xx水庫供水隧洞結(jié)構(gòu)計(jì)算書

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1、龍洞河水電站有壓引水隧洞結(jié)構(gòu)計(jì)算書1工程概況公明供水調(diào)蓄工程供水隧洞是從鵝頸至公明水庫連通隧洞L0+387樁號(hào)接往石巖水庫的一條供水隧洞，全長6.397km，樁號(hào)為G0+000~G6+397。根據(jù)初步設(shè)計(jì)報(bào)告供水隧洞為2級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)流量為10.24m3/s，采用圓型斷面，內(nèi)徑為3.4m。供水隧洞進(jìn)口底高程為29.60m，出口底高程為27.50m，隧洞全段縱坡為-0.0328%。供水隧洞Ⅱ類圍巖3576m、Ⅲ類圍巖1836m、Ⅳ類圍巖345m、Ⅴ類圍巖310m。2設(shè)計(jì)依據(jù)2.1規(guī)范、規(guī)程《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL279-2002）（以下簡稱“隧洞規(guī)范”）《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T5195

2、-2004）（電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，下稱“電力隧洞規(guī)范”）《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）》（SDJ20-78）（以下簡稱“砼規(guī)”）《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）2.2參考資料《深圳市公明水庫調(diào)蓄工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》（深圳市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，2007.05）《G-12　隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計(jì)算通用程序》《PC1500程序集地下結(jié)構(gòu)計(jì)算程序使用中的幾個(gè)問題》（新疆水利廳，張校正）《取水輸水建筑物叢書－隧洞》《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)－水電站建筑物》（水利電力出版社，1989）《水擊理論與水擊計(jì)算》（清華大學(xué)出版社，1981）《水力學(xué)－下冊(cè)》（吳持恭，高等教育出版社，1982）3計(jì)算方法隧

3、洞支護(hù)及襯砌結(jié)構(gòu)按新奧法理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，支護(hù)型式采用錨噴支護(hù)通過工程類比確定，噴錨支護(hù)類型及其參數(shù)參照電力隧洞規(guī)范附錄F表F.1選取；襯砌型式采用鋼筋混凝土襯砌。根據(jù)隧洞規(guī)范6.1.8條第2點(diǎn)規(guī)定，圍巖具有一定的抗?jié)B能力、內(nèi)水外滲可能造成不良地質(zhì)段的局部失穩(wěn)，經(jīng)處理不會(huì)造成危害者，宜提出一般防滲要求，本工程按限-17-制裂縫寬度設(shè)計(jì)，裂縫寬度短期組合不超過0.3mm，長期組合不超過0.25mm。隧洞襯砌采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。隧洞結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件采用PC1500程序集中的G-12隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計(jì)算通用程序。4計(jì)算工況4.1基本組合工況1：正常運(yùn)行期（襯砌自重+圍巖壓力+彈性抗力+設(shè)計(jì)內(nèi)水壓力+外

4、水壓力）工況2：檢修期?。ㄒr砌自重+圍巖壓力+彈性抗力+外水壓力）4.2特殊組合工況3：施工期?。ㄒr砌自重+彈性抗力+外水壓力或灌漿壓力）工況4：校核工況?。ㄒr砌自重+圍巖壓力+彈性抗力+校核內(nèi)水壓力+外水壓力）5典型計(jì)算斷面及其選擇原則Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ及土洞典型斷面按荷載受力不利原則選取。計(jì)算圍巖壓力時(shí)，采用圍巖壓力最大處斷面；計(jì)算彈性抗力時(shí)，采用地勘提供參數(shù)的小值平均值；計(jì)算內(nèi)水壓力時(shí)，采用各類圍巖承受最大靜水壓力處斷面；計(jì)算外水壓力時(shí)，對(duì)無內(nèi)水組合工況采用地下水作用最大水頭處斷面，對(duì)有內(nèi)水組合工況采用地下水作用最小水頭處斷面。各類圍巖斷面幾何初步擬定情況見表5-1。表5-1　　　　　　　

5、　　　各類圍巖斷面幾何參數(shù)圍巖類別斷面形式內(nèi)徑（m）初襯厚度（m）二襯厚度（m）開挖洞徑（m）彈性抗力計(jì)算半徑（m）結(jié)構(gòu)計(jì)算半徑（m）Ⅱ圓形3.40.050.34.12.051.85Ⅲ圓形3.40.10.34.22.11.85Ⅳ圓形3.40.10.44.42.21.9Ⅴ圓形3.40.20.44.62.31.9土洞圓形3.40.20.44.62.31.96荷載計(jì)算6.1圍巖壓力1.Ⅱ、Ⅲ類圍巖自穩(wěn)條件好并采取了有效的支護(hù)，不考慮圍巖壓力。2.Ⅳ類圍巖能自穩(wěn)數(shù)日，采取了有效的支護(hù)，圍巖壓力按隧洞規(guī)范6.2.4-1~2式計(jì)算：-17-Q4=0.2×γr×B=0.2×23×4.4=20.24kN/m

6、=2.024×10kN/mQ2=Q3=0.05×γr×H=0.05×23×4.4=5.06kN/m=0.506×10kN/m3.Ⅴ類圍巖自穩(wěn)能力較差，采用有效支護(hù)后能自穩(wěn)，圍巖壓力按隧洞規(guī)范6.2.4-1~2式計(jì)算：Q4=0.3×γr×B=0.3×21×4.6=28.98kN/m=2.898×10kN/mQ2=Q3=0.1×γr×H=0.1×21×4.6=9.66kN/m=0.966×10kN/m4.土洞圍巖壓力計(jì)算1）計(jì)算依據(jù)土洞圍巖壓力按隧洞規(guī)范8.1.2條確定：對(duì)能形成塌落拱的土洞，可按松動(dòng)介質(zhì)平衡理論估算圍巖壓力；不能形成塌落拱的淺埋土洞，圍巖壓力宜按頂拱的上覆土體重力計(jì)算圍巖壓力，

7、并根據(jù)地形條件、施工所采取的穩(wěn)定措施予以修正。2）計(jì)算斷面的確定對(duì)供水隧洞進(jìn)出口處深埋土洞根據(jù)北線隧洞經(jīng)驗(yàn)可以形成塌落拱，故土洞圍巖壓力最大處為深淺埋土洞的分界處，計(jì)算斷面亦取深淺埋土洞的分界處。3）塌落拱高度計(jì)算查《取水輸水建筑物叢書－隧洞》P54表3-2巖石堅(jiān)固系數(shù)及其它力學(xué)指標(biāo)表，密實(shí)粘土及粘質(zhì)土堅(jiān)固系數(shù)fK=1.0，換算內(nèi)摩擦角為Φ=45°。b1=2.3m，b2=b1+b1×tg(45-Φ/2)=3.