浅析波波娜水电站长引水隧洞施工支洞封堵设计

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1、广西水利水电GXWATERRISOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2012(2)·规划设计·波波娜水电站长引水隧洞施工支洞封堵设计张万军(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830000)【摘要1针对波波娜水电站长引水隧洞6条施工支洞的特点，选择柱形堵头，采用5种常用的堵头长度计算公式计算堵头长度，分析比较其结果，并结合工程实际，综合考虑各种因素确定堵头长度，最后对堵头灌浆进行设计。实施后，6条施工支洞堵头均安全运行。【关键词】施工支洞；堵头；封堵；灌浆【中图分类号】TV554【文献标识码

2、】B【文章编号】1003—1510(2012)02—0058—04为中型。水工建筑物按Ⅶ度地震设防；各主要建筑1工程概况物级别如下：拦河坝、泄洪冲沙建筑物、发电引水系统及厂房为3级建筑物；次要建筑物为4级；临时建波波娜水电站工程由拦河坝、泄水建筑物、发电引水系统及电站厂房等主要建筑物组成。水库筑物为5级。发电洞、压力钢管施工支洞堵头属于永久挡水建筑物，设计标准与发电洞、压力钢管相正常蓄水位1856．2in，校核蓄水位1858．1In。工程同，为3级建筑物。等别为Ⅲ等中型，发电引水系统为3级建筑物。发3．2堵头型式电

3、洞低压洞段长12057．385m与调压井相连，调压井后接压力钢管斜井段。隧洞为圆形断面，洞径堵头型式有截锥形、短钉形、拱形、柱形等，截5．4in，纵坡1／380，底板高程1841．000—1810．857m，锥形堵头能将压力较均匀地传至洞壁严实，受力较好；短钉形在钉头部位应力较集中，受力不均匀；拱压力钢管斜井段长290．075，内径4．6m，纵坡1：0．8391，上弯段起始断面中心高程1813．157ITI，下弯段末断形堵头混凝土量少，但是对岩石承压及防渗要求较面中心点高程1590．947In。高，一般用于岩体坚固

4、、防渗性较好的地层；柱形堵头不能充分利用崖壁的承压，只能依靠自重摩擦力及粘聚力达到稳定；由于前3种形式均需要在施工2施工支洞布置支洞开挖过程中进行不规则扩挖，在施工爆破中很本工程引水隧洞是控制施工工期的关键项目，难一次成形，而二次开挖往往会影响工期，为加快根据发电引水系统布置特点，综合分析施工交通、施工进度，本工程选择柱形堵头。施工进度和地形等因素，布置1#m4#施工支洞，分别3．3堵头长度计算位于发电洞桩号1+577．322、5+963．785、7+807．864、堵头长度是封堵设计的核心问题，堵头承受的11+5

5、90．112。为方便施工，施工过程中在发电引水基本荷载一般有水压力、扬压力、自重和混凝土与洞桩号0+131．220、压力钢管斜井段增设5包工支洞基岩粘聚力及摩擦力。我国工程实例较多，计算方和支洞。各施工支洞均为城门洞形，1"-5支洞布法多种多样，没有统一的原则，其计算方法主要有置在洞线左侧，6支洞布置在洞线右侧。5种。3．3．1经验公式3堵头设计L=Dh／50(1)3．1设计标准式中：混凝土堵头等效直径，in；波波娜水电站工程等别为Ⅲ等工程，工程规模——堵头迎水面作用水头，m。【收稿日期】2012—03—07[作者

6、简介】张万军(1984一)，男，甘肃武威人，新疆水利水电勘测设计研究院助理工程师，学士，从事施工组织设计工作。58广西水利水电GXWATERRISOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2012(2)3．3．2《水工隧洞设计规~>)(SL279—2002)t公式聚力；≥[vIA(2)——摩擦力安全系数，1．o5～1．15，本次计算取1．15。式中：卜堵头迎水面承受的总水压，MN；——粘聚力安全系数，一般应大于4，建】——允许剪应力，取0．2—0．3MPa；议4—6，本次计算取6。A——堵头剪切面周长

7、，In。公式(t)只考虑了封堵水头和作用面积，而没3．3．3《水工隧洞设计规范》(DL／T5195—2004)t1有考虑在不同地质条件下混凝土与围岩粘聚力的公式变化，地质条件较好时可以进行估算，在地质条件作用效用函数：S(·)=ZP；较差时，误差很大，存在安全隐患；公式(2)按刚体抗力函数：R(·)=厂R∑w+C。(3)静态剪切原理计算封堵长度的方法，但是也没有考式中：∑PR——滑动面上堵头承受的全部切向虑混凝土与围岩的相互作用对封堵长度的影响，其作用之和，kN；中【T]的选值较为关键，取0．2—0-3MPa相当于

8、安全∑W——滑动面上堵头全部法向作用之系数为2．5—3．0；公式(3)按承载了极限状态进行计和，向下为正，kN；算，计算时计入基础面的摩擦力和除顶部以外混凝—昆凝土与围岩(或混凝土)的摩擦系数；．土与围岩间的粘聚力，而在工程实际操作中，很难C——混凝土与围岩(或混凝土)的粘聚确保两侧墙混凝土与围岩完全结合，故本公式计算力，kPa；的封堵长度一般偏小；公式(4