第八章水工隧洞在水利樞紐中為滿足泄洪、灌溉、發(fā)電等各項(xiàng)任務(wù)在巖層中開鑿而成的建筑物稱為水工隧洞。水工隧洞

一、水工隧洞的特點(diǎn)（一）結(jié)構(gòu)方面在巖層中開挖隧洞后，破壞了原有的平衡狀態(tài)，引起洞孔附近應(yīng)力重新分布，巖體產(chǎn)生新的變形，嚴(yán)重的會導(dǎo)致巖石崩塌。因此，隧洞中常需要臨時性支護(hù)和永久性襯砌，以承受圍巖壓力。圍巖同時又具有承載能力，可以與襯砌共同承受內(nèi)水壓力等荷載。圍巖壓力與巖體承載能力的大小，主要取決于地質(zhì)條件。因此，應(yīng)做好隧洞的工程地質(zhì)勘探工作，使隧洞盡量避開軟弱巖層和不利的地質(zhì)構(gòu)造。（二）水流方面

樞紐中的泄水隧洞，其進(jìn)口通常位于水下較深處，屬深式泄水洞。深式進(jìn)口位置較低，可以提前泄水，提高水庫的利用率，故常用來配合溢洪道宣泄洪水。由于作用在隧洞上的水頭較高，流速較大，如果隧洞在彎道、漸變段等處的體型不合適或襯砌表面不平整，都可能出現(xiàn)氣蝕而引起破壞。泄水隧洞的水流流速高、單寬流量大、能量集中，在出口處有較強(qiáng)的沖刷能力，必須采取有效的消能防沖措施。

（三）施工方面

隧洞是地下建筑物，與地面建筑物相比，洞身斷面小，施工場地狹窄，洞線長，施工作業(yè)工序多，干擾大，難度也較大，工期一般較長。尤其是兼有導(dǎo)流任務(wù)的隧洞，其施工進(jìn)度往往控制著整個工程的工期。因此，采用新的施工方法，改善施工條件，加快施工進(jìn)度和提高施工質(zhì)量需要引起足夠的重視。

（三）施工方面

（三）施工方面

（三）施工方面

二、水工隧洞的類型

1、按用途分類泄洪洞配合溢洪道宣泄洪水，保證樞紐安全。引水洞引水發(fā)電、灌溉或供水。排沙洞排放水庫泥沙，延長水庫的使用年限，有利于水電站的正常運(yùn)行。放空洞在必要的情況下放空水庫，用于人防或檢修大壩。導(dǎo)流洞在施工期用來施工導(dǎo)流。二、水工隧洞的類型

二、水工隧洞的類型

二、水工隧洞的類型

2、按洞內(nèi)水流狀態(tài)分類（1）有壓洞隧洞工作閘門布置在隧洞出口，洞身全斷面均被水流充滿，隧洞內(nèi)壁承受較大的內(nèi)水壓力。引水發(fā)電隧洞一般是有壓隧洞。（2）無壓洞隧洞的工作閘門布置在隧洞的進(jìn)口，水流沒有充滿全斷面，有自由水面。灌溉渠道上的隧洞一般是無壓的。按洞內(nèi)水流狀態(tài)分類

按洞內(nèi)水流狀態(tài)分類

三、隧洞的布置

（一）地質(zhì)條件隧洞路線應(yīng)選在地質(zhì)構(gòu)造簡單、巖體完整穩(wěn)定、巖石堅(jiān)硬的地區(qū)，盡量避開不利的地質(zhì)構(gòu)造，如向斜構(gòu)造、斷層及構(gòu)造破碎帶。要盡量避開地下水位高、滲水嚴(yán)重的地段，以減少隧洞襯砌上的外水壓力。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，對于圍巖堅(jiān)硬完整無不利構(gòu)造的巖體，有壓隧洞的最小覆蓋厚度不小于0.4H（H為壓力水頭），如不加襯砌，則應(yīng)不小于1.0H。2、地形條件

隧洞的路線在平面上應(yīng)盡量短而直，以減小工程費(fèi)用和水頭損失。如因地形、地質(zhì)、樞紐布置等原因需要轉(zhuǎn)彎時，對于低流速的隧洞彎道曲率半徑不應(yīng)小于5倍洞徑或洞寬，轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)角不宜大于60°，彎道兩端的直線段長度也不宜小于5倍的洞徑或洞寬。高流速的隧洞應(yīng)避免設(shè)置曲線段，如設(shè)彎道時，其曲率半徑和轉(zhuǎn)角最好通過試驗(yàn)確定。

