兴隆引水隧洞结构计算书2015.7.1
输水涵管(隧洞)结构计算

2.2、计算依据及参数
2.2.1 工程等别、建筑物级别及洪水标准 QMA 水库总库容 4095 万 m3,为中型水库,工程等别为Ⅲ等,大坝、 溢洪道、 放水涵管等主要建筑物为 3 级。 洪水设计标准 2004 年 4 月 《QMA 水库大坝安全技术认定书》中,水库按 2%洪水设计,0.333%洪水校核, 水库校核水位 235.0m(相应泄量 Q=1240m3/s) ,设计水位 234.15m(相应 泄量 Q=929m3/s) ,正常水位 232.8m,死水位 219.23m。 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》 (SL252—2000) ,并结合 本水库的历史设计洪水标准,本次安全评价设计洪水标准为:50 年一遇 洪水设计,1000 年一遇洪水校核,下游消能防冲采用 30 年一遇洪水设 计。 2.2.2 计算依据 根据《水工隧洞设计规范》 (SL279-2002)的有关规定,隧洞衬砌型
5. 内水和外水压力均匀部分作用下,衬砌断面的轴力 N 为:
N p pri pr0 1 A r0 r A i
2
式中 r0 —衬砌的外半径, m ;
i —衬砌的内半径, m ;
p —内水压力, KPa ;
A
A —弹性特征因素:
E h 1 K 0 E h 1 1 2 K 0
合计
194.7213 467.456 499.0228
注: 0 为管顶, / 2 为管侧, 为管底;正弯矩为管内侧受拉,负弯 矩为管外侧受拉;轴力正为压,负为拉。φ
3.1.3 结构最小配筋复核计算 内、外侧配筋计算公式:
N N h a 2 M 2 h a N N h a 2 M f 2 h a 式中 —钢筋的允许应力:
引水隧洞工程施工方法说明及附图

第7章引水隧洞工程施工方法说明及附图概述7.1.1 工程概况引水隧洞位于小金河右岸,全长约,隧洞进口底板高程,开挖断面为马蹄形,出口底板高程,比降2‰,引水流量120m3/s。
本工程主要以III2、Ⅳ1、Ⅴ类围岩为主,隧洞为圆形断面,总长,内径,C20钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度为~。
隧洞顶拱120º范围内采用回填灌浆,Ⅳ、Ⅴ类围岩地段四周进行固结灌浆。
本标段引水隧洞工程为(隧)17+000m~(隧)17+段的施工,主要包括石方洞挖、锚杆制安、喷混凝土、混凝土浇筑、止水、钢筋制安、回填灌浆、固结灌浆等工程。
7.1.2 地质概况工程区位于小金、丹巴弧形构造带内,主要位于该弧形构造带的北西翼,受弧形构造控制。
本标段引水线路桩号从(隧)17+000~17+,段长,洞室最大垂直埋深一般320m,倾向水平埋深约300~500m。
围岩为Smx5二云英片岩与二云片岩不等厚互层,跨洞线断裂为扎科断裂带,位于中路背斜南西侧,北西斜交于水子断裂(F10),工区延伸长度大于21km。
该断裂系由多条断层组成的宽约120m~150m断裂带,两盘岩层均由志留系组成,上盘岩层直立、倒转,下盘次级褶皱发育,破碎带宽30~100m,断距大于500m,为一压扭性断裂。
本断裂带距下游关州电站厂址约730m,产状N76ºW/SW∠87º,在(隧)17+~17+与洞轴线近于直交。
岩体主要发育N76ºW/SW∠87º、N15ºE/SE∠62º和N27ºE/SE∠32º三组构造裂隙。
)洞室围岩新鲜,岩体中隐藏裂隙教发育,岩体多呈破碎状、互层状结构,以Ⅳ、V类围岩为主。
围岩稳定性差,成洞条件差,存在断续掉块、小型楔型失稳体及局部塌方等问题。
由于埋深较大,地应力较高,二云片岩洞段存在塑性变形问题,施工开挖后需进行及时有效支护处理。
引水隧洞工程工程量见表。
表引水隧洞工程主要工程量见表引水隧洞开挖支护施工程序及施工方法7.2.1 施工布置7.2.1.1施工道路本标段引水隧洞开挖施工道路:引水隧洞→9#施工支洞上支洞→9#施工支洞→原有施工公路→303省道公路→临时交通桥→李龙桥碴场。
