃位置險選擇（1）地質宋條件。（2）地形朵條件。（3）運用解要求。（4）管線允宜直。三、裝涵管奧的布況置和惡構造（一貨）涵鋤管的初進口荷形式（1）分怨級斜假臥管衣式。（2）斜拉食閘門式辰。（3）塔類式和濫井式而進水么口。（二細）管膏身布拜置與擴構造（1）管謎座。（2）伸決縮縫叉。（3）截滲絞環。（三）換涵管的沫出口布抹置壩下激涵管代通常帥流量狹不大片，水品頭較嬌低，顫多采沿用底產流式駛消能蜓。第八節頭涵洞一、涵樓洞的作植用和組秧成涵洞假是指宗渠道泄與道僑路、來溪溝呈、谷最地等混進行代交叉毛時，符為了侵輸送圈渠道辟水流拐或排酷泄溪漿谷中