3、水流條件隧洞的進(jìn)口應(yīng)力求水流順暢，減少水頭損失。重視隧洞出口軸線與河流主流的相對位置，水流應(yīng)與下游河道平順銜接，與土石壩下游壩腳及其建筑物保持足夠距離，防止出現(xiàn)沖刷。4、施工條件洞線選擇應(yīng)考慮施工出渣通道及施工場地布置問題。洞線設(shè)置曲線時，其彎曲半徑應(yīng)考慮施工方法及施工大型機(jī)械設(shè)備所要求的轉(zhuǎn)彎半徑。對于長隧洞，還應(yīng)注意利用地形、地質(zhì)條件布置施工支洞、斜洞、豎井。以便進(jìn)料、出渣和通風(fēng)，增加總工作面，改善施工條件，加快施工進(jìn)度。

多用途隧洞的布置為了減小工程量，降低工程造價，同時也為了避免樞紐中單項(xiàng)工程過多，給布置上帶來的困難，在隧洞設(shè)計(jì)上，往往考慮一洞多用或臨時任務(wù)與永久任務(wù)相結(jié)合的布置方式。但由于需要滿足不同的要求，所以必須妥善解決由此帶來的一些矛盾。1、泄洪洞與導(dǎo)流洞合一布置利用施工期的導(dǎo)流隧洞改建成運(yùn)用期的永久泄洪隧洞，是減小工程量，節(jié)省投資的合理措施，在已建工程中較常采用。龍?zhí)ь^式泄洪洞導(dǎo)流洞的進(jìn)口高程較低，而泄洪洞進(jìn)口高程可以較高，為了減小閘門上的水壓力，降低進(jìn)口結(jié)構(gòu)造價，改善閘門運(yùn)行條件及解決進(jìn)口淤堵問題，常在施工導(dǎo)流任務(wù)完成后，將導(dǎo)流洞前段堵塞，而在原導(dǎo)流洞口的上方另設(shè)進(jìn)口，由上部進(jìn)口向后，隧洞底坡根據(jù)水流流速設(shè)計(jì)為拋物線形式，然后再接一反弧段與原導(dǎo)流洞相銜接。這種布置形式在工程上常形象地稱為龍?zhí)ь^形式。龍?zhí)ь^式泄洪洞大多是無壓洞，并往往水頭高，流速大，在彎道處，特別是在反弧段及其下游，由于離心力作用，水流流態(tài)復(fù)雜，脈動強(qiáng)烈，壓力變化大，易遭受空蝕破壞。因此，應(yīng)做好體形設(shè)計(jì)，控制施工質(zhì)量，限制過流表面不平整度。泄洪洞與發(fā)電洞合一布置泄洪洞與發(fā)電洞的合一布置是在洞前段共用一洞，在后段分岔為兩個洞分別來泄洪與發(fā)電。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是，工程量小，工程進(jìn)度快，工程布置緊湊，管理集中方便。在分岔部位，水流邊界突然改變，必然引起一定范圍內(nèi)水流紊亂。從水力學(xué)的角度看，分岔角度越小，對水流的干擾越小，水頭損失也越小。但過小的分岔角使岔尖過窄，對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及施工都是不利的。泄洪洞與發(fā)電洞的合一布置，有兩種形式：一是主洞泄洪、支洞發(fā)電；二是主洞發(fā)電、岔洞泄洪。試驗(yàn)研究表明，采用前者形式，洞內(nèi)流態(tài)較好，岔尖附近負(fù)壓相對較小。因此，泄洪洞宜布置在主洞上，發(fā)電洞宜布置在支洞上。但泄洪時，由于洞內(nèi)流速加大，有效水頭降低，發(fā)電出力會相應(yīng)減小。其它任務(wù)隧洞的合一布置發(fā)電與灌溉隧洞合一布置，水輪機(jī)尾水后接灌溉渠道，利用發(fā)電尾水進(jìn)行灌溉。由于發(fā)電是經(jīng)常性的，而灌溉用水是季節(jié)性的，所以應(yīng)在發(fā)電尾水的后面設(shè)置一棄水設(shè)施，將不需灌溉時的發(fā)電尾水排入下游河道。第二節(jié)水工隧洞的構(gòu)造

