水工建筑物重点全面版.docx

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水工建筑物重点全面版

第一章绪论

水利工程是指对自然界的地表水和地下水进展控制和调配，以到达除害兴利目的而修建的工程。

根本任务是：

除水害兴水利。

水利水电工程的设计阶段:

工程建议书阶段、可行性研究阶段、初步设计、招投标设计、施工图设计

资源水利就是从水资源开发、利用、治理、配置、节约、保护等六个方面系统分析，综合考虑，实现水资源的可持续利用。

水工建筑物：

为了到达防洪、灌溉、发电、供水等目的，修建的各种不同类型的，用来控制和支配水流的建筑物。

水利枢纽指集中建造的不同类型的水工建筑物组成的有机的综合体。

水利枢纽分为蓄水枢纽〔水库〕和取水枢纽。

其中水库枢纽包括挡水、泄水、输水〔或引水〕三类建筑物，称为水库三大件。

水工建筑物的分类按其在枢纽中的作用分为：

挡水建筑物：

用以拦截江河，形成水库或壅高水位。

如拦河坝、拦河闸、提防、海塘、施工围堰。

泄水建筑物：

用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的平安。

如溢流坝、溢洪道、隧洞、泄水闸、泄水孔。

输水建筑物：

为满足灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。

如：

引水隧洞、压力钢管、渠道、渡槽、倒虹吸等。

取〔进〕水建筑物：

是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸、扬水站等。

整治建筑物〔丁坝、顺坝、导流堤、护岸〕、专门建筑物〔压力前池、调压室、沉砂池、冲沙闸〕。

水利工程的特点：

①工作条件的复杂性；②设计选型独特；③施工难度大；④社会、经济效益高；⑤对环境影响的多面性；⑥失事后果的严重性；

第二章重力坝

重力坝的工作原理：

在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自身重量产生的抗滑力来满足稳定的要求；同是也依靠坝体自重在水平截面上产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力，以满足强度的要求。

其根本剖面为上游面近于垂直的三角形剖面。

按构造形式分：

实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝。

宽缝重力坝：

将相邻坝段间的横缝局部地拓宽的重力坝。

空腹重力坝：

在实体重力坝坝底沿坝轴线方向设置大尺寸的空腔

按是否溢流分：

溢流重力坝、非溢流重力坝

按筑坝材料分：

混泥土重力坝、浆砌石重力坝

为了减少渗流对坝体稳定和应力的不利影响，在靠近坝体的上游面设排水孔，靠近坝踵的地基设防渗帷幕，帷幕后设排水孔

重力坝的优点：

①构造作用明确，设计方法简便，平安可靠；②对地形、地质条件适应能力强；③枢纽泄洪问题易解决；④便于施工导流；⑤施工方便

重力坝的缺点：

坝体剖面尺寸大，材料用量多；②坝体应力较低，材料强度不能发挥；③坝体与地基接触面积大，坝底扬压力大，对稳定不利；④坝体体积大，施工水化热难以控制。

扬压力是由上、下游水位差产生的渗透水压力和下游水深产生的浮托力两局部组成。

作用在坝上的荷载，按性质分为根本荷载和特殊荷载

泥沙压力根据坝前淤积高程——淤积计算年限可取50-100年。

波浪要素：

波浪高度、波浪长度、波浪中心线超出静水面的高度。

根本烈度：

是指该地区今后50年期限，可能遭遇超越概率P50为0.10的地震烈度。

重力坝抗滑稳定分析目的:

核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱构造面抗滑稳定的平安性能。

失稳的形式：

①沿坝体抗剪能力缺乏的软弱构造薄弱层面（坝体与坝基的接触面和坝基岩体连续的断层破碎带）产生滑动。

②在各种荷载作用下，上游坝踵出现拉应力，使之裂缝，或下游坝趾压应力过大，超过坝基岩体或坝体砼的允许强度而压碎，从而产生破坏。

抗滑稳定分析方法：

刚体极限平衡法、有限单元法、地质力学模型试验〔重要工程〕

提高坝体抗滑稳定性的工程措施：

①利用水重；②将坝基面开挖成倾向上游的斜面，增加抗滑力；③设置齿墙；④设置排水系统，减小扬压力；⑤加固地基〔帷幕灌浆、固结灌浆〕；⑥横缝溉浆；⑦预应力锚固措施。

应力分析的目的：

①检验大坝在施工期间和运用期是否满足强度要求；②根据应力分布情况进展坝体砼标号分区；③为研究坝体某些部位应力集中和配筋等提供依据。

应力分析方法：

理论计算、模型试验。

材料力学法根本假定：

①坝体砼为均质、连续、各向同性的弹性材料；②视坝段为固接于地基上的悬臂梁，不考虑地基变形对坝体应力影响，并认为各坝段之间独立工作，横缝不传力；③不考虑两侧坝体的影响；④假定坝体水平截面上的正应力按直线分布，不考虑廊道对坝体应力的影响。

重力坝体温度的三个阶段：

上升期〔一般为15℃，最高为36℃〕、降温期、稳定期。

温度裂缝的分类：

贯穿性裂缝、外表裂缝

温度控制的目的：

①防止混泥土由于温度过高、外温差过大、及气温骤降产生各种温度裂缝；②为做好接缝灌浆，满足构造受力要求，提高施工工效，简化施工程序提供依据。

温度控制的标准：

①地基的容许温差；②上下层容许温差〔不超过15~20℃〕；③外容许温差〔不大于20~25℃〕

温度控制措施：

①降低混泥土的浇筑温度〔预冷骨料、加冰搅拌〕；②减少混泥土水化热升温〔用中、低水化热水泥、埋大石块、用冷却水管进展初期冷却、减小浇筑层厚度〕；③加强对混泥土外表的养护和保护〔对外表加覆盖、浇水养护〕

重力坝剖面设计原那么：

①保证大坝平安运用，满足稳定和强度要求；②尽可能节省工程，使剖面尺寸最小，造价最低；③坝体外形轮廓简单，便于施工，运行方便。

溢流重力坝的孔口形式：

开敞溢流式、大孔口溢流式

闸门按工作条件分为：

工作闸门、检修闸门、事故闸门；按形式分：

平面闸门、弧形闸门、翻板闸门

重力坝消能形式及适用条件

①挑流消能适用于基岩比拟巩固的高坝或中坝；

②底流消能适用于中、低坝或基岩较软弱的河道〔挑角θ=20~25°〕；

③面流消能适用于水头较小的中、低坝，要求下游水位稳定，尾水较深，河道顺直，河床和河岸在一定围有较高抗冲能力。

消力戽适用于尾水较深，变幅较小，无航运要求且下游河床和两岸有一定抗冲能力的情况。

联合消能适用于泄洪量大，河床狭窄、下游地质条件差的高、中坝或单一消能形式经济合理性差的情况。

重力坝地基处理主要包含：

防渗、提高基岩强度和整体性。

坝基固结灌浆的目的：

①提高基岩的整体性和强度，降低地基的透水性；②减小基岩受力后的变形；③提高基岩的抗压抗剪强度。

帷幕灌浆的目的：

①降低坝底渗透压力，防止坝基产生机械或化学管涌，②减少坝基渗流量。

坝体混泥土分区的原那么：

①坝体混泥土采用的强度等级种类应尽量减少并与枢纽中其他建筑物混泥土扥及一致；②同一块中的强度等级不超过两种，相邻区的强度等级不超过两级，以免产生应力集中获产生温度裂缝〔分区宽度为2-3m〕

