伊泰兹水电站引水洞施工支洞堵头稳定性分析-论文.pdf

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1、第4O卷第25期山西建筑Vo1．40No．252014年9月SHANXIARCHITECTURESep．2014·241··水利工程·文章编号：1009—6825【2014)25—0241·02伊泰兹水电站引水洞施工支洞堵头稳定性分析任小亮葛瑶孙斌(1．中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，陕西西安710065；2．陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安710001)摘要：赞比亚伊泰兹水电站弓I水洞施工支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、堵头所在位置等的影响，采用可靠度理论对堵头长度进行了分析计算，同

2、时采用了三维有限元方法对堵头变形、位移等进行了复核，最终确定了满足稳定要求的堵头设计长度。关键词：施工支洞，堵头，可靠度分析法，有限元法，稳定性分析中图分类号：TV731文献标识码：A1工程概况流洞封堵段围岩物理力学参数见表2。表1堵头设计工况伊泰兹水电站位于赞比亚南方省丘莫市伊泰兹区，大坝位于设计状况作用组合主要考虑情况作用组合赞比西河和凯福河交汇点上游295km处，距离已建成的上凯福自重静水压力扬压力动水压力地震作用峡水电站230km。伊泰兹大坝于1978年建成，是下游上凯福峡持久状况基本组合正常蓄水位情况、／、／、／水电站的调节水库，主要用

3、于蓄水灌溉和凯福河流量管理，调节偶校核情况、／、／、／、／然状况偶然组合地震情况、／、／、／、／上凯福峡水电站的水力发电流量。大坝为心墙防渗土石坝，最大坝高65in，正常蓄水位1033．5In，校核洪水位1040．37in。扩机表2引水洞施工支洞封堵段围岩物理力学参数工程包括：南导流洞改建引水洞段、新建引水洞段、调压井、地面岩体类别岩石饱和抗岩石抗拉岩石密度I模量值／GPa压强度／MPa强度／MPag／cm仫I变模I弹模E厂房以及尾水渠、开关站等。扩机工程总装机容量120MW，安装2台60Mw的轴流转浆机组，额定水头40in。引水洞施工支洞封围岩

4、50～703．0—5．02．6—2．70．200．25l8～10I1015堵体布置于施工支洞与引水洞交叉段部位，桩号为ADIT0+3基本假定。·120．06Ill～ADIT0+106．56m，施工支洞开挖断面尺寸为5．0m×1)堵头混凝土与原衬砌混凝土为各向同性的线弹性材料，围6．5m，原支护措施为喷C20混凝土，厚度为0．1m，封堵体部位围岩为弹塑性材料。2)围岩及堵头内渗透水压力和下游水压力暂岩为Ⅲ类，封堵断面尺寸为5．0m×6．5m，封堵段承受水头为时不计。3)顶拱部位喷混凝土与堵头混凝土之间是脱开的。4)57．88m。把施工支洞10cm喷

5、射混凝土与封堵体混凝土的接触面定义为潜2设计资料和计算参数在滑动面1，10cm喷射混凝土与围岩的接触面定义为潜在滑动2．1结构简图面2。堵头纵剖面见图1。4计算成果分析10o4．1可靠度理论引水洞采用可靠度理论分别对滑动面1，2的稳定性进行计算分析，．计算成果见表3。一薹表3可靠度系数计算结果设计主要考水位滑动面作用力粘结力摩擦抗滑力抗滑力与I嚣ll罨匡5．419I状况虑情况MNMPa系数MN作用力比值持久正常蓄水l033l16．35O．8O1．o037，182．27状况位情况．50217．220．6OO．8529．251．70校核1040118

6、．360．8O1．0037．182．02图1施工支洞堵头纵剖面图(单位：桩号以nl计，其余均以mill计)偶然情况．37219．350．600．8529．251．5l2．2设计工况状况地震ll7．1l0．8O1．o037．182．17情况l033．502l8引水洞调压井最高涌浪水位：1040．37in，坝前正常蓄水位：．030．6OO．8529．251．621033．50m，引水洞施工支洞开挖断面面积：31．42m，引水洞施工从表3可以看出，对于持久状况，潜在滑动面1，2的抗滑力与支洞喷射10cm混凝土后面积：29．82m，初拟封堵长度：13．5

7、m，作用力比值分别为2．27和1．70，均大于1．32，封堵体处于安全状衬砌后洞底高程：975．62in，衬砌后洞顶高程：982．12m，开挖洞底态。对于偶然状况，在校核洪水位情况时，潜在滑动面1，2的抗高程：975．62nl，开挖洞顶高程：982．22m。设计工况见表1。滑力与作用力比值分别为2．02和1．51，均大于1．122，封堵体处2．3计算参数于安全状态；在地震情况时，潜在滑动面1，2的抗滑力与作用力封堵体C20混凝土，弹性模量取2．55×10N／mm2，泊松比比值分别为2．17和1．62，均大于1．122，封堵体处于安全状态，因0．1

8、67，容重24kN／m。混凝土与混凝土之间的抗剪断参数f=此，封堵体的长度满足封堵稳定要求且具有一定的安全余度。1．0，c=0．8MPa