一、進(jìn)口建筑物的形式

1、豎井式豎井式進(jìn)口是在隧洞進(jìn)口附近的巖體中開鑿豎井，井壁用混凝土或鋼筋混凝土加以襯砌，井底設(shè)置閘門，井頂布置啟閉設(shè)備及操縱室。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，不需要工作橋，不受風(fēng)浪和冰的影響，抗震性及穩(wěn)定性好，運(yùn)行比較可靠。缺點(diǎn)是豎井開鑿困難，豎井前的隧洞段經(jīng)常處于水下，檢修不便。當(dāng)隧洞進(jìn)口段巖石堅(jiān)固，巖體比較完整時多采用這種形式。第二節(jié)水工隧洞的構(gòu)造2、塔式

塔式進(jìn)口建筑物是獨(dú)立于隧洞的進(jìn)口處而不依靠山坡的塔。塔底設(shè)閘門，塔頂設(shè)操縱平臺和啟閉機(jī)，用工作橋與岸坡相連。這種進(jìn)口建筑物的優(yōu)點(diǎn)是，布置比較緊湊，閘門開啟比較方便可靠。其缺點(diǎn)是，受風(fēng)浪、冰、地震的影響大，穩(wěn)定性相對較差，需要較長的工作橋。常用于岸坡巖石較差，覆蓋層較薄，不宜修建靠岸進(jìn)口建筑物的情況。

2、塔式

2、塔式

塔的結(jié)構(gòu)形式

塔的結(jié)構(gòu)形式有封閉式和框架式兩種。封閉式塔的橫斷面形式為矩形和圓形。矩形斷面結(jié)構(gòu)簡單、施工方便。圓形斷面的受力條件較好，采用較多。封閉式塔身上在不同高程處設(shè)置進(jìn)水口，可引取水庫上層溫度較高的清水，以滿足灌溉農(nóng)作物的需求。框架式結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)輕便、受風(fēng)浪影響小、節(jié)省材料、造價較低的優(yōu)點(diǎn)，但只能在低水位時進(jìn)行檢修，不太方便，而且泄水時門槽進(jìn)水，水流流態(tài)不好，容易產(chǎn)生空蝕，一般大型泄水隧洞較少采用。塔的結(jié)構(gòu)形式

塔的結(jié)構(gòu)形式

塔的結(jié)構(gòu)形式

塔的結(jié)構(gòu)形式

3、岸塔式此種進(jìn)口是靠在開挖后洞臉巖坡上的進(jìn)水塔。根據(jù)巖坡的穩(wěn)定情況，塔身可以是直立的或傾斜的。岸塔式的穩(wěn)定性較塔式的好，甚至可對巖坡有一定的支撐作用，施工安裝也比較方便，不需工作橋，比較經(jīng)濟(jì)。適用于岸坡較陡，巖體比較堅(jiān)固穩(wěn)定的情況。3、岸塔式

3、岸塔式

3、岸塔式

4、斜坡式斜坡式進(jìn)水口是在較完整的巖坡上進(jìn)行平整、開挖、護(hù)砌而修建的一種進(jìn)水口。閘門和攔污柵的軌道直接安裝在斜坡的護(hù)砌上。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，施工、安裝方便，穩(wěn)定性好，工程量小。缺點(diǎn)是，由于閘門傾斜，閘門不易依靠自重下降，閘門面積加大。斜坡式進(jìn)口一般只用于中、小型工程，或只用于安裝檢修閘門的進(jìn)口。5、組合式

二、進(jìn)口段的組成及構(gòu)造進(jìn)口段的組成包括：進(jìn)水喇叭口閘門室通氣孔平壓管漸變段

1、進(jìn)水喇叭口進(jìn)水口是隧洞的首部，其體形應(yīng)與孔口水流的流態(tài)相適應(yīng)，避免產(chǎn)生不利的負(fù)壓和空蝕破壞，同時還應(yīng)盡量減小局部水頭損失，以提高泄流能力。隧洞進(jìn)口常采用頂板和兩側(cè)邊墻順?biāo)鞣较蛉蛑饾u收縮的平底矩形斷面，形成喇叭口狀。2、通氣孔