坝体分缝按其作用可把缝分为沉降缝、伸缩缝、工作缝；按其位置分为横缝、纵缝及水平缝。

坝体横缝间距一般为15~20m，横缝间距大于22m或小于12m时，应作论证。

第三章拱坝

拱坝的类型：

薄拱坝、一般拱坝、厚拱坝〔重力拱坝〕、单曲拱坝、双曲拱坝。

拱坝中心角对应力、稳定的影响：

中心角愈大，拱圈厚度愈小，材料强度可得到充分利用，对应力有利。

但对拱坝坝肩稳定不利。

拱坝的最大应力常在1/3~1/2处

拱坝的布置原那么：

①使材料的强度得到充分的发挥；②满足平安要求；③满足运用要求：

a、泄洪b、引水c、交通；④满足施工要求：

a、模板制作；b、倒悬度；⑤满足经济的要求：

在满足上述多项要求的情况下，近可能使整个枢纽的总投资最小，最早受益

拱坝的布置步骤：

①根据坝址地形、地质图确定开挖深度，画出可利用岩石等高线；②在地形图上确定顶拱轴线的位置〔尽量使拱轴线与基岩等高线在拱端处的夹角不小于30°〕③按出拟拱冠梁的尺寸，选取拱圈，绘制个拱圈的平面图；④选取假设干铅垂面，检查倒悬度及坝面光滑度；⑤应力计算和坝肩抗滑稳定校核；⑥计算坝体工程量，进展方案比拟。

一般情况下，温降对坝体应力不利，而对坝肩稳定有利。

封拱温度越低，建成后愈有利于降低坝体拉应力。

温度荷载包括：

均匀温度变化tm、沿坝厚温度梯度变化td、非线性温度变化tn；

拱坝应力分析方法：

圆筒法、纯拱法、拱梁分载法〔包括拱梁法和拱冠梁法〕、有限单元法和模型试验法等。

纯拱法假定拱坝由一系列各自独立互不影响的水平拱圈叠全而成，每层拱圈简化为两端固结的平面拱，用构造力学方法求解拱的应力。

拱冠梁法根本原理：

①它按照拱冠部位的中央悬臂梁和假设干水平拱在交点处径向变位一致的原那么进展拱梁荷载分配。

②求得各层拱圈的拱冠梁各自承当的荷载后，拱圈各截面的应力，拱冠梁按悬臂梁构造计算应力。

拱坝稳定分析的方法：

刚体极限平衡法、有限单元法、地质力学模型试验

改善拱坝稳定的措施：

①加强地基处理，对不利的节理和构造面进展有效的冲洗和固结灌浆，提高抗剪强度；②加强坝肩的灌浆和排水措施，减少岩体的渗流措施；③将拱端向岸壁深挖嵌进，扩大下游的抗滑岩体，避开不利的滑裂面；④改良拱圈设计；⑤假设拱端基岩稳定性较差，可局部扩大拱端或设置重力墩。

拱坝坝身泄水方式：

自由跌落式、鼻坎挑流式、滑雪道式、坝身泄水孔式。

碾压混泥土拱坝的横缝：

常规横缝、诱导缝〔短缝〕、灌浆横缝

拱坝比同一高度的重力坝可节约1/3~2/3的工程量

在V形河谷中修建拱坝，下部水压力较小的部位拱跨小，为加大拱的作用，选用双曲拱坝

第四章土石坝

土石坝的设计要求：

①具有做够的断面以保持坝的稳定；②设置良好的防渗和排水设施用于控制渗流；③根据现场条件选择筑坝土石料的种类、坝体的构造形式等；④坝基足够稳定；⑤泄洪建筑物具有足够的泄洪能力，坝顶具有足够的平安超高，以防洪水漫顶；⑥采取适当的构造措施，使坝应用可靠和耐久。

土石坝的类型：

按其施工方法分碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水力冲填坝和水中填土坝。

碾压式土石坝分为均质坝、分区坝〔心墙坝、斜墙坝和斜心墙坝〕、人工防渗材料坝。

均质坝渗透系数不大于1x10-4cm/s,心墙和斜墙不大于1x10-5cm/s

坝顶高程按设计高程和校核高程选择较大值，竣工时的坝顶高程应留有坝高1%的沉降量

中低高度的均质坝，其平均坡度率约为1:

3，土质防渗体的心墙坝1:

1.5~1:

2.5〔下游采用堆石〕

1:

2.0~1:

3.0〔下游采用土料〕；1:

1.7~1:

2.7〔上游采用堆石〕，1:

2.5~1:

