水工隧洞

水工隧洞是水利枢纽中的重要组成部分之一。隧洞线路必须与水利枢纽的建设任务相适应，并须根据地形、工程地质和水文地质、水文等条件选定。线路应力求短而直。当高速有压隧洞在平面上采用曲线布置时，为避免水流脱壁，产生负压和空蚀，其半径和转角应通过水工模型试验确定；而对高速无压隧洞在平面上则尽量不设曲线段。

有压隧洞的底坡取决于进出口的高程。无压隧洞的底坡应根据水力计算确定。为了自流排水，便于隧洞检修，要有一定的底坡。采用有轨运输施工的隧洞，其底坡不宜太大。

一般包括进口建筑物、洞身和出口建筑物三个主要部分。此外，水电站厂房也可设置在地下和隧洞邻接(图1)。

①进口建筑物。包括进水喇叭口、闸门及其控制建筑物、通气孔道、进口渐变段（从安装闸门地段的矩形断面过渡到洞身断面），作用是：进水和控制水流；保证水流平顺，避免空蚀现象；尽量减少局部阻力，保证过水能力。

②洞身。隧洞的主体，其断面形式和尺寸取决于水流条件、施工技术情况和运用要求等。有压隧洞一般采用圆形断面(图2a、b)，而无压隧洞则采用圆拱直墙(图2c、d)或曲墙形(图2e)。隧洞断面尺寸必须满足设计流量的要求,有压隧洞按管流计算，无压隧洞按明渠流计算。为保证无压隧洞的明流状态，在按能量方程计算的水面曲线以上应留有一定净空。对于高流速的无压隧洞，还要考虑渗气和冲击波的影响，水面以上要另留一定的余幅面积。洞身一般要修建衬砌,用以防护岩面并减小洞壁粗糙,防止渗漏，承受围岩压力、内水压力及其他荷载。衬砌类型有不承载的护面结构；混凝土、钢筋混凝土或喷锚支护的单层衬砌；内层为钢板，外层为混凝土或钢筋混凝土，或由喷锚支护和现浇混凝土组合成的复合式衬砌。地质条件较好的隧洞，特别是无压隧洞，可以不作衬砌，但要采用光面爆破开挖，以达到岩面平整的要求。

③出口建筑物。其组成和功用按隧洞类型而定。用于引水发电的有压隧洞，其末端连接水电站的压力水管。通常还设置有调压室（井）,当电站负荷急剧变化时,用以减轻有压隧洞和压力水管中的动压现象，改善水轮机的工作条件。泄水洞口一般设有消能建筑物，如出口设置扩散段以扩散水流，减小单宽流量（从洞内流出的最大流量除以水面宽度），防止对出口渠道或河床的冲刷。

水工隧洞

发电隧洞一般是有压的；灌溉、供水和泄水隧洞，可以是无压的，也可以是有压的；而渠道和运河上的隧洞则是无压的。水工隧洞主要由进水口、洞身和出口段组成（发电用的引水隧洞在洞身后接压力水管，渠道上的输水隧洞和通航隧洞只有洞身段。闸门可设在进口、出口或洞内的适宜位置。出口设有消能防冲设施。为防止岩石坍塌和渗水等，洞身段常用锚喷（采用锚杆和喷射混凝土）或钢筋混凝土做成临时支护或永久性衬砌。洞身断面可为圆形、城门洞形或马蹄形。有压隧洞多用圆形。进出口布置、洞线选择以及洞身断面的形状和尺寸，受地形、地质、地应力、枢纽布置、运用要求和施工条件等因素所制约，需要通过技术经济比较后确定。

按其功用分为：①引水、输水隧洞。引水或输水以供发电、灌溉或工业和生活之用。②导流、泄洪隧洞。在兴建水利工程时用以导流或运行时泄洪。③尾水隧洞。排走水电站发电后的尾水。④排沙隧洞。排冲水库淤积的泥沙或放空库水以备防空或检修水工建筑物之用。

以上也可概括为引水隧洞和泄水隧洞两大类。根据受压状态的不同，可分为有压隧洞和无压隧洞。前者水流充满全洞，且受到一定的内水压力；后者水流不充满全洞，在水面上保持着与大气接触的自由水面。

当河谷狭窄、岸坡陡峻、布置地面发电厂有困难而地质条件较好时，可考虑设置地下发电厂，使其结构简化,占地少；厂房的施工和运行,不受气候的影响；厂房的主要设备安装在地下，有利防空。但施工较复杂，运营条件也较差，而且要有良好的通风、防潮、照明等附属设备及地下通道。

中国在水利水电建设中，已建成长度在2000米以上的隧洞近30座，长于10000米m的大型隧洞有11座。其中渔子溪一级水电站引水隧洞长8610米,冯家山灌区引水隧洞长达12600米。引滦入津工程的输水隧洞全长为11380米。引黄入晋总干渠上最长的隧洞单洞长54.85km。二滩水电站导流洞断面为17.5m×23m，断面面积为402.6㎡。三峡水利枢纽地下厂房尾水洞断面为24m×36m，其断面面积达876㎡。到20世纪末，世界上长度超过10km的单体隧洞近40条，其中芬兰派延奈隧洞长达120km。

水工隧洞养护修理(Maintenance and repair of tunnel)是指隧洞在正常运用状态下的养护工作和发生破坏时所来取的修理措施 。