當(dāng)閘門部分開啟時，孔口處的水流流速很大，門后的空氣會被水流帶走，形成負(fù)壓區(qū)，可能會引起空蝕破壞使閘門振動，危及工程的安全運(yùn)行。①在工作閘門各級開度下承擔(dān)補(bǔ)氣任務(wù)，補(bǔ)氣可以緩解門后負(fù)壓，穩(wěn)定流態(tài)，避免建筑物發(fā)生振動和空蝕破壞，同時可減小由于負(fù)壓而引起作用在閘門上的下拖力和附加水壓力；②檢修時，在下放檢修閘門之后，放空洞內(nèi)水流時給予補(bǔ)氣；③檢修完成后，需要向檢修閘門和工作閘門之間充水，以便平壓來開啟檢修閘門，此時，通氣孔用以排氣。3、平壓管

檢修門設(shè)在工作閘門之前，僅在隧洞或工作閘門檢修時才使用，由于使用的機(jī)會較少，啟閉設(shè)備盡可能簡單些。為了減小啟門力，往往要求檢修門在靜水中開啟。為此，常在閘墻內(nèi)設(shè)置繞過檢修門槽的平壓管。當(dāng)檢修工作結(jié)束后，在開啟檢修門之前，首先打開平壓管的閥門，將水放進(jìn)檢修門與工作門之間的空間，使檢修門兩側(cè)的水位相同，水壓平衡，此時再開啟檢修門，由于是在靜水中開啟，可以大大減小啟門力。平壓管的尺寸根據(jù)所需的灌水時間（通常灌水時間約8小時左右）。

4、攔污柵

進(jìn)口處的攔污柵是為了防止水庫中的漂浮物進(jìn)入隧洞而設(shè)置的。泄水隧洞一般不設(shè)攔污柵。當(dāng)需要攔截水庫中的較大浮沉物時，可在進(jìn)口設(shè)置固定的柵梁或粗?jǐn)r污柵。引水發(fā)電的有壓隧洞進(jìn)口應(yīng)設(shè)置較密的細(xì)柵，以防污物阻塞和破壞閥門及水輪機(jī)葉片。

5、檢修閘門

檢修閘門設(shè)置在隧洞進(jìn)口，用來擋水，以便對工作閘門或隧洞進(jìn)行檢修。檢修閘門一般要求在靜水中啟閉，一些大中型隧洞的深式進(jìn)水口常要求檢修閘門能在動水中關(guān)閉，靜水中開啟，以滿足出現(xiàn)事故是的需要，此時也稱為事故閘門。當(dāng)隧洞出口低于下游水位時，出口處還需設(shè)置疊梁式檢修門。6、工作閘門工作閘門用來調(diào)節(jié)流量和封閉孔口，要求能在動水中啟閉。工作閘門可根據(jù)需要設(shè)置在隧洞的進(jìn)口、出口或洞中的某一適宜位置。工作閘門布置在進(jìn)口的隧洞，一般為無壓洞。為保證門后洞內(nèi)無壓流的穩(wěn)定流態(tài)，門后洞頂應(yīng)高出洞內(nèi)水面一定高度，并需向門后通氣。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是，檢修門與工作門都在隧洞的進(jìn)口，管理運(yùn)用方便，洞中水壓力很小，有利于穩(wěn)定，易于檢修和維修。缺點(diǎn)是，在高流速的情況下易發(fā)生空蝕。工作閘門布置在出口的為有壓洞。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是，洞內(nèi)始終為有壓流，水流流態(tài)穩(wěn)定，門后通氣條件好，便于閘門部分開啟。缺點(diǎn)是，洞內(nèi)經(jīng)常承受較大的內(nèi)水壓力，一旦襯砌漏水，將對穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響，檢修門與工作門分別布置于進(jìn)出口，管理上有所不便。7、攔污柵、漸變段、閘門室

進(jìn)口處的攔污柵是為了防止水庫中的漂浮物進(jìn)入隧洞而設(shè)置的。泄水隧洞一般不設(shè)攔污柵。當(dāng)需要攔截水庫中的較大浮沉物時，可在進(jìn)口設(shè)置固定的柵梁或粗?jǐn)r污柵。引水發(fā)電的有壓隧洞進(jìn)口應(yīng)設(shè)置較密的細(xì)柵，以防污物阻塞和破壞閥門及水輪機(jī)葉片。二、洞身斷面形式