3.5〔上游采用土料〕

马道的宽度不小于1.5m

由于上游坝坡长期浸泡于水中，土的抗剪强度下降，会降低坝体的稳定性。

所以，当材料一样时，上游坡常比下游坡缓，对在同一水位侧坝坡，水下局部也常比水上局部缓。

防渗体的作用：

防渗，降低坝体浸润线、降低渗透坡降和控制渗流量。

渗流计算的容和目的：

①确定坝体浸润线及下游出逸点的位置，绘制坝体和坝基流网图。

②确定坝体和坝基渗流量，以便估算水库的渗漏损失；③确定坝体和坝基的渗流流速和坡降，验算该处是否会发生渗透破坏；④确定水库水位骤降对水库水位的影响。

目的：

①为坝体各局部土的饱水状态的划分提供依据；②确定对坝坡有重要影响的渗流作用力；③为稳定分析和应力分析提供依据；④检验土体的渗流稳定性，防止发生流土和管涌；⑤确定坝体和坝基防渗体的尺寸和排水设施的容量和尺寸；⑥确定通过坝和河岸的渗流水量。

渗流分析方法：

流体力学法、水力学法、流网法、试验法和数值解法。

水力学法根本假定：

①坝体为均质，坝各点在各方向的渗透系数一样；②渗透水流为二元稳定层流状态，符合达西定律；③渗透水流是渐变的，任一铅直过水断面各点的渗透坡降和流速相等。

渗透变形的类型：

管涌〔在渗流作用下，土中的细颗粒由骨架空隙通道中被被带走而流失的现象〕流土〔在向上渗流作用下，表层局部土体被顶起或是粗颗粒群发生流动而流失的现象〕、接触冲刷、接触流土等类型。

防渗透变形的工程措施：

①土料设计时考虑提高土的抗渗性；②采取水平或垂直防渗措施，尽可能地延长渗径，以到达降低渗透坡降的目的；③设置排水沟或减压井，降低坝体浸润线和下游渗流出口处的渗透压力；④对可能发生管涌的部位，设置反滤层；⑤对可能发生流土段，设置盖重增加土体抵抗渗透变形的能力。

排水体的作用：

①降低坝体浸润线及孔隙压力、改变渗流方向，增加坝体稳定；②防止渗流逸出处的渗透变形、保护坝坡和坝基；③防止下游波浪对坝坡的冲刷及冻胀破坏，起到保护下游坝坡的作用。

排水体类型：

棱体排水、贴坡排水、褥垫排水和组合式排水。

反滤层的作用：

排水滤土。

反滤层面的设置大体与渗流方向正交，且顺渗流方向粒径应由小到大。

稳定计算目的：

保证坝体在自重、各种情况下的孔隙压力和外荷载作用下，具有足够的稳定性，不致发生通过坝体或坝体连同地基的剪切破坏。

滑动破坏形式：

圆弧滑动面、折线滑动面和复合滑动面。

土坝稳定分析的方法：

应力应变分析法〔有限单元法〕、滑动面法〔瑞典条分法、简化毕肖普法、折线滑动面法〕

砂卵石地基的处理主要是解决防渗问题，通过采取“上堵〞、“下排〞相结合的措施，到达控制地基渗流的目的。

根本方式有垂直防渗、水平防渗和排水减压等。

前者有粘土截水墙、砼截水墙、砼防渗墙、水泥粘土灌浆帷幕。

水平有防渗铺盖。

填筑标准：

以压实度和最优含水率作为设计控制指标

土石坝的变形裂缝:

纵向裂缝、横向裂缝、部裂缝

土石坝下游护坡：

干砌石、堆石、钢筋砼框格填石、草皮

土石坝砂砾地基采用可灌性评价：

当M<5时，不可灌；当M=5~10时，可灌性差；当M>10时，可灌水泥粘土浆；当M>15时，可灌水泥浆

土坝稳定分析

土坝坝坡较缓，在外荷载作用下，不会产生整体水平滑动。

如果剖面尺寸不当或坝体、坝基材料的抗剪强度缺乏，在一些不利荷载组合下，有可能发生坝体或坝体连同局部坝基一起局部滑动失稳；另外，当坝基有软弱来层时，也可能发生塑性流动，影响坝的稳定。

第五章水闸

水闸是一种低水头建筑物，既能挡水、又能泄水，用以调节水位，控制泄流量。

水闸按其承当的任务分为进水闸、节制闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸。

按其构造型式分为：

开敞式、胸墙式和涵洞式。

水闸的组成由闸室、上游连接段、下游连接段三局部组成。

闸室的主要作用是调节水位，控制流量。

包括闸门、闸墩、底板、胸墙、工作桥、交通桥等

闸孔设计的影响因素:

闸孔型式、闸底板高程；

闸室地基处理方法：

预压加固、换土垫层、桩根底、沉井根底

闸室地下轮廓的布置原那么：

防渗与排水相结合的原那么

防渗设计任务:

经济合理地拟定闸的地下轮廓线的形式和尺寸，以消除和减少渗流对水闸所产生的不利影响，保证闸基及两岸不产生渗透变形破坏。

地下轮廓线：

不透水的铺盖、板桩及底板与地基的接触线，即是闸基的渗流的第一条流线，其长度为闸基的防渗长度。

L>CH

闸基渗流计算目的:

求解渗透压力、渗透坡降，并验证初拟定地下轮廓线和排水布置是否满足要求。

计算方法有流网法、直线法、改良阴力系数法、有限元法和电拟试验法。

规推荐采用：

流网法、改良阻力系数法

直线法假定渗流沿地基轮廓的坡降一样，即水头损失按直线变化。

防渗设施包括；水平防渗〔铺盖〕、垂直防渗〔板桩、齿墙〕两种，排水设施那么是指铺设在护坦〔护坦的作用是消减水流的动能〕、浆砌石海漫底部或闸底板下游起导渗作用的砂砾石层。

海漫的作用是进一步消减水流剩余能量，保护护坦平安，并调整流速分布，保护河床，防止冲刷。

海漫要求具有一定的粗糙性、透水性、柔性。

闸室稳定性是指闸室各种荷载作用下，不致沿地基面或深层滑动；不发生明显的倾斜；平均基底压力不大于地基的容许承载力。

提高闸室抗滑稳定的工程措施：

①增加铺盖长度，或在不影响抗渗稳定的前提下，将排水设施向水闸底板靠近，以减少作用在底板上的渗透压力；②利用上游钢筋砼铺盖作为阻滑板，但闸室本身的抗滑稳定平安系数仍应大于1；③将闸门位置向下游一侧移动，或将水闸底板向一侧加长，以便多利用水重；④增加闸室底板的齿墙深度。

