越南an khe水电站不衬砌引水隧洞设计

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1、2011年第10期东北水利水电规划设计【文章编号]10o2—0624(2011)1o一0005一o3越南AnKhe水电站不衬砌引水隧洞设计高悦，柳成熙(中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江杭州310014)[摘要】文章结合AnKhe水电站，论述了不衬砌隧洞设计应遵循的基本原则，以及具体应用时的判断标准，同时阐述了集渣坑及永久交通的设计。【关键词】水电站；不衬砌隧洞；设计原则[中图分类号】TV672~．1[文献标识码]B1AnKhe水电站概况衬砌厚度为0．4m，衬后直径4．5m。2．1不衬砌隧洞设计应遵循

2、的基本原则AnKhe水电站位于越南中南部嘉莱省波来古市1)洞线选择。洞线的选择应当考虑工程总体约100km的巴江上。布置需要、地形地质条件、施工支洞安排、施工出AnKhe水电站由大坝、引水系统和地面厂房渣方案、隧洞受力状况、水力学、施工工期以及工组成，是一个低坝、长引水、小流量、高水头、中等程投资等条件进行综合分析开挖断面、中型装机规模的引水式电站。大坝是均2)围岩的地质条件。围岩本身应有足够的抗质土坝，最大坝高是23．5m，坝项长1261．00m。压和抗拉强度，饱和单轴抗压强度应大于60MPa，引水发电系

3、统总长约12km，采用一洞两机布置抗拉强度应大于隧洞的内水压力作用于围岩所产形式，由首部引水明渠(长约5km)、压力前池、进生的拉应力，围岩应完整、成洞条件及稳定性好，水口、引水隧洞(衬砌段开挖洞径为5．3m)、上游开挖后的洞周围岩能够承受较高的地应力和内外调压室、压力钢管、地面厂房和尾水明渠(长约2．5水压力。km)组成。额定流量为25．05ma／s，额定水头为3)设计准则。对于有压不衬砌隧洞，其洞顶及357．01"1，装机容量为160MW，共2台机，额定出洞身两侧的岩体厚度需分别满足挪威准则和雪山力80

4、Mw。准则，同时不衬砌隧洞设计还要满足最小地应力2引水隧洞设计准则和渗透准则。由于电站首部地形比较平缓，前部设计了长约①挪威准则——描述的是隧洞洞身段除了具5km的引水明渠，引水隧洞接于引水明渠之后，为备较好的岩石条件外，还应当满足覆盖厚度的要了隧洞成洞的需要，引水隧洞首部240m长隧洞纵求，其目的是为了防止覆盖厚度不足内水压力引坡采用5％，在满足隧洞出渣所需纵坡的合理范围起岩石上抬，产生裂隙发生大量渗水而酿成事故。内使得隧洞洞线迅速下切，目的是使得洞线在经过挪威准则具体表达如下：不利地质地段钻孔AK73所

5、在位置后隧洞顶部满=足覆盖厚度要求，然后变隧洞纵坡为O．4％。整个引水隧洞长约3km(调压室前)，开挖断面为5．3m，式中：C删——岩体最小覆盖厚度，m；h。——隧洞·5·规划设计水史2011年第10期静内水压力水头，m；——水的重度，N／m3；式中：p——渗漏量；K——围岩渗透系数；L————地表岩体坡角，or>60。时，取or=60o；卜经隧洞长度；广重力加速度；P，——隧洞内水压验系数。力；——水的粘滞系数；C——为隧洞埋深；r__隧洞半径。⑤线路调整。由于引水隧洞沿线的地质钻孔数量终究有限，因此实际

6、的地质情况具有一定的不确定性，为了工程的安全起见，避免地质条件不确定性给工程布置方案以及施工带来不必要的麻图1不衬砌压力隧洞覆盖范围的挪威准则烦，最终选定的不衬砌引水隧洞洞线的覆盖厚度，②雪山准则——对于所选洞线所在位置地形应在按上述原则确定的覆盖厚度基础上增加3～6比较陡峭或两侧有深切冲沟的地形，此时侧向覆倍洞径，岩石相对越差增加越多。盖常起控制作用，基于这方面的考虑，在澳大利亚2．2隧洞不衬砌的具体判别设计的雪山工程中首次引起重视和研究，并产生了雪1)洞线选择。AnKhe水电站引水隧洞前部较山准则：为平

7、坦，承受的内水压力较低，最大内水压力为Cnn=2Cn0．65MPa，由于隧洞沿线钻孔AK73处新鲜基岩面=^／yR埋藏较深，因此考虑该处的成洞条件，将该处洞线式中：广水平覆盖厚度，m；。一垂直覆盖下移以满足覆盖厚度要求。厚度，m；h，——隧洞静内水压力水头，m；y——2)围岩地质条件。AnKhe引水隧洞围岩强度水的重度，N／m3；——岩体重度，N／m3。较高，岩石饱和单轴抗压强度达93～102．4MPa，抗拉强度约为8．5～9．5MPa，强度上满足不衬砌隧洞的要求：围岩以Ⅲ、Ⅱ类为主，局部Ⅳ、V类围岩，成洞

8、条件好，自稳能力强，也具备采用不衬砌隧洞的基本要求。3)覆盖厚度。根据挪威准则和雪山准则计算判断，所需最小岩石覆盖厚度为52rn，对照隧洞图2不衬硼压力隧洞覆盖范围的霄山准则③最小地应力准则。是指有压不衬砌隧洞的纵剖面，桩号6+982．618～8+254．060段能够满足岩石覆盖厚度需要，因此该部分隧洞初步判断可以内水压力应小于隧洞所在区域的最小主地应力，按照不衬砌隧洞设计，该段隧洞长约1．27km。其目的是防止