（1）無壓隧洞的斷面形式及尺寸無壓隧洞多采用圓拱直墻形（城門洞）斷面。這種斷面的頂部為圓拱形，適宜于承受垂直圍巖壓力，在施工時便于開挖和襯砌。頂拱中心角一般在90°～180°之間。斷面的高寬比一般為1～1.5。在側(cè)向圍巖壓力較大時，為了減小或消除作用在邊墻上的側(cè)向圍巖壓力，也可把邊墻做成向內(nèi)傾斜狀。如圍巖條件較差還可以采用馬蹄形斷面，馬蹄形斷面有上部半圓和下部三心圓或多心圓構(gòu)成，以盡量減小襯砌截面彎距。當(dāng)圍巖條件差，而且又有較大的地下水壓力時，可以考慮采用圓形斷面。

二、洞身斷面形式

二、洞身斷面形式

二、洞身斷面形式

二、洞身斷面形式

二、洞身斷面形式

二、洞身斷面形式

無壓隧洞的斷面尺寸為了保證洞內(nèi)的穩(wěn)定無壓流狀態(tài)，水面以上應(yīng)有足夠的凈空。當(dāng)洞內(nèi)的水流流速較大時，應(yīng)考慮由于高速水流引起的摻氣和沖擊波的影響。流速較低、通氣良好的隧洞，要求水面以上凈空不小于洞身斷面面積的15%；流速較高的隧洞，考慮摻氣和沖擊波的影響，在摻氣升高的水面以上的凈空面積一般為洞身斷面面積的15%～25%，沖擊波波峰高不應(yīng)超過城門洞形斷面的直墻范圍。洞內(nèi)施工和檢查維修等要求圓形斷面內(nèi)徑一般不小于1.8m，非圓形斷面尺寸不小于1.5*1.8。

有壓隧洞的斷面形式

有壓隧洞由于內(nèi)水壓力較大，從水流條件（過水?dāng)嗝鏉裰茏钚。┘笆芰l件（受力方向?qū)ΨQ）考慮，一般均采用圓形斷面當(dāng)圍巖條件較好，洞徑和內(nèi)水壓力都不大時，為了施工方便，也可采用上述無壓隧洞常用的斷面形式。在隧洞出口處應(yīng)設(shè)有壓坡段，減小隧洞出口段面積，以保證洞內(nèi)水流始終處于有壓狀態(tài)，并要求在最不利運(yùn)行條件下，洞頂應(yīng)有2m以上的壓力水頭。洞內(nèi)水流流速越大，要求壓力水頭越大，對于高流速的有壓泄水隧洞，壓力水頭可高達(dá)10m左右。三、洞身襯砌的類型和構(gòu)造

襯砌是指沿開挖洞壁而做的人工護(hù)壁，主要作用是：①阻止圍巖變形的發(fā)展，保證圍巖的穩(wěn)定；②根據(jù)需要，承受圍巖壓力、內(nèi)水壓力和其它荷載；③防止?jié)B漏；④保護(hù)圍巖免受水流、空氣、溫度、干濕變化等的沖蝕破壞作用；⑤平整圍巖，減小表面糙率，增大過流能力⑥滿足環(huán)境保護(hù)的要求。平整襯砌

用混凝土、噴混凝土和漿砌石做成的護(hù)面，它不承受荷載，僅起到平整隧洞表面、減小糙率、防止?jié)B漏、保護(hù)巖石不受風(fēng)化的作用。平整襯砌適用于圍巖堅(jiān)固、完整，能自行保持穩(wěn)定，水頭和流速較小的情況。對于無壓隧洞，如巖石不易風(fēng)化，可只襯砌過水邊界部分。平整襯砌的厚度由構(gòu)造決定，一般混凝土或噴混凝土可采用5～15cm，漿砌石襯砌可采用25～30cm。

砌石襯砌砌石襯砌單層襯砌

用混凝土、鋼筋混凝土或漿砌石做成。單層襯砌適用于中等地質(zhì)條件，隧洞斷面較大，水頭及流速較高的情況，是我國應(yīng)用最廣的受力襯砌。由于混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，靠增加混凝土的厚度來提高其抗彎能力是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)樵谝r砌厚度增加的同時，也增加了自重，并增加巖石的開挖量，所以襯砌厚度應(yīng)在滿足要求的前提下盡量采用較小的尺寸?；炷梁蛦螌愉摻罨炷烈r砌的厚度不宜小于25cm，雙層鋼筋混凝土襯砌的厚度不宜小于30cm。襯砌所用混凝土的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C15。單層襯砌