底板按其与闸墩连接方式的不同，底板可分整体式及别离式两种；按其构造形式分为平底板、低堰式及反拱式。

闸墩的作用：

分隔闸门，支承上部构造。

闸室底板构造计算方法：

①倒置梁法假定地基反力顺水流方向呈直线分布，垂直水流方向为均匀分布；②弹性地基梁法假定地基反力呈直线分布。

在垂直水流方向截取单宽板条及墩条，按弹性地基梁计算地基反力和底板力。

闸基防渗设计的要求：

①确定最优的地下轮廓及防渗排水设施，从而减小渗透压力使闸基不发生变形；②使闸基的渗流量控制在允许的围。

第六章河岸溢洪道

溢洪道的作用是用来宣泄规划所规定库容所不能容纳的多余水量，防止洪水漫溢坝顶，保证大坝平安。

溢洪道的类型按其位置不同分为河床式和岸边式两种类型。

河岸溢洪道分为正槽溢洪道和侧槽溢洪道。

河岸溢洪道的布置及形式选择：

受地形条件、地质条件、水力条件、枢纽布置要求等因素。

正槽溢洪道：

当溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线垂直，即过堰水流与泄槽轴线方向一致。

正槽溢洪道的组成：

由进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施和出水渠五局部组成。

其中控制段、泄槽、消能防冲设施三局部是溢洪道的主体。

进水渠的作用：

将水流平顺、对称地引向控制段，并具有调整水流的作用；

控制段的作用：

调节水位，控制流量。

泄槽的作用：

使过堰水流顺畅地送往下游，保证工程平安。

消能防冲设施的作用：

消除能量，平稳下泄。

出水渠的作用：

是将消能后的水流平稳顺畅地与下游河道水流良好衔接。

侧槽溢洪道：

溢洪道的泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行，即过堰水流与泄槽轴线方向接近正交。

由溢洪堰、侧槽、泄槽、消能设施和出水渠等局部组成。

非常溢洪道一般分为漫流式、自溃式和爆破引溃式。

第七章水工隧洞与坝下涵管

隧洞按其功用分为引水隧洞和泄水隧洞两大类。

根据隧洞的工作条件，又可将其分为有压隧洞和无压隧洞。

☆☆有压隧洞洞身从受力条件好、水力特性佳考虑，断面形式应为圆形。

☆☆常用的无压隧洞断面形式有：

圆拱直墙式、马蹄形。

无压隧洞衬砌上的主要荷载是山岩压力。

其断面尺寸根据运用、泄流能力和洞水面线的要求确定。

有压隧洞的断面尺寸根据水力计算确定——核算泄流能力及沿程压坡线。

隧洞的线路选择一般原那么和要求：

〔1〕地质条件是洞线选择的决定性因素，要尽量避开破碎带，选在坚硬、完整、稳定和地质构造。

〔2〕洞顶以上和隧洞岸边一侧的岩体应有足够的厚度，以保证围岩的稳定。

〔3〕进出口位置应有利于上、下游水流的衔接，使进出水流平稳流畅。

〔4〕洞线在平面上应尽可能成直线，以减少工程费用和水头损失，并取得良好的水流条件。

应防止设置弯曲段。

〔6〕渠道上的无压输水隧洞，其洞选择是整个渠道线路布置的一个组成局部。

水工隧洞的工作特点和设计时应考虑的有关问题。

〔1〕洞身位于深水下，工作闸门是高压闸门，开启时洞流速很高。

故要求过水轮廓应合理，形式及尺寸采用必要措施，如通气孔等，以免引起空蚀振动。

〔2〕隧洞洞身在岩层开凿而成的，开凿后隧洞周围岩体应力平衡受到破坏，岩体可能变形或崩坍，须设支护或永久性衬砌，承受围岩压力，保持围岩稳定，衬砌应有足够的强度与抗渗性。

〔3〕地下工程与地面工程不同，运用出现问题或过水断面缺乏，要进展加固或扩大断面是困难的。

因此，必须保证质量，平安可靠，并富有余地。

水工隧洞中的闸门按其工作性质分为工作闸门、检修及事故闸门。

☆☆工作闸门主要用于调节流量和控制孔口，应在动水启闭；检修闸门是地检修主闸门或洞身时挡水时采用的，一般在静水中启闭；事故闸门是在工作闸门、隧洞及设备发生事故时使用，能地动水关闭的闸门，又称快速闸门；

隧洞组成由进口段、洞身段、出口段三局部。

隧洞进口建筑物一般包括：

拦污设施、入口段、闸门段、渐变段、通气孔、平压管和上部构造。

深式取水式进口建筑物的形式有竖井式、塔式、岸塔式和斜坡式四种形式。

在泄水隧洞闸门之后应设通气孔，其作用是补气和排气。

隧洞的消能设施：

泄水隧洞大多采用挑流消能和底流消能。

另外还有洞消能。

隧洞灌浆按其目的不同分为回填灌浆和固结灌浆。

回填灌浆的作用是为了将衬砌与岩石之间的空隙充填密实，使衬砌与岩石严密结合，改善衬砌的传力条件，以便衬砌与围岩共同承受荷载。

固结灌浆的作用是提高围岩的强度和整体性，并得到可靠的弹性抗力，以改善衬砌构造的受力条件，并减少渗漏。

隧洞设置排水的目的是为了降低作用在衬砌上的外水压力。

衬砌的作用〔1〕承受围岩压力及其他各种荷载；〔2〕加固围岩，充分利用围岩的承载能力；〔3〕防止水流、空气和温度变化及干湿变化对围岩的破坏作用；〔4〕防止渗漏和减小洞身外表糙率；

衬砌的类型按其设置的目的可分为平整衬砌和受力衬砌两类。

按其所用材料分为：

砼和钢筋砼衬砌、砖石衬砌。

另外还有喷锚支护衬砌、预应力衬砌、装配式衬砌。

作用在衬砌上的荷载：

自重\水压力\外水压力\山岩压力\弹性抗力和地基反力\灌浆压力\温度荷载\施工荷载及地震力;

