水工隧洞

　　用於引水或泄水的隧道。

　　分類　按其功用分為：①引水、輸水隧洞。引水或輸水以供發電、灌溉或工業和生活之用。②導流、洩洪隧洞。在興建水利工程時用以導流或運行時洩洪。③尾水隧洞。排走水電站發電後的尾水。④排沙隧洞。排沖水庫淤積的泥沙或放空庫水以備防空或檢修水工建築物之用。

　　以上也可概括為引水隧洞和泄水隧洞兩大類。根據受壓狀態的不同，可分為有壓隧洞和無無壓隧洞。前者水流充滿全洞，且受到一定的內水壓力；後者水流不充滿全洞，在水面上保持著與大氣接觸的自由水面。

　　隧洞線路　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任務相適應，並須根據地形、工程地質和水文地質、水文等條件選定。線路應力求短而直。當高速有壓隧洞在平面上采用曲線佈置時，為避免水流脫壁，產生負壓和空蝕，其半徑和轉角應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曲線段。

　　有壓隧洞的底坡取決於進出口的高程。無壓隧洞的底坡應根據水力計算確定。為瞭自流排水，便於隧洞檢修，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。

　　隧洞建築物　一般包括進口建築物、洞身和出口建築物三個主要部分。此外，水電站廠房也可設置在地下和隧洞鄰接（圖1）。

　　①進口建築物。包括進水喇叭口、閘門及其控制建築物、通氣孔道、進口漸變段（從安裝閘門地段的矩形斷面過渡到洞身斷面），作用是：進水和控制水流；保證水流平順，避免空蝕現象；盡量減少局部阻力，保證過水能力。

　　②洞身。隧洞的主體，其斷面形式和尺寸取決於水流條件、施工技術情況和運用要求等。有壓隧洞一般采用圓形斷面(圖2a、b)，而無壓隧洞則采用圓拱直墻(圖2c、d)或曲墻形(圖2e)。隧洞斷面尺寸必須滿足設計流量的要求，有壓隧洞按管流計算，無壓隧洞按明渠流計算。為保證無壓隧洞的明流狀態，在按能量方程計算的水面曲線以上應留有一定凈空。對於高流速的無壓隧洞，還要考慮滲氣和沖擊波的影響，水面以上要另留一定的餘幅面積。洞身一般要修建襯砌，用以防護巖面並減小洞壁粗糙，防止滲漏，承受圍巖壓力、內水壓力及其他荷載。襯砌類型有不承載的護面結構；混凝土、鋼筋混凝土或噴錨支護的單層襯砌；內層為鋼板，外層為混凝土或鋼筋混凝土，或由噴錨支護和現澆混凝土組合成的復合式襯砌。地質條件較好的隧洞，特別是無壓隧洞，可以不作襯砌，但要采用光面爆破開挖，以達到巖面平整的要求。

　　③出口建築物。其組成和功用按隧洞類型而定。用於引水發電的有壓隧洞，其末端連接水電站的壓力水管。通常還設置有調壓室（井），當電站負荷急劇變化時，用以減輕有壓隧洞和壓力水管中的動壓現象，改善水輪機的工作條件。泄水洞口一般設有消能建築物，如出口設置擴散段以擴散水流，減小單寬流量（從洞內流出的最大流量除以水面寬度），防止對出口渠道或河床的沖刷。

　　水電站地下發電廠　當河谷狹窄、岸坡陡峻、佈置地面發電廠有困難而地質條件較好時，可考慮設置地下發電廠，使其結構簡化，占地少；廠房的施工和運行，不受氣候的影響；廠房的主要設備安裝在地下，有利防空。但施工較復雜，運營條件也較差，而且要有良好的通風、防潮、照明等附屬設備及地下通道。

　　中國在水利水電建設中，已建成長度在2000米以上的隧洞近30座，其中漁子溪一級水電站引水隧洞長8610米，馮傢山灌區引水隧洞長達12600米。引灤入津工程的輸水隧洞全長為11380米。