简介
水工隧洞一般由进口段、洞身段和出口段三部分组成。
类型
水工隧洞因担负任务性质的不同，可分为取水隧洞和泄水隧洞两大类。按工作时水力条件的不同，分为有压隧洞和无压隧洞两种。
取水隧洞用来从水库取出用于灌溉、发电、工业用水、生活供水等所需要的水量，其流速一般较低。泄水隧洞可配合溢洪道宣泄部分洪水，可用来排沙、泄放水电站尾水以及放空水库等，一般为高速水流。
布置
洞线选择及布置，应综合考虑地形、地质、施工、水流、埋藏深度等各种因素。通常选择地质条件好，便于施工，洞线短，且对其他建筑物无不利影响的洞线。
进口段的型式
水工隧洞进口建筑物按其布置和结构型式不同，可分为竖井式、塔式、岸塔式和斜坡式四种。
（1）竖井式进水口。在进水口附近的岩体中开挖竖井，闸门安装在井底中，井上设置启闭设备，拦污栅设于洞外。这种进口型式构造简单，不受风浪、冰冻影响，抗震性能好，安全可靠。缺点是施工开挖困难，门前洞段不易检修。适于岩体完整、稳定、坚固的岸坡。
（2）塔式进水口。当进水口处岸坡较缓或地质情况较差时，可采用塔式。塔的型式有封闭式和框架式。塔独立于岸坡之外，用钢筋混凝土建造，顶部设操作平台和启闭机室，并通过工作桥与岸边或坝顶相联系。封闭式塔可在不同高程设进水口，根据库水位的变化启用不同的进水口，以引取表层温度较高的库水，以利于灌溉。塔式进水口的优点是，可在任何水位下检修，方便可靠，但容易受波浪、地震等影响，稳定性不如竖井式，且造价较高。
（3）岸塔式及斜坡式进水口。岸塔式是将控制塔斜靠在洞口岩坡上的建筑物。由于塔身斜靠岩坡，故易满足稳定要求，对岸坡也起到一定的支撑作用，施工、安装及维修均较方便。岸塔式进水口的结构可以是封闭式和框架式的。这种形式适用于岸坡较陡、岩石坚固的情况。
如果岸坡的岩石完整、稳定，则稍加开挖平整衬砌后，直接将闸门及拦污栅轨道安置在斜坡上，对进水口进行控制，这种布置形式称为斜坡式。其优点是工程量小、造价较低、施工安装方便。适用于岸坡地形地质条件适合的中小型工程或仅安装检修闸门的进水口。
进口段的组成
进口段包括进水喇叭口、闸门室、渐变段、通气孔和平压管等几部分组成。
（1）进水喇叭口。为使水流平顺，减小水头损失，以提高泄洪能力，隧洞进口尽可能符合流线变化规律。一般常用顶板和侧墙三面收缩的平底矩形断面。其顶板、侧墙多采用椭圆曲线。
（2）闸门室。通常设两道闸门，即工作闸门和检修闸门。检修闸门设在工作闸门的上游，在工作闸门或洞身检修时起挡水作用。
（3）渐变段。由于闸门段的断面一般为矩形，洞身断面多为圆形或其他形状，应设渐变段以保证水流平顺衔接。渐变段的长度一般为洞径的2～3倍。
（4）通气孔和平压管。为防止当闸门部分开启时，闸门后的空气逐渐被水流带走，形成负压区；或者检修时，关闭检修闸门，开工作闸门放水，向孔内充气，检修完毕后，关闭工作闸门，通过平压管向闸门之间充水时排气。通气孔直通至进水塔顶最高库水位以上。
洞身的断面形状与构造
（1）洞身的断面形状。隧洞洞身断面根据地质条件的不同常采用圆形、圆拱直墙形、马蹄形或蛋形等形状，如图5-20所示。为保证无压隧洞内水流为明流，应保持洞顶有净空，净空面积不小于隧洞断面面积的15%，净空高度不小于40cm。按施工要求，非圆形洞断面不小于1.5m×1.8m。圆形断面内径不小于1.8m。无压隧洞的纵坡应大于临界坡度。
（2）洞身的衬砌。衬砌的作用是防止围岩变形，承受山岩压力、水压力等荷载，减小糙率、改善水流条件，防止渗漏，保护围岩免受风化、侵蚀等破坏作用。
1）衬砌的类型。按衬砌目的可分为平整衬砌和受力衬砌。按衬砌材料分为混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌、组合式衬砌和喷锚支护等。
受力衬砌主要有混凝土、钢筋混凝土衬砌等。衬砌厚度应根据其受力抗渗、构造要求和施工方法而定。对混凝土或钢筋混凝土衬砌不宜小于25～30cm。
喷锚衬护是喷混凝土和利用锚杆加固围岩措施的总称。在洞室开挖后，适时向围岩表面喷射薄层混凝土，它不仅可做平整衬砌，而且还能给围岩的自身稳定创造有利条件。
锚杆支护是利用锚杆对围岩起加固作用。对于块状围岩，利用锚杆将可能塌落的岩块悬吊在稳定的岩体上；对于层状岩层，利用锚杆将围岩组合起来，形成组合梁或组合拱；对于软弱岩体，通过锚杆的加固作用，使其形成整体。
2）衬砌的构造。为防止混凝土温度应力和不均匀沉降而产生裂缝，混凝土衬砌应设横向伸缩缝。缝的间距约在6～18m之间，缝内设止水。在洞身与进口、渐变段等接头处以及断层、破碎带的变化处，均需设置变形缝，以适应不均匀沉降。
3）回填灌浆。为填充密实衬砌与围岩间的空隙，使之紧密结合，改善传力条件而采取的构造措施。施工时预留灌浆管孔，待衬砌完成后进行灌浆。回填灌浆一般在顶拱中心角90°～120°范围以内进行。孔距和排距为2～6m，灌浆孔应深入围岩5cm以上，灌浆压力为0.2～0.3MPa。
4）固结灌浆。目的是加固围岩，提高围岩的整体性和承载能力。固结灌浆孔深入岩层2～10m，灌浆孔沿洞周边360°成梅花形布置。排距为2～4m，每排不少于6个孔，固结灌浆压力，一般为0.4～1.0MPa。对压力洞可用1.5～2.0倍的内水压力。
5）排水。为了降低作用在衬砌上的外水压力，需设置排水。无压隧洞可在洞内水面线以上设置排水孔，将地下水直接引入洞内。排水孔的排距、间距和深入岩石的深度一般为2～4m，且在洞底衬砌下埋设纵向排水管。
隧洞出口建筑物
出口建筑物的布置与隧洞的功用及出口附近的地形、地质条件有关。如发电引水隧洞可直接通向水电站，亦可连接压力前池，再由压力钢管引入水电站。对无压灌溉隧洞，工作闸门设在进口段，出口设消力池。灌溉与发电结合时(有压洞)，用支洞通向水电站，主洞出口处设工作闸门后接消力池，再接灌溉渠道。
有压泄洪隧洞的出口设有工作闸门及启闭机室，闸门前设渐变段，闸门后设有消能设施。无压隧洞的出口构造主要是消能设施。
由于隧洞出口断面小，单宽流量大，所以在隧洞出口处设置扩散段，以减小单宽流量，然后再以适宜方式进行消能。隧洞出口的消能方式主要有底流消能和挑流消能。当出口高程高于或接近下游水位且地质条件允许时，采用扩散式挑流消能最为经济合理；当隧洞出口较低时，常采用底流消能。