《水工隧洞设计》ppt课件

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1、第七章水工隧洞设计熟练掌握选择水工隧洞的基本条件与设计原则。熟练掌握洞线选择与进、出口布置原则。熟练掌握隧洞受力状态与隧洞断面型式及尺寸选择。掌握隧洞水力计算与出口消能设计。熟练掌握隧洞支护与衬砌的基本型式与选择。掌握衬砌结构设计。了解钢筋混凝土岔管布置。掌握隧洞灌浆、防渗与排水设计。考试大纲太平峪引水隧洞第一节水工隧洞分类水工隧洞设计应符合SL279-2002（或DL/T5195-2004）《水工隧洞设计规范》的要求。水工隧洞是以输水为目的，在岩、土体中通过开挖形成的隧洞，不包括埋管和回填管。水工隧

2、洞可按不同原则分类。按其用途，水工隧洞可以分为：发电隧洞；灌溉隧洞；供水隧洞；导流隧洞；排水隧洞；泄洪隧洞；航运隧洞；排沙隧洞；多用途隧洞按隧洞过水流态可分为有压隧洞和无压隧洞，在同一条隧洞中允许有不同流态，如上游为有压隧洞，下游为无压隧洞；按对围岩加固方式可分为不衬砌隧洞，喷锚衬砌隧洞，混凝土或钢筋混凝土衬砌隧洞；按流速大小可分为低流速隧洞和高流速隧洞。第二节水工隧洞选择基本条件与设计原则（一）选择水工隧洞的基本条件（1）水工隧洞不受地形影响，可以在两点间取直线，以最小的水头损失换取最大的落差；（2

3、）泄水建筑物设计用明渠因挖方过大而不经济；（3）修建明渠可能受到滑坡、塌方、泥石流、雪崩及冰冻威胁；（4）深山峡谷中修建当地材料坝无条件采用其他导流及泄洪建筑物；（5）水电站厂房采用地下结构。（二）水工隧洞设计原则（1）水工隧洞的级别按现行GB50201－1994《防洪标准》和DL5180-2003《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》、SL252－2000《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》的规定执行。（2）水工隧洞设计应满足工程总体规划和环境及水土保持要求。（3）水工隧洞的设计除符合SL279－

4、2002《水工隧洞设计规范》和DL/T5195-2004《水工隧洞设计规范》外，还应符合国家现行有关标准的规定。（三）基本资料的收集与分析（1）水工隧洞设计应根据隧洞用途和不同设计阶段的要求，收集的基本资料。（2）地质资料是水工隧洞设计的重要依据之一，也是施工、运行的重要资料，水工隧洞开工前，设计人员应逐步地详细掌握隧洞地区的基本地质情况。（3）对高地应力区1、2级水工隧洞的重要洞段，设计人员应在初设阶段掌握地应力的测验成果，并做出评价。施工阶段应根据地应力的现场复核成果，对设计进行校核、补充或修改。

5、（1）水工隧洞的线路应根据隧洞的用途，综合考虑地形、地质、水力学、施工、运行、沿线建筑物、枢纽总布置及对周围环境的影响等因素，通过技术经济比较选定。（2）在满足枢纽总布置要求的条件下，洞线应选在线路短、沿线地质构造简单、岩体完整稳定、上覆岩层厚度适中、水文地质条件有利及施工方便的地区。（3）洞线布置宜避免相邻建筑物的不利影响。（4）洞线布置应根据隧洞区岩层及主要地质构造的分布特性，满足的要求。第四节水工隧洞洞线的选择（5）隧洞沿线遇有断裂构造、不利构造面、软弱带、蚀变带、膨胀岩等时，应充分考虑地下水活

6、动的影响，注意围岩的稳定条件。（6）在高地应力区，水工隧洞的轴线方向宜与最大水平地应力方向有较小交角。（7）水工隧洞垂直和侧向最小覆盖厚度，应根据地质条件、隧洞断面形状及尺寸、施工成洞条件、内水压力、支护（衬砌）型式、围岩渗透特性等因素，按要求综合分析决定。（8）相邻两隧洞间的岩体厚度，应根据布置需要、地质条件、围岩承受的内水压力、围岩的应力和变形、隧洞横断面尺寸和形状、施工方法和运行情况（如一洞有水临洞无水）等因素综合分析决定。（9）经论证必须穿过坝基、坝肩或其他建筑物基础的水工隧洞，与建筑物基础之

7、间的围岩应有足够的厚度，满足建筑物基础和隧洞对应力、应变、稳定和渗透的要求。（10）洞线遇有沟谷时，应根据地形、地质、水文及施工条件进行绕沟或跨沟方案的技术经济比较。当采用跨沟方案时，应合理选择跨沟位置。（11）沿河傍山地段的土洞，洞线应向山里侧内移，避免产生偏压，防止水流冲刷山体影响洞身稳定。（12）洞线在平面上宜布置为直线。如需要设置弯段时，应符合的要求。（13）洞身段设置竖向曲线时，对高流速隧洞（有压或无压），其型式和竖向曲线半径应通过试验确定。（14）水工隧洞设置平面或竖向曲线时其弯曲半径尚应

8、考虑施工方法和大型施工设备的要求。（15）洞身段的纵坡应根据运用要求、上下游衔接、沿线建筑物的底部高程以及施工和检修条件等综合分析决定。（16）布置在多泥沙河流上的排沙隧洞，其平面和竖向的转弯曲线、转弯角度、纵坡坡度均应通过水工模型试验确定。泥沙问题是个复杂的问题，二维计算成果还不能很准确地反映实际冲淤分布，故多沙河流上排沙洞的布置不便用计算解决，有关布置问题规定用水工模型试验确定。（17）长隧洞需设置施工支洞时，支洞的数目及长度应根据隧洞沿线地形地质条