引水式水电站设计计算书

目录第一章(空) (2)第二章枢纽布置、挡水及泄水建筑物 (2)第三章水能规划 (14)第四章水电站引水建筑物 (20)第五章水电站厂房 (32)第六章专题机墩结构动力计算 (35)第一章 (空)第二章 枢纽布置、挡水及泄水建筑物2.2挡水及泄水建筑物2.2.1坝高的确定2.2.1.1 设计状况2h l =0.0166×(1.5×16)5/4×61/3=1.6m 2L l =10.4×1.60.8=15.15mm L H cth L h ho L L L 53.0115.156.124212=⨯⨯==πππm h 83.27.053.06.1=++=∆设校核状况2h l =0.0166×165/4×61/3=0.9653m2L l =10.4×0.96530.8=10.11mm L H cth L h ho L L L 29.0111.109653.024212=⨯⨯==πππm h 76.17.029.09653.0=++=∆校2.2.1.2 坝顶高程m h H h H 76.24176.24176.124083.24083.2238max =⎭⎬⎫⎩⎨⎧=+=∆+=+=∆+=校校设设坝顶高程取坝顶防浪墙高为1.2m ,则坝顶高程为241.76-1.2=240.56m2.2.2 挡水建筑物2.2.2.1基本剖面应力条件 m HB c22.813.081.924119101=-=-=αγγ稳定条件 m f KH B c68.893.0081.92468.011910.1)(102=⎪⎭⎫⎝⎛-+⨯⨯=-+=αλγγ坝底宽度 m B B B 68.8968.8922.81max max 21=⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎭⎬⎫⎩⎨⎧= 取89.7m2.2.2.2实用剖面坝顶宽度(8%~10%)H=(0.08~0.1)×127.56=10.2~12.756m 取坝顶宽为12米。
输水隧道结构检算-计算书

输水隧道设计计算书二○一一年七月批准:审核:校核:编写:目录1 设计计算依据 (1)2 设计原则 (1)3 结构设计检算原则 (1)4 设计计算范围 (4)5 计算模式及材料参数 (4)5.1计算模式 (4)5.2地层参数 (5)5.3支护材料参数 (5)6 荷载计算 (5)7 隧道结构检算 (8)7.1 按承载能力极限状态的隧道结构安全性检算 (8)7.1.1 初支结构安全性检算 (8)7.1.2工况一下衬砌结构安全性检算 (12)7.1.3工况二下衬砌结构安全性检算 (16)7.1.4工况三下衬砌结构安全性检算 (20)7.1.5工况四下衬砌结构安全性检算 (24)7.2按正常使用极限状态的长期组合效应下衬砌结构裂缝检算 (27)8 结论及建议 (33)1 设计计算依据(1)《水工隧道设计规范》DL/T 5195-2004(2)《水工混凝土计规范》DL/T 5057-1996(3)《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997(4)《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000(5)《水利水电工程结构可靠度设计统一规范》GB50199(6)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086(7)《水利水电工程地质勘察规范》GB50287(8)《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》DL/T 5099(9)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T 5148(10)《水电站进水口设计规范》SD303(11)地勘报告2 设计原则(1)区间隧道设计应满足城市规划、隧道使用、施工工艺的要求,同时应尽可能减小对周边环境、地面交通的影响,减少建筑物的拆迁和管线的改移。
