密云水库潮河输水隧洞进口段改造方案研究

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1、密云水库潮河输水隧洞进口段改造方案研究：本文旨在对密云水库潮河输水隧洞进口段改造方案的比较研究，为隧洞进口“龙抬头”形式的工程提供借鉴和参考。　　关键词：密云水库，隧洞，“龙抬头”，渐变段，封堵，流态　　Abstract:thispaperintendstomiyunreservoirChaoHeconveytunnelforimportmodificationplanparativestudy,fortunnelimport"dragonlookup"formsofprojectsforreferenceandreference.　　Keyiyunreservoir,tunnel,

2、"dragonlookup",gradualchangesection,sealing,flo）时参与泄洪。　　输水隧洞进口引渠自上游河床过水段开始与进口明拱段相连，全长1170m，断面为梯形。明渠末端至进水塔检修门槽为素混凝土明拱段，长60.15m，进口底高程为117.15m，结构型式为圆形，内径为4m。明拱进口处还设有叠梁门检修闸门槽及高程127.0m操作平台。　　隧洞进口控制建筑物为一斜卧墩墙式进水塔，进水塔两侧为厚80cm的混凝土墩墙，支承着两层平台，第一层高程为153.0m，为斜门及拦污栅检修平台。第一层高程为160.0m，设置固定卷扬式启闭机，用来启闭检修闸门和拦污栅。　

3、　　　2、存在问题分析　　受建设之初材料、施工技术、设计规范以及工期等各种因素的影响，隧洞结构在很多方面均存在安全隐患。结合清华大学关于隧洞的安全鉴定结果，隧洞进口段的存在的主要问题有:　　⑴进口明拱段当顶拱上塌落土高达5m，157.5m水位泄洪时，顶拱最大拉应力达14.86kg/cm2，超过原设计混凝土标号（100号）的允许拉应力值，明拱安全性差；　　⑵原设计进水塔按7°地震校核，轴向与侧向稳定均满足要求，现按8°地震核算，弯矩增加了4.6倍，进水塔在8°地震作用下稳定性差；　　⑶进口检修门门槽前后无渐变段，呈矩形的门槽嵌入圆形洞中，门槽两侧底角处很容易为杂物所堵塞，对检修门封水极

4、为不利，造成底止水因门体不能落底而漏水，漏水量超过1.0m3/s。门槽上游胸墙只修筑到高程130.0m，库水位超过130.0m，库水自胸墙顶部跌入闸门槽，这股水流夹带空气进入洞内与由明拱入流的主水流掺和，发生干扰，影响泄流量；　　⑷进口检修门门槽埋件只设有两根主轨，无侧轨、反轨，也无封水板及平压管，封水条件极差，门槽尺寸为0.8×0.3m，尺寸偏小，门槽混凝土中未放置剪力筋，高水位挡水时，门槽抗剪强度不够，要求限制在150.0m水位以下运用。　　3、进口段改造方案　　3.1、方案比选　　隧洞进口段的改造，对隧洞泄洪时的流态、结构安全影响较大，比选方案如下：　　方案一：“龙抬头”方案。

5、鉴于原引渠末端明拱的不安全性及洞身素混凝土衬砌段满足不了强度的要求，为此，避开明拱，拆除原进口检修门及进水塔，将进口底坎高程由原117.15至130.0m高程，重新布置竖井式进水口，设事故闸门井及相应闸门及启闭设备，闸后设渐变段，再用二个反弯段、斜直段与原洞身相连。　　在原检修斜门进水塔拆除之前，对原检修门进行加固改造，做好封水装置，门周边用棉织物包裹，将检修门沉入原闸门槽117.0m底坎上，使之尽可能起挡水作用，然后对位于龙抬头下方的原洞身进行封堵。封堵完成后，对龙抬头部分进行施工开挖以及洞身的二次固结灌浆和混凝土衬砌可同时进行。　　进口引渠宽6.0m，长15m，两侧开挖成1:0.

6、75的边坡，在引渠前部临水库水面处预留一块梯形岩体不开挖，作为施工围堰挡水用，此处岩面顶高程约为140.0m。为满足库水位143.0m挡水，需在顶部砌筑浆砌石，高3m，在预留岩体后开挖出竖井进水口。由桩号0020.5m起开挖洞段，洞脸开挖坡度为1:0.5，洞身进口尺寸为4×4.2m，建设水平段洞身长16m。桩号0036.5至0043.5m新建事故闸门井，闸室段长7m，孔口尺寸由4×4.2m过渡到4×4m。闸门井后接6m长渐变段，由矩形4×4m过渡到直径为4m的圆形洞身。渐变段后为斜洞段，包括竖曲线段、斜线段和反弧段，于桩号0082m处与原洞身顺接。　　进口预留岩体需要灌浆处理，以减少

7、施工期的围堰渗水量。待进水口改建完毕，闸门及启闭机可以正常操作后，再拆除预留岩体。拆除可以采用水下爆破，水下清碴来解决，或者可待水库水位下降后逐层挖除清理，因为预留岩体后新开挖的竖井进水口，可以满足高水位泄洪过流的要求。　　　　方案二：进口检修门改建方案。拆除原检修门前部的一段明拱混凝土，高程153.0m以下的门槽全部拆除重建，重新制作检修闸门。首部设小龙抬头进水口，底坎高程为120.0m，闸门孔口尺寸为4×4.2m（斜高），门后设渐变段使之逐步过渡到直径