錨噴襯砌

錨噴襯砌是利用錨桿和噴混凝土加固圍巖措施的總稱，是逐漸發(fā)展起來的一項(xiàng)新型加固措施。噴混凝土不需模板，施工進(jìn)度快，能緊跟掘進(jìn)工作面施工，縮短圍巖暴露時間，使圍巖的風(fēng)化、潮解和應(yīng)力松弛等不致有大的發(fā)展。但由于噴層較薄，隨開挖巖面起伏不平，糙率較大，且大面積噴射施工質(zhì)量難以控制，在內(nèi)水壓力及水流作用下，有可能引起滲漏及沖蝕破壞。噴混凝土的厚度不宜小于8cm，最大不宜超過20cm?；炷恋脑O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級不宜低于C20。

錨噴襯砌

組合式襯砌

根據(jù)開挖斷面周邊不同部位襯砌的受力特點(diǎn)和運(yùn)用要求，可采用不同的襯砌材料組合而成。如內(nèi)層為鋼板、鋼筋網(wǎng)噴漿，外層為混凝土或鋼筋混凝土；如頂拱為混凝土，邊墻和底板采用漿砌石；又如頂拱和邊墻先錨噴后再進(jìn)行混凝土或鋼筋混凝土襯砌等形式。實(shí)踐證明，在軟弱、破碎的巖體中開挖隧洞，采用先錨噴，再做混凝土或鋼筋混凝土襯砌，是一種較安全、較經(jīng)濟(jì)的組合形式。

預(yù)應(yīng)力襯砌

預(yù)應(yīng)力襯砌是對混凝土、鋼筋混凝土襯砌的外壁施加預(yù)壓應(yīng)力，以便在運(yùn)用時抵消內(nèi)水壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力，克服混凝土抗拉強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，這樣不僅能減小襯砌厚度，減少隧洞開挖量，節(jié)約材料，還可以增強(qiáng)襯砌的抗裂性和不透水性。其缺點(diǎn)是工序多、施工復(fù)雜、高壓灌漿技術(shù)要求高、工期較長。最簡單的預(yù)應(yīng)力方法是向襯砌和圍巖之間進(jìn)行壓力灌漿，使襯砌產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力襯砌多用于高水頭圓形有壓隧洞。

襯砌類型的選擇洞身襯砌類型的選擇，應(yīng)根據(jù)隧洞的任務(wù)、地質(zhì)條件、斷面尺寸、受力狀態(tài)、施工方法及運(yùn)行條件等因素，通過綜合分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。當(dāng)圍巖堅(jiān)硬、完整、裂隙少、穩(wěn)定性好且抗風(fēng)化性能好時，對于流速低、流量較小的隧洞，可以不加襯砌。由于不襯砌隧洞的糙率大，泄放同樣流量就要增大開挖斷面，因此，是否采用不襯砌隧洞應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較之后確定。

襯砌的分縫與止水混凝土及鋼筋混凝土襯砌中，一般設(shè)有施工工作縫和永久性的橫向變形縫。隧洞在穿過斷層、軟弱破碎帶以及和豎井交接處，或其它可能產(chǎn)生較大的相對變位時，襯砌需要加厚，應(yīng)設(shè)置橫向變形縫。變形縫的縫面不鑿毛，分布鋼筋也不穿過，無防滲要求的無壓洞，可不設(shè)止水，對有壓洞或有防滲要求的無壓洞，則縫內(nèi)應(yīng)設(shè)止水片及充填1～2cm厚的瀝青油氈或其它相應(yīng)的防滲措施。