(2)结构设计应满足城市规划、输水功能、施工、防水、防腐蚀等要求,结构在施工和使用区间应具有足够的强度、刚度、稳定性和足够的耐久性;(3)区间隧道内净空尺寸应满足输水量、设备布置、施工工艺等要求,并考虑施工误差、结构变形、测量误差等影响。
(4)根据地质条件、区位环境、周边建筑及管线、道路交通等情况,合理选择施工方法和结构形式,尽量减少施工期间和建成后对环境造成的不利影响。
水工隧洞优化设计计算书

式(1.1)
式(1.2)
式(1.3)
式中h—当 =20~250时,为累计频率5%的波高h5%;当 =250~1000时,为累计频率10%的波高h10%。g为9.8 m/s2。Cth=(e^x+e^-x)/(e^x-e^-x)。
v0为计算风速,m/s。设计洪水位和校核洪水位采用不同的计算风速值。设计洪水位时,采用多年平均最大风速的1.5倍即 ;校核洪水位时,采用多年平均最大风速12.7m/s。
1.00
0.200
0.200
12.522
出口断面
140.63
1.00
12.522
总和
0.662
96.57
0.145
12
13
14
15
16
17
vi2/2g
(m)
hji=(4)*(12)
(m)
hfi=(9)*(12)
(m)
Hwi
(m)
H=水位-出口底板高层-hwi(m)
zi+pi/γ=Hi-v2/2g(m)
根据《混凝土重力坝设计规范(SL319-2005)》规定:非溢流坝段的基本断面呈三角形,其顶点宜在坝顶附近。基本断面上部设坝顶结构。坝体的上游面可为铅直面、斜面或折面。实体重力坝上游坝坡铅直。下游坝坡可采用一个或几个坡度,应根据稳定和应力要求并结合上游坝坡同时选定。下游坝坡宜采用1∶0.6~1∶0.8,下游坝坡取1:0.75。
坝前水深H=正常蓄水位-河床底高程=718.00-674.5=43.5 m
此时 =9.8*218.7/12.72=13.29m为累计频率为5%的坡高
校核洪水位时沿风向的地址剖面面积S=2958.3072m2,
隧洞计算

q = 0.7 ⋅ rh = 0.7 r
B 2 fk
一、荷载及荷载组合
②侧向山岩压力计算
e1 、e2 为水平山岩压力强度。 为水平山岩压力强度。
A)在洞顶面处: )在洞顶面处:
q
e1 = 0.7γ ⋅ h ⋅ tg 2 45o − φ 2
垂直压强 系数
(
)
B L
h
H
B)在洞底面处:
e2 = (0.7 h + H ) ⋅ γ ⋅ tg 45 − 2
δ=
(1+ µ )⋅ro
E
P
P = K ⋅ Y 变形相容Y = δ
E 那么,K = (1+ µ )⋅ro ,式中:E − 岩石弹石KN / cm2,
µ − 泊松比,r o −隧洞衬砌外半径。
一、荷载及荷载组合
经验和分析说明:在同样得围岩中,洞径大, K 值小; 洞径小, K值大,而且大致成反比。为了计算方便,人们采 用半径为1m的圆形坑道的K值,作为标准,用Ko表示(亦称单 位弹性抗力系数),当用m为单位时: K : K o = 1(m ) : γ e (m ) 即 : = K eo K γ 以cm为单位时: K : K o = 100(cm ) : γ e (cm )
隧洞衬砌结构计算书

隧洞衬砌结构计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图:二、基本资料:1.依据规范及参考书目:《水工隧洞设计规范》(DL/T 5195-2004,以下简称《规范》)《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008),以下简称《砼规》《隧洞》(中国水利水电出版社,熊启钧编著)《水工隧洞和调压室水工隧洞部分》(水利电力出版社,潘家铮编著)2.