压力隧洞衬砌计算方法
圆形有压隧洞的计算
顶 部 中心 角 ９ 。 ０ 以外 ２ ０ 的 范 围 内， 用 结 构 力学 方 ７。 利 法 进行 计算 。
钢筋应 力校 核 ， 按式 ｆ） ２计算 ：
＝
越
≤［ ｊ
（ ２ ）
盯
衬 砌 采用 双层 钢 筋 时 ，外 圈 钢筋 应 力 ，
式 中
￡ 一 衬砌 外 圈钢筋 断面积 ， Ｔ ｍ ｍ；
上 面 式 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 别 为 水 利 规 范 １ 、 ２ 、３ 、 ４ 、５ 分
Ⅱ、 Ⅲ类 围岩 ， 当洞 径小 于 或等 于 ６ ｍ时 ， 由同岩 压力
和 衬 砌 自重 所 引 起 的 衬 砌 应 力 甚 小 ， 忽 略 不 计 （ 可 文
① 均 匀 内水 压 力 作 用 下 的计 算 公 式 与 水 利 规
范 附 录 Ｂ中 的公 式 相 同。
献 ６， ） 因此 ， 内水 压 力 为 主要 荷 载 ， 以 Ｉ、 Ⅱ类 围岩 ， 直 径小 于或等 于 ６ 的 圆形 有 压洞 ， 只考 虑均 匀 内 ｍ 可 水 压 力 。 水利 规 范 附录 Ｂ提供 的公 式 计算 。 按
磊
ｍ ２ （ｒ＋ ｆ ） ｐｉ Ｅ ｌ １
： —
。
≤ ≤［ 】 ‘ （ ５ ’ ）
，
钢筋断 面积计 算 ， 按式 （） １ 进行 计算 ：
一
—
—
—
等
１ ， ０８ Ｅ ｎ Ｅ。 ． ｃ ＝ ５
中小型水工压力隧洞衬砌结构设计初探
中小型水工压力隧洞衬砌结构设计初探蔡芳芳1窦媛2(1．广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023；2．河南省南阳市水利建筑勘测设计院，河南南阳473000)协i要】以某中小型水工压力隧洞工程为例，采用结构力学方法进行隧嗣衬砌结构设计，并根据工程实际要求，通过对比分析计算结果，对隧洞断面及衬砌结构进行优化，为今后的设计提供参考。
傍镥}词】水工压力隧洞；衬砌结构；优化设计1工程概况该电站采用有压隧洞弓l水方式，由岸塔式进水口、低压段、高压段组成，隧洞全长约62k m。
进水口段长23．12m，低压段长5363．96m，高压段长913．79m。
其中进水口至调压井段隧洞底高程为V444m～V400m，埋深26m一160m，长约5A km，调压井至隧洞出口底高程为V400m～267．5m，埋深28m～116m，长约0．99ki n。
低压段洞径5．0m，高压段涧径4．5m o设计引用流量为62．0m‰根据地质情况，引水隧洞洞体均埋藏于弱一微风化细砂岩夹泥岩、泥质粉砂岩岩体内，仅有部分洞段围岩为较为坚硬的中细砂岩。
其中，m类圈岩占90％以上为，其余为l V类围岩。
岩石泊松比为0．22～025，变形模量为8．0～10．0G pa，弹性模量为120—15．0G pa。
l U类围岩单位弹性抗力系数K O为40M Pa／crT}，岩石坚固系数为50；IV类围岩单位弹性抗力系数K O为20M Pa／Cm，岩石坚固系数为3．O。
2计算原则与假定有压水工隧洞～般采用圆形断面。
这是因为：在相同面积的过水断面中圆形断面的湿周最小，水头损失最小；圆形结构具有对称性，受力条件较好。
本文初步采用圆形断面，根据<水工隧洞设计规范>(D U T5195—2004)(以下简称“规范”)附录G提供的方法进行隧洞衬砌结构设计。
规范考虑山岩压力、内水压力、外水压力、衬砌自重等荷载，假定各荷载均作为外力作用在衬砌上，当围岩厚度大于3倍开挖洞径，无不利的滑动面，围岩与衬砌紧密结合，围岩对衬砌产生一定的弹性抗力，在荷载及抗力共同作用下求出衬砌各断面的弯矩、轴力，然后计算配筋量，验算衬砌是否开裂以及计算开裂宽度。
隧洞结构计算
1.内力计算r i r e r100130115说明：砼采用C20，钢筋采用二级，截面按双筋计算。