伸縮變形縫1—斷層破碎帶；2—沉陷縫；3—1～2cm厚瀝青油毛氈；4—止水片或止水帶

施工縫圍巖地質(zhì)條件比較均一的洞身段只設(shè)施工縫。根據(jù)澆筑能力和溫度收縮等因素分析確定沿洞線的澆筑分段長度，一般分段長度可采用6～12m，底拱和邊拱、頂拱的環(huán)向縫不得錯開。襯砌的環(huán)向施工縫需要進(jìn)行鑿毛處理，或設(shè)一些插筋穿過縫面以加強(qiáng)整體性?？v向施工縫應(yīng)根據(jù)澆筑能力，設(shè)置在襯砌結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力及剪應(yīng)力較小的部位，對于圓形隧洞常設(shè)在與中心垂直線夾角為45°處；對于城門洞形隧洞，為便于施工可設(shè)在頂拱、邊墻、底板交界附近?？v向施工縫必須進(jìn)行鑿毛處理，必要時縫內(nèi)可設(shè)鍵槽。

縱向施工縫1—插筋；2—分布鋼筋；3—止水片；4—縱向施工縫；5—受力筋

回填灌漿回填灌漿的目的是為了填充襯砌與圍巖之間的空隙，使之結(jié)合緊密，共同受力，以改善傳力條件和減少滲漏?；炷梁弯摻罨炷烈r砌的頂部必須進(jìn)行回填灌漿，砌筑頂拱時，可預(yù)留灌漿管，待襯砌完成后通過預(yù)埋管進(jìn)行灌漿，灌漿范圍一般在頂拱中心角90°～120°以內(nèi)，孔距和排距一般為2～6m，灌漿孔應(yīng)深入圍巖5cm以上，灌漿壓力一般為0.2～0.3MPa。

固結(jié)灌漿固結(jié)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，保證巖石的彈性抗力，減小地下水對襯砌的壓力和減少滲漏。對圍巖是否需要進(jìn)行固結(jié)灌漿，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較而定。固結(jié)灌漿孔一般深入圍巖約為隧洞半徑的1倍左右，一般排距2～4m，每排不少于6孔，做對稱布置。灌漿壓力可采用1.5～2.0倍的內(nèi)水壓力。固結(jié)灌漿應(yīng)在回填灌漿7～14小時之后進(jìn)行，灌漿時應(yīng)加強(qiáng)觀測，以防洞壁產(chǎn)生變形或破壞。

灌漿孔布置1—回填灌漿孔；2—固結(jié)灌漿孔；3—伸縮縫

排水

設(shè)置排水的目的是為了降低作用在襯砌外壁上的外水壓力。對于無壓隧洞襯砌，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，外水壓力成為襯砌的主要荷載，對襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響很大。為此，可在洞底設(shè)縱向排水管通向下游，或在洞內(nèi)水面線以上，通過襯砌設(shè)置排水孔，將地下水直接引入洞內(nèi)。排水孔間距、排距以及孔深一般為2～4m。

無壓隧洞排水布置1—徑向排水孔；2—縱向排水孔；3—小石子

有壓隧洞排水對于有壓圓形隧洞，外水壓力在襯砌設(shè)計(jì)中一般不起控制作用，可不設(shè)置排水設(shè)備。當(dāng)外水位很高，外水壓力很大，對襯砌設(shè)計(jì)起控制作用時，可在襯砌底部外側(cè)設(shè)縱向排水管，通至下游，縱向排水管由無砂混凝土管或多孔缸瓦管做成。必要時，為提高排水效果，可沿洞軸線每隔6～8m，設(shè)一道環(huán)向排水槽，環(huán)向排水槽可用礫石鋪筑，將搜集滲水匯入縱向排水管。設(shè)置排水設(shè)施時，應(yīng)避免內(nèi)水外滲。

有壓隧洞排水1—隧洞混凝土襯砌；2—橫向排水槽；3—縱向排水管；4—卵石

三、隧洞的出口布置有壓隧洞的出口常設(shè)有工作閘門及啟閉機(jī)室，閘門前有漸變段，出口之后即為消能設(shè)施。無壓隧洞出口僅設(shè)有門框，其作用是防止洞臉及其以上巖石崩塌，并與擴(kuò)散消能設(shè)施的兩側(cè)邊墻相銜接。泄水隧洞出口水流的特點(diǎn)是隧洞出口寬度小，單寬流量大，能量集中，所以常在出口處設(shè)置擴(kuò)散段，使水流擴(kuò)散，減小單寬流量，然后再以適當(dāng)形式消能。隧洞出口段構(gòu)造（a）有壓隧洞；（b）無壓隧洞1—剛梯；2—混凝土壓重；3