几何参数:半跨宽度L1=2.000 m;顶拱半中心角α =60.00°拱顶厚度D1=0.400 m;拱脚厚度D2=0.600 m侧墙厚度D3=0.600 m;侧墙高度H2=4.000 m隧洞衬砌断面形式:圆拱直墙形底板厚度D4=0.600 m底板位置贴角尺寸c =0.200 m3.荷载信息:外水压力折减系数β =0.20顶部山岩压力端部值Q1=70.00kN/m;顶部山岩压力中间值Q2=70.00kN/m 侧向山岩压力上侧值Q3=40.00kN/m;侧向山岩压力下侧值Q4=50.00kN/m 底部山岩压力端部值Q5=0.00kN/m;底部山岩压力中间值Q6=0.00kN/m 顶拱围岩弹抗系数K1=500.0 MN/m3侧墙围岩弹抗系数K2=500.0 MN/m3底板围岩弹抗系数K3=500.0 MN/m3顶拱灌浆压力P d=0.00 kPa;P d作用半中心角αp=0.00°其他部位灌浆压力P e=0.00 kPa4.分项系数:建筑物级别:1级;钢筋混凝土构件的基本效应组合下承载力安全系数K =1.35钢筋混凝土构件的偶然效应组合下承载力安全系数K' =1.15衬砌自重分项系数γQ1=1.10;山岩压力分项系数γQ2=1.00内水压力分项系数γQ4=1.00;外水压力分项系数γQ5=1.00灌浆压力分项系数γQ3=1.005.材料信息:混凝土强度等级:C25轴心抗压强度标准值f ck=16.70 N/mm2;轴心抗拉强度标准值f tk=1.78 N/mm2轴心抗压强度设计值f c=11.90 N/mm2;轴心抗拉强度设计值f t=1.27 N/mm2混凝土弹性模量E c=2.80×104 N/mm2纵向受力钢筋种类:HRB335钢筋强度设计值f y=300 N/mm2;弹性模量E s=2.00×105 N/mm2钢筋合力点到衬砌内、外边缘的距离a =0.050 m混凝土裂缝宽度限值[ωmax] = 0.300 mm6.荷载组合:7.荷载组合下弹性抗力、围岩压力及灌浆压力信息:三、内力计算:N -- 衬砌计算截面的轴向力,以受拉为正,kN;Q -- 衬砌计算截面的剪力,以逆时针转动为正,kN;M -- 衬砌计算截面的弯矩,以内边受拉为正,kN·mu -- 衬砌计算截面的切向位移,mm;v -- 衬砌计算截面的法向位移,mm;ψ -- 衬砌计算截面的转角位移,度;k -- 衬砌计算截面的围岩抗力,kPa计算节点编号顺序为:底板或底拱、底圆按照从左到右编号;顶板板或顶拱、顶圆按照从右到左编号;其余部位按照从下到上编号;1.工况“不计弹抗+围岩压力”承载能力极限状态下的内力计算:2.工况“不计弹抗+围岩压力”正常使用极限状态下的内力计算:3.工况“弹抗+不计侧向围岩压力”承载能力极限状态下的内力计算:4.工况“弹抗+不计侧向围岩压力”正常使用极限状态下的内力计算:5.工况“施工充填灌浆”承载能力极限状态下的内力计算:6.工况“施工充填灌浆”正常使用极限状态下的内力计算:四、截面承载验算:衬砌截面按偏心受压或偏心受拉构件进行承载力和配筋计算:1.偏心受压截面正截面承载力计算依据:首先按素混凝土偏心受压构件进行承载力验算,验算公式如下:K×N ≤ φ×γm×f t×b×h/(6×eo/h-1)《砼规》式5.2.3-3K×N ≤ φ×f c×b×h/(6×eo/h+1)《砼规》式5.2.3-4如果承载力验算不满足,则进行配筋计算,公式如下:KN ≤ f c×b×χ+f y'×As'-σs×As 《砼规》式6.3.2-1KNe ≤ f c×b×χ×(ho-χ/2)+f y'×As'(ho-a s')《砼规》式6.3.2-2 2.偏心受拉截面正截面承载力计算依据:轴向力作用在钢筋A s合力点与A s'合力点之间的小偏心受拉构件:KNe ≤ f y' × As' × (ho - a s')《砼规》式6.4.2-1KNe' ≤ f y×As × (ho' - a s)《砼规》式6.4.2-2轴向力作用在钢筋A s合力点与A s'合力点之外的大偏心受拉构件:KN ≤ f y×As-f y'×As'-f c×b×χ《砼规》式6.4.3-1KNe ≤ f c×b×χ×(ho-χ/2)+f y'×As'(ho-a s')《砼规》式6.4.3-2 3.