在土石坝枢纽，由于两岸地质条件或其他原因，不易开挖隧道时，可在土石坝下埋涵管，以满足排水和引水的需要。

一、坝下涵管的特点

与山岩隧道开挖相比，坝下涵管不需要开山凿洞，结构简单，施工方便，工期短，成本低，因此在中小型工程中应用较多。同时，坝下涵管的进口通常在水下较深，也属于深排水或排水建筑。因此，其工作特点、工程布置、进出口形式和结构与水工隧道相似。但坝下涵管的管体埋在土石坝下，穿过大坝，如设计施工不良或使用管理不当，很*影响土石坝的安全。根据国内外土石坝故障数据的统计分析，坝下涵管的缺陷是土石坝故障的重要原因之一。涵管材料与土石坝填土是两种性质差异较大的材料。如果两者结合不好，水库中的水将沿管壁与填土之间的接触面产生集中渗流，导致管外填土的渗透变形。特别是由于坝基沉降不均匀或连接结构，坝下涵管必须采取更严重的防渗措施，以确保坝下涵管与周围地震区域的紧密结合。

二、坝下涵管位置选择

坝下涵管的线路选择和工程布置的一般原则是经济合理、安全可靠、操作方便。在选择坝下涵管的位置时，应考虑以下问题。

1.地质条件

涵管应尽可能设置在岩基上。如不可能，坝高为10m以下涵洞也可以设置在压缩小、均匀、致密的土壤基础上，但必须有充分的技术论证。涵洞上部的外部荷载沿管轴方向变化较大，可能会产生不均匀沉降，导致管体断裂。因此，必须避免在岩基和土基上设置管体部分，以防止管体因地基沉降不均匀而断裂。涵洞不得直接建在坝体填料中。在进出口位置，应注意山坡地质的稳定性，防止山坡坍塌堵塞涵洞。

2.地形条件

涵管应布置在适合进口标高的位置，以免增加过多的挖掘工程量。涵管进口标高的确定可根据应用要求、河流沉淀物、施工分流等因素考虑。

3.运用条件

涵管的布置应尽可能方便使用。引水灌溉的坝下涵管应布置在与灌区相同的岸边。如果两岸都有灌区，可以在两岸设置涵管，避免过河建筑。涵管不宜离溢洪道太近，以免泄水时相互干扰。

4.水流条件

涵洞管的轴线应为直线，垂直于坝轴，使水流畅通，缩短管道，减少工程量，减少水头损失。为了适应地形和地质的变化，涵洞管必须转弯时，轴应连接光滑的曲线，其转弯曲率半径应大于管径的5倍。

涵管布置时，应综合考虑上述条件，注意与其他建筑物的相互位置关系，制定若干方案，经过经济技术比较后确定。

三、坝下涵管进出口建筑

1.进口建筑物

坝下涵管多见于小型水库，涵管多用于引水灌溉。因此，进口建筑较好选择分层取水的结构形式，以便在引水灌溉过程中引入水库表面温度较高的清水，有利于作物的生长。

图7－3.

(1)分级卧管。这种进口形式广泛应用于引水灌溉工程中，由水卧管和水卧管下部的消力井组成(图7)－33)。卧管上有多个台阶，每个台阶上有一个圆孔进水口，孔径10～50cm，用木塞或平门控制引水。卧管应布置在坚实的基础或岩基上，坡度不宜过陡，坡度为1∶2.5～1∶3.为避免水流过急影响管体稳定性，卧管上端应**较高水位，**部设置通风孔，确保管内无压水流状态。引水时，打开靠近水面的进水孔，使表面水进入卧管，并通过底部的消力井消耗能量，顺利转向流入坝下涵管。

这种形式的进口建筑结构简单，施工方便。由于卧室管道中的水流为无压力流，对于小型工程，可采用浆石、条石建造，可当地材料，降低成本。同时，引入水库表面温度较高的水，有利于作物的生长。但缺点是孔多，易漏水，闸门使用管理不便，不易准确控制引水流量。