围岩压力：

是由于隧洞开挖后引起原始应力场的应力重分布，使围岩产生变形、松动和破坏而作用地衬砌上压力。

山岩压力的大小与岩体的质量有关。

其影响因素很多，如岩体的强度、岩层的产状、裂缝的组合、风化程度、地下水状况、断面尺寸形状等等。

弹性抗力：

是衬砌在主动荷载作用下向外变形时受到围岩约束而施加于衬砌壁的反作用力。

方向为法向，其大小可近似认为与衬砌外壁的法向位移成正比。

它对衬砌构造是有利的。

产生弹性抗力的条件：

〔1〕衬砌与围岩必须严密结合；〔2〕围岩坚硬、完整，在水压力作用下必须是稳定的；〔3〕围岩厚度应大于3倍洞径。

受均匀水压力作用下的圆形有压隧洞衬砌所产生的弹性抗力是均匀分布。

围岩压力与弹性抗力的不同：

在荷载作用下，衬砌向外变形时受到围岩的抵抗，这种围岩抵抗衬砌变形的作用力，称为围岩的弹性抗力。

围岩压力是作用在衬砌上的主动力，而弹性抗力那么是被动力，并且是有条件的。

围岩考虑弹性抗力的重要条件是岩石与衬砌的接触程度。

弹性抗的作用说明围岩与衬砌共同承受荷载，从而使衬砌的力得以以减少，所以对衬砌的工作状态是有利的。

而山岩压力对衬砌工作是不利的荷载。

圆形有压隧洞在均匀水压力作用下，弹性抗力是均匀分布的，并与衬砌向外变形大小成正比。

第八章过坝建筑物及渠系建筑物

过坝建筑物包括通航、过木、过鱼建筑物。

通航建筑物分为船闸和升船机

船闸的作用是利用水力条件将船浮送过坝，其运输量大，运费低，平安可靠，但耗水量大。

升船机的作用利用机械力量将船只送过坝，其耗水量极小，运送速度快，适用围大，但机械设备复杂，技术要求高，运输能力低。

船闸组成：

上下游引航道、上、下游闸首、闸室。

船闸根本尺寸：

包括闸室有效长度、有效宽度及闸槛上的有效水深。

船闸的布置，一般布置在靠近河道深泓线一侧。

船闸的类型：

单级、多级船闸。

前者适用于水头不大于20M的情况；后者适用于高水头的水利枢纽；双线和单线船闸。

升船机分为垂直、斜坡升船机。

过木建筑物包括：

筏道、漂木道及过木机。

过鱼建筑物有鱼道、鱼闸、升鱼机等。

渠系建筑物分有：

穿插输水建筑物、落差建筑物、衔接建筑物

穿插输水建筑物是渠道为了跨越碍，在渠系中修建的水工建筑物。

如：

渡槽、倒虹吸、涵洞、隧洞等。

渡槽：

是输送渠道水流跨越河流、渠道、道路、山谷等碍的架空输水建筑物，是灌区水工建筑物中应用最广的穿插建筑物之一。

渡槽的作用：

用于输送渠道水流外，还可以供排洪和导流之用。

组成：

由输水的槽身、支承构造、根底及进出口建筑物等局部组成。

类型：

〔1〕按施工方法分，渡槽可分为现浇整体式、预制装配式及预应力等；

〔2〕按建筑材料分类，那么有木渡槽、砌石、砼及钢筋砼等；

〔3〕按槽身构造形式分有矩形、U形、梯形、椭圆形及圆管形槽等；

〔4〕按支承构造的形式分为梁式、拱式、桁架式、组合式、悬吊式或斜拉式。

目前常用的渡槽形式，按支承构造分有梁式和拱式，按槽身断面形式分为矩形和U形。

渡槽总体布置工作包括：

槽址位置的选择，槽身支承构造的选择，根底及进出口的布置。

渡槽水力计算任务是合理确定槽底纵坡、槽身断面尺寸、计算水头损失，根据水面衔接计算确定渡槽进出口高程。

一般先按通过最大流量Q拟定适宜的槽身纵坡和槽身净宽B、净高h，后根据通过设计流量计算水流通过渡槽的总水头损失值，如Z等于规划规定的允许水