有壓隧洞

引水發(fā)電及排沙泄洪隧洞常采用有壓隧洞。 有壓隧洞的過流能力主要決定于隧洞進出口之間的水頭差和出口控制斷面的尺寸。隧洞進口一般設(shè)置在較高處， 以減小主閘門的作用水頭及操縱設(shè)備的荷載，但必須低于最低水位， 保證在最不利的過流條件下， 全線洞頂以上應(yīng)有2米以上的壓力余幅。采用將出口斷面面積縮小的方法 (縮小至洞身面積的70%～85%) 可減小洞內(nèi)流速， 增加壓力。在較長的隧洞中一般不設(shè)平坡段， 為減少水頭損失和防止淤沙、積水給施工、維修帶來困難， 也不設(shè)反坡段。

有壓隧洞主要承受較均勻的內(nèi)水壓力， 多采用圓形斷面，因其受力條件好， 面積一定時， 過水能力最大。有時為給大型機械設(shè)備的挖掘及運輸?shù)忍峁l件，在地質(zhì)條件允許的情況下， 也采用門洞形或馬蹄形斷面。有壓隧洞的斷面尺寸在滿足樞紐布置的條件下，根據(jù)隧洞的功用， 按過流能力決定， 引水發(fā)電隧洞的斷面， 根據(jù)隧洞的工程費用與能量的經(jīng)濟損失之和最小的原則分析確定。水庫放空隧洞及排沙放淤隧洞的斷面尺寸， 根據(jù)水庫的規(guī)模、放空時間及排沙要求確定。此外還要考慮施工的條件。采用人工半機械化施工時， 圓形隧洞的最小直徑大于1.8米; 采用大型挖掘運輸機械時，斷面尺寸要滿足最小施工尺寸的要求。但也不宜太大， 必要時可根據(jù)樞紐情況設(shè)置兩條或兩條以上完成同一任務(wù)的隧洞。

有調(diào)節(jié)流量要求的有壓隧洞， 其工作閘門設(shè)在洞的末端， 門后通氣條件好， 全洞為壓力流， 洞內(nèi)水流平穩(wěn)， 工作閘門的操作及其土建設(shè)備比較簡單， 但檢修門與工作門分處隧洞的首尾兩端，管理不便。

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洞內(nèi)水流呈明流狀態(tài)的水工隧洞。無壓隧洞可用于引水灌溉、城鎮(zhèn)供水、通航、過木等，也可用于引水式水力發(fā)電。在水利樞紐中，還常用于泄洪和施工導(dǎo)流。人工河道、渠道上的輸水隧洞也多為無壓隧洞。

中文名稱

無壓隧洞

英文名稱

free-flow-tunnel

定　　義

洞內(nèi)水流呈明流狀態(tài)的水工隧洞。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），水工建筑（二級學(xué)科）

按不同的類型和水流特點，無壓泄洪隧洞及混合型泄洪隧洞的無壓段均要求平面布置呈直線，以保證隧洞內(nèi)為穩(wěn)定的無壓水流，防止出現(xiàn)不利的沖擊波。有壓泄洪隧洞和混合型的閘前有壓段可以布置成曲線，但其洞內(nèi)流速和彎道曲率不宜太大。當(dāng)河道地形適合時，多采用首部控制的直線無壓泄洪隧洞。它具有泄流能力較大、水力學(xué)條件簡單、隧洞襯護簡化等優(yōu)點。一般采用城門洞型的隧洞斷面，采用混凝土襯護，表面力求平整，頂拱部分處于水面以上，當(dāng)巖石較好時，也可采用簡單的噴錨支護。當(dāng)河道地形復(fù)雜，無法將泄洪隧洞的泄流段布置成直線時，可采用出口控制的有壓或中部控制的混合型泄洪隧洞。有壓泄洪隧洞過流段需要承受內(nèi)水壓力并需防滲，因此造價較高。為改善襯砌受力條件，最好采用圓形斷面，為此在和閘門連接處要設(shè)漸變段。

水工隧洞是水利樞紐中的重要組成部分之一。隧洞線路必須與水利樞紐的建設(shè)任務(wù)相適應(yīng)，并須根據(jù)地形、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)、水文等條件選定。線路應(yīng)力求短而直。當(dāng)高速有壓隧洞在平面上采用曲線布置時，為避免水流脫壁，產(chǎn)生負壓和空蝕，其半徑和轉(zhuǎn)角應(yīng)通過水工模型試驗確定；而對高速無壓隧洞在平面上則盡量不設(shè)曲線段。

有壓隧洞的底坡取決于進出口的高程。無壓隧洞的底坡應(yīng)根據(jù)水力計算確定。為了自流排水，便于隧洞檢修，要有一定的底坡。采用有軌運輸施工的隧洞，其底坡不宜太大。