截面抗剪验算依据:当满足下述条件时,可不配置抗剪钢筋:K×V ≤ 0.7×βh×f t×b×ho 《砼规》式6.5.4-1βh =(800 / ho)1/4《砼规》式6.5.4-24.工况“不计弹抗+围岩压力”配筋计算结果:5.工况“弹抗+不计侧向围岩压力”配筋计算结果:6.工况“施工充填灌浆”配筋计算结果:7.部位“底板”内侧配筋计算结果:“弹抗+不计侧向围岩压力”工况下,底板0计算点的截面内侧配筋最不利:该截面高度h = 600 mm,截面宽度b = 1000 mm弯矩m = 96.42 kN·m(内侧受拉为正),轴力N = 49.90 kN(受压为正)(a)、偏心距计算:偏心距e o = M/N = 96421891/49899 = 1932.4mme o >= h/30 = 20.0mm,故按实际偏心距e o = 1932.4 mm计算。
发电引水隧洞设计计算书(43页)

编号:隧洞-01工程名称:电站工程设计阶段:施工图设计发电引水隧洞设计计算书签名日期审查:校核:计算:目录1 引言....................................................................................................................... 错误!未指定书签。
2 设计依据文件和规范........................................................................................... 错误!未指定书签。
2.1有关本工程的文件 ....................................................................................... 错误!未指定书签。
2.2主要设计规范 ............................................................................................... 错误!未指定书签。
2.3主要参考资料 ............................................................................................... 错误!未指定书签。
3 设计基本资料....................................................................................................... 错误!未指定书签。
3.1工程等别与建筑物级别 ............................................................................... 错误!未指定书签。
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重庆市酉阳县龙潭河上游重点河段综合治理工程(兴隆镇)
隧洞衬砌计算书
计算书编号:J53-3E30-03
设计阶段:施工图设计阶段
编制单位:重庆分公司设计一室
设计:年月日
校核:年月日
审查:年月日
长江勘测规划设计研究有限责任公司
二〇一五年七月
目录
1 工程概况 (3)
2 设计依据 (3)
2.1 规范、规程 (3)
2.2 参考资料 (4)
3 计算方法 (4)
4 计算工况 (4)
4.1基本组合 (4)
4.2特殊组合 (5)
5 典型计算断面及其选择原则 (5)
6 荷载计算 (8)
6.1 围岩压力 (8)
6.2 弹性抗力 (8)
6.3 内水压力 (9)
6.4 外水压力 (9)
6.5 动水压力 (10)
6.6 灌浆压力 (10)