（2）塔式。这种进口形式与隧道的塔式进口建筑基本相同。考虑到引水灌溉的要求，大多数封闭的塔被分层取水（图7）－34）。塔的位置可以有三种布置方式。**种是将塔布置在靠近坝**的坝体内。其优点是受风浪和冻结影响较小，稳定性好，沉降和断裂不均匀的可能性较小，交通桥较短。但由于塔体位于坝体中部，如果塔体与涵洞管的接头泄漏，会导致坝体渗透变形，塔上游涵洞管维护不便，塔下游侧较短，可能渗透直径不足。另一种布置方法是将进水塔布置在上游坝脚上，其优缺点与上述布置相反。另一种布置方法是将塔设置在上述两个位置之间。由于该方法*导致塔体与斜墙防渗结合部的泄漏，因此该方法不适用于斜墙坝。

（3）斜拉闸门式。沿库区山坡或上游坝面布置斜坡，在斜坡上设置闸门运用的轨道，进水口在斜坡的底部（图7－35）提升机安装在山坡平台或坝**上。该布置方法具有结构简单、操作方便、成本低、开闭力小等特点。但由于闸门倾斜，自重不易关闭，维护困难。不应使用多沉淀河流和高水头。

塔式进口布置图(单位:m）

1-工作桥；2-通风孔；3-控制塔；4-梯子；5-主闸槽；6-维修门槽；7-截水环；8-伸缩缝；9-渐变段；10-拦污栅；11-粘土心墙；12-消力池；13-岩基；14-坝**；15-马路；16-干砌；17-浆砌；18-粘土；

斜拉闸门式

1—斜拉闸门；2—支柱；3—通气孔；4—拉杆；5—混凝土块体；6—截水环；7—涵管；8—消能井

2.出口建筑物

坝下涵管的出口建筑包括两部分：渐变段和消能设施。渐变段的结构与隧道相同。由于涵管流量小，水头低，涵管出口的消能模式往往是底流水跃消能模式。

四、坝下涵管的管体形式及结构

1.坝下涵管的管体形式

坝下涵管也分为压力涵管和无压力涵管无压力涵管。考虑到防止管体漏，不影响土石坝的安全，较好将涵管制成无压力。管体部分通常有圆形、矩形和拱形。

2.坝下涵管结构

为了防止管身的不均匀沉陷，避免产生集中渗流，在管身一般均设有伸缩缝、管座、截水环、涵衣等设施。

（1）伸缩缝。为了满足基础沉降变形、管体伸缩变形和施工能力的要求，应在涵洞管的轴线方向进行分裂。为了适应基础的变形，铺设在基础上的涵洞应设置沉降缝。在良好的岩石基础上，虽然沉降不均匀的影响很小，但由于基础对管体的约束，管体在温度变化时也可能产生水平裂缝，因此需要设置温度伸缩缝，一般考虑温度伸缩缝和沉降缝，称为温度沉降缝。对于现浇混凝土管，接缝间距一般不大于3～管径4倍，不**过15倍m，预制管接头为伸缩缝。缝宽一般为1～3cm。接缝必须止水。

（2）管座。管体应放置在坚实稳定的基础上。为防止地基因受力不均匀沉降导致管体断裂，一般不宜将管体直接布置在土基上，更不宜将管体放置在坝体填方上。

当地基较弱时，管体应放置在刚性管座上，由浆砌块石和混凝土制成。管座与管体接触面形成的包角一般为90°～135°，当垂直载荷较大时，可使用180°包角。管座的厚度一般为30～50cm。在管座与管体的接触面上涂上沥青或沥青油毡垫层，可减少管座对管体的约束，避免管体纵向变形引起的横向裂缝。

(3)截水环。为防止管道外壁集中渗流，经常在管壁外设置截水环，以改变渗流方向，增加渗径，减少渗流。

截水环的布置位置可根据坝型和上堵下排的防渗原则确定。对于粘土心墙坝或粘土斜墙坝，涵洞通常通过防渗体局部加厚，并在两者的交叉口设置2～三个截水环。均质坝上游侧及坝轴位置设置2个～下游侧不需要设置三个截水环。

截水环应设置在两个伸缩缝之间，以减少截水环对管体纵向变形的约束。

(4)涵衣。工程实践经验表明，涵管与坝体的接触面是防渗的薄弱环节。为了更有效地防止集中渗流，涵管周围通常是1～2m在范围内，回填粘土作为防渗层，称为涵衣。涵衣与砂坝壳之间应设置过渡层。

                                                                                                                                                                                               
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