积石峡水电站导流洞堵头稳定性分析

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1、第37卷第11期2011年11月水力发电积石峡水电站导流洞堵头稳定性分析权锋，郭红彦(中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，陕西西安710065)摘要：积石峡水电站导流洞堵头设计主要采用了两种解析法进行计算分析，为确保安全，考虑到施工技术、封堵条件、堵头所在交叉段位置等的影响，在初拟计算长度的基础上，采用三维有限元方法对堵头变形、位移等进行了分析，并对解析法成果进行了复核，最终确定了满足稳定需要的堵头设计长度。关键词：导流洞；堵头；解析法；有限元法；稳定性分析；积石峡水电站StructureandStabilityAnalysis

2、onDiversionTunnelPlugforJishixiaHydropowerStationQuanFeng，GuoHongyan(HydroChinaXibeiEngineeringCorporation，Xi'an710065，Shaanxi，China)Abstract：TwoanalyticalmethodsaremainlyusedintheplugdesignofJishixiaHydropowerStationandthelengthofplayisalsoproposedbytheanalyticalmet

3、hods．Forensuringtheengineeringsafety，thedeformationanddisplacementoftheplugareanalyzedbythethree-dimensionalfiniteelementmethodafterconsideringtheimpactsofconstructiontechnology，sealingconditionsandplug"slocationinthecrosssection．BasedontheresultsofFEM，thelengthofplu

4、gwhichcanmeettherequirementsofsafetyisfinallydetermined．KeyWords：diversiontunnel；plug；analyticalmethod；FEM；stabilityanalysis；JishixiaHydropowerStation中图分类号：TV551．12(244)文献标识码：A文章编号：0559—9342(2011)11-0049-03积石峡水电站采用全年围堰挡水、导流隧洞和gI。巫泄洪排沙底孔导流、基坑全年施工的导流方式。导‘流洞与中孔泄洪洞采用“龙抬头

5、”的方式结合，导≥毒意≯r：．

6、．卜

7、．。：．流洞总长660．0m，其中非结合段长1】_7．0m，结合：)：扈翅778．42卜I_-．1‘．1段长500．01TI．导流洞堵头为1级永久建筑物，设计亟标准与大坝相同，挡水水头80．0in。在永久建筑物r_嘲具备下闸条件、导流洞利用钢闸门下闸封堵之后．进行导流洞永久堵头的施工。为了研究堵头的稳定图1导流洞堵头纵剖面(单位：cm)性，本文主要采用了两种解析法进行计算，并采用m、洞顶高程1794．00in。设计工况见表1。三维有限元计算方法对堵头的稳定性进行复核。从1．3计算参数而确定堵

8、头的长度。衬砌混凝土强度等级为C25时．弹性模量取28．0GPa，泊松比0．167，容重25kN／m。；强度等级1设计资料和计算参数为C20时．弹性模量取25．5GPa，泊松比0．167，1．1结构简图容重24kN／ms。混凝土与混凝土之间的抗剪断参数堵头为楔形体．堵头纵剖面见图1。f=1．0．c，-O．8MPa：混凝土与围岩之间f-=o．65，c=1．2设计工况0．45MPa。导流洞封堵段围岩物理力学参数见表2。校核洪水位1860．40in，正常蓄_K位1856．00in，导流洞开挖断面面积190．06in，衬砌后面积收稿日期

9、：2011-08—29140．49in，初拟封堵长度40I11，衬砌后高程洞底作者简介：权锋(198O一)，男，陕西白水人，工程师，硕士，从1778．O0in、洞顶1793．00in，开挖洞底高程1777D0事施工组织设计工作．表1堵头设计工况3．2抗冲剪理论采用抗冲剪理论分别对滑动面①、②的稳定性进行计算分析，计算成果见表4。表4抗冲剪系数计算结果注：根据DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》并结合积石峡水电站工程实际，持久32况下不考虑防洪高水位及冰冻情况。表2导流洞封堵段围岩物理力学参数箍强度，MPaMPa厦g‘。

10、。口]m~s-l比嚣GPa从表4可以看出，对于持久工况，潜在滑动面60～8010-152．653500—40000．35—88—12①、②的平均剪应力均小于0．2MPa，堵头处于安注：枢纽所在地区的地震特征周期Tg=O．40。全状态；对于偶然工况，在校核洪水位情