7 程序计算结果 (10)
重庆市酉阳县
兴隆镇排洪隧洞衬砌结构配筋计算书
1 工程概况
重庆市酉阳县梅江河支流龙潭河上游重点河段(兴隆镇)防洪排涝综合治理工程为重庆市中小流域治理规划建设项目。
工程任务为城镇防洪排涝,保护对象为兴隆镇房屋和人口。
工程等别为Ⅴ等,建筑物级别为5级,防洪标准为10年一遇。
工程由引水渠,排洪隧洞等组成。
进口引水渠总长588.31m,隧洞总长2915.68m。
工程方案为隧洞进口由胸墙控制,隧洞内按无压流设计,排洪隧洞的下泄洪水直接排入土坪河支流林木沟,隧洞出口设挑流消能。
10年一遇洪水时,排洪隧洞设计下泄流量115.4m3/s。
据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001),工程区区域地震动峰值加速度值于为0.05g,地震动反应谱特征周期0.35s,相应地震基本烈度Ⅵ度。
本工程建筑物可不进行抗震计算,建筑物可不设防。
2 设计依据
2.1 规范、规程
《水工隧洞设计规范》(SL279-2002)(以下简称“隧洞规范”)
《水工钢筋混凝土结构设计规范》(SL191-2008)(以下简称“砼规”)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001)
《中华人民共和国工程建设标准强制性条文(水利工程部分)》2010年版;
2.2 参考资料
《重庆市酉阳县梅江河支流龙潭河上游重点河段(兴隆镇)综合治理工程初步设计报告》
《理正岩土隧道衬砌计算软件》-隧道衬砌计算。
《取水输水建筑物丛书-隧洞》
《水工设计手册-水电站建筑物》(水利电力出版社,2013)
《水力学-下册》(吴持恭,高等教育出版社,1982)
3 计算方法
隧洞支护及衬砌结构按新奥法理论进行设计,支护型式采用锚喷支护通过工程类比确定,喷锚支护类型及其参数参照电力隧洞规范附录F 表F.1选取;衬砌型式采用钢筋混凝土衬砌。
根据隧洞规范6.1.8条第2点规定,围岩具有一定的抗渗能力、内水外渗可能造成不良地质段的局部失稳,经处理不会造成危害者,宜提出一般防渗要求,本工程按限制裂缝宽度设计,二类环境,裂缝宽度短期组合不超过0.3mm,长期组合不超过0.25mm。
隧洞衬砌采用结构力学方法计算。
隧洞结构计算软件采用《理正岩土隧道衬砌计算软件》-隧道衬砌计算。
4 计算工况
4.1基本组合
工况1:正常运行期(衬砌自重+围岩压力+弹性抗力+设计内水压力+外水压力)
工况2:检修期(衬砌自重+围岩压力+弹性抗力+外水压力)
4.2特殊组合
工况3:施工期(衬砌自重+弹性抗力+外水压力或灌浆压力)
工况4:校核工况(衬砌自重+围岩压力+弹性抗力+校核内水压力+外水压力)
5 典型计算断面及其选择原则
Ⅳ、Ⅴ及土洞典型断面按荷载受力不利原则选取。
计算围岩压力时,采用围岩压力最大处断面;计算弹性抗力时,采用地勘提供参数的小值平均值;计算内水压力时,采用各类围岩承受最大静水压力处断面;计算外水压力时,对无内水组合工况采用地下水作用最大水头处断面,对有内水组合工况采用地下水作用最小水头处断面。
兴隆镇排洪隧洞洞身段分为扩大段、收缩段、直线段三部分:
(1)扩大段
隧洞0+000.00~隧洞0+059.00段为扩大段,长59.0m,底坡为平坡,底板高程633.00m;隧洞净空尺寸由3.5m×6.0m(宽×高,下同)扩大为3.5m×11.7m;隧洞采用C25钢筋砼全断面衬砌,衬砌厚度40cm。
(2)收缩段
隧洞0+059.00~隧洞0+307.96段为收缩段,长248.96m。
其中隧洞0+059.00~隧洞0+285.00段底坡为平坡,底板高程633.00m,隧洞净空尺寸由3.5m×11.7m缩小为3.5m×6.0m;隧洞0+285.00~隧洞0+307.96段底坡i=5.9%,底板高程633.00m~631.65m,隧洞净空尺寸由3.5m×6.0m缩小为3.5m×5.2m;隧洞采用C25钢筋砼全断面衬砌,衬砌厚度40cm。
(3)等高段
隧洞0+307.96~隧洞2+915.68段为直线段,长2607.72m,底坡i=5.9%,底板高程631.65 m~477.79 m;隧洞净空尺寸3.5m×6.0m(宽×高);其中隧洞0+307.96~隧洞0+327.96段、隧洞2+895.68~隧洞2+915.68段采用40cm厚C25钢筋砼全断面衬砌,隧洞0+327.96~隧洞2+895.68段采用10cm厚C20砼挂φ8@0.2m钢筋网全断面喷护。
各类围岩断面几何初步拟定情况见表5-1。
表5-1 各类围岩断面几何参数
10m
进口第七段
Ⅲ城门形 3.5 11.45 0.1 0.4 2.5 2.4 10m
本计算选取了3.5m×6.0m以及3.5m×11.7m两种全断面衬砌作为典型断面进行计算。
其中3.5m×6.0m断面隧洞进口段为II、III类围岩,隧洞出口段为IV、V类围岩;3.5m×11.7m为隧洞进口过渡段最大洞高断面,围岩类别为III类。
隧洞衬砌采用C25钢筋砼,衬砌C25砼弹性模量:28000×0.9=25200 (MPa)。
图5-1 兴隆镇排洪隧洞衬砌结构计算典型断面图
6 荷载计算
6.1 围岩压力
1、Ⅲ类围岩自稳较好,采取了有效的1期支护,围岩压力按隧洞规范6.2.4-1~2式计算:
Q4=0.1×γr×B
Q2= Q3=0.025×γr×H
2. Ⅳ类围岩能自稳数日,采取了有效的1期支护,围岩压力按隧洞规范6.2.4-1~2式计算:
Q4=0.2×γr×B
Q2= Q3=0.05×γr×H
3. Ⅴ类围岩自稳能力较差,采用有效1期支护后能自稳,围岩压力按隧洞规范6.2.4-1~2式计算:
Q4=0.3×γr×B
Q2= Q3=0.1×γr×H
6.2 弹性抗力
围岩单位弹性抗力主要根据已开挖段地质编录取值,如表6-1所示。
表6-1引水隧洞围岩参数表
隧洞围岩弹性抗力系数k=k0/r,单位弹性抗力系数偏安全考虑采用小值平均值,计算结果如下:
Ⅲ类围岩弹性抗力系数k=10/2.4=4.17MPa/cm =4170×10kN/m3=42MN/m3
Ⅳ类围岩弹性抗力系数k=2/2.4=0.83MPa/cm =830×10kN/m3=8.3MN/m3
Ⅴ类围岩不计围岩弹性抗力。
6.3 内水压力
由于本隧洞为无压隧洞,内水压力为隧洞内正常水深。
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩分别为6.4m、5m、5m。
6.4 外水压力
作用在衬砌结构上的外水压力根据隧洞规范第6.2.5式进行估算。
P e=βe×γw×H e
根据不同的地下水活动情况按隧洞规范表6.2.5对外水压力进行折减:干燥或潮湿βe=0~0.2
渗水或滴水βe=0.1~0.4
大量滴水或线状流水βe=0.25~0.6
严重滴水或小量涌水βe=0.4~0.8
股状流水或大量涌水βe=0.65~1.0
当有内水组合时,βe取较小值;无内水组合时,βe取较大值。
根据施工阶段引水隧洞纵断面地质编录图,对无内水组合工况,典型断面选地下水作用最大处水头处;对有内水组合工况,典型断面选地下水作用最小外水头处。
根据地质建议,对无内水组合工况,最大外水水头为20m,根据围岩类
别,考虑溶洞连通效应及排水措施,外水折减取值如下:
三类岩体:βe取0.25。
四类、五类岩体:βe取0.4。
6.5 动水压力
由于本隧洞为无压隧洞,本次设计未考虑隧道内的动水压力。
6.6 灌浆压力
根据隧洞规范15.1.2条,Ⅳ、Ⅴ类围岩段回填灌浆压力采用0.2MPa。
根据《水工设计手册-水电站建筑物》荷载组合说明,灌浆压力与外水压力不叠加。
灌浆压力大于外水压力时,顶部只计灌浆压力,其余为内水压力;灌浆压力小于外水压力时,可不计灌浆压力。
本工程外水压力大于灌浆压力,按外水最大压力考虑。
7 程序计算结果
各工况经计算,检修期工况为主要控制工况,各类岩石分断面计算如下:结算结果见附件1、2、3。
表7-1 隧洞各典型断面衬砌计算表。