截面Ar i——-衬砌后的隧洞内径，单位cm；ψ=0(洞顶）0.1628 r e——-衬砌后的隧洞外径，单位cm；ψ=π/2-0.125 r——-衬砌后的隧洞平均半径，单位cm；ψ=π(洞底）0.0872 k0(N/cm3)——围岩单位弹性抗力系数；h——衬砌厚度,单位cm；截面Dq(KN/m)----垂直围岩压力，按q=0.1×γ1×B计算，ψ=0(洞顶）0.2122此处γ1为山岩容重，B为考虑0.2m超挖的隧洞直径；ψ=π/20 P(Kpa)——隧洞内水压力；ψ=π(洞底）-0.2122 a——钢筋保护层厚度；〔σg〕(KN/cm2)=R g/k,一级为160MPa,二级为258MPa;截面A1A g----根据计算结果选定的每层钢筋面积。
ψ=0(洞顶）0.34477作者：bluepan ψ=π/2-0.392722004.3.4ψ=π(洞底）0.44059A0.927393截面A2ψ=0(洞顶）0.17239ψ=π/2-0.19636ψ=π(洞底）0.2203ψ=0垂直山岩力 2.064189自重 2.357966非均匀内水压力0.803815总计 5.225972.配筋计算（1）按砼未出现裂缝情况计算a h0426A gi A ge洞顶配筋面积 4.475129883 2.636055洞底配筋面积 4.701285105 1.7432洞侧配筋面积 2.011452455 3.829226（2）按砼出现裂缝情况计算A gi A ge洞顶配筋面积0.744046768-1.26561洞底配筋面积0.192345615-1.98788洞侧配筋面积-1.719630660.0981433.抗裂校核(须满足σi<〔σgh〕,K f>1.2)A g A040.3064有压隧洞结构计算k0(N/cm3)h a I K n1000300.869565225000666.66679.212994188山岩压力作用下弯矩计算Aa B C Cn Cn(1+a)Aa+B+Cn(1+a)0.1415652170.08721-0.00699-0.0644-0.12040.108377406-0.108695652-0.125010.008240.0759150.141928-0.0917774740.0758260870.16277-0.00837-0.07711-0.144170.094428751山岩压力作用下轴向力计算Da F G Gn Gn(1+a)Da+F+Gn(1+a)0.184521739-0.212220.020980.1932890.3613660.333667416010.005750.0529750.09904 1.099039688 -0.1845217390.712220.022370.2060950.3853070.913005706衬砌自重作用下的内力计算B1B1n A1+B1n M(KN·m)C1D1-0.02194-0.202130.142637 2.357966-0.166690.06590.025890.238524-0.1542-2.54905 1.57080.01807-0.02629-0.242210.19838 3.279476 1.73740.07024 N P(KN)192.7701403非均匀内水压力作用下的内力计算B2B2n A2+B2n M(KN·m)C2D2-0.01097-0.101070.0713230.803815-0.588340.032950.012950.119308-0.07705-0.86837-0.21460.00903-0.01315-0.121150.099149 1.117411-0.631260.03513内力组合表M(KN·m)N(KN)ψ=π/2ψ=πψ=0ψ=π/2ψ=π-1.748021301 1.798518 5.526218.202315.1212-2.54904569 3.279476 6.33141624.9733834.27749-0.868372944 1.117411-2.79072-1.28779-3.01455-5.165439934 6.1954059.06690141.8878946.38413〔σg〕(KN/cm2)A min(cm2)25.833 3.9A7.1111849096.4444846465.84067849A-0.521558488-1.795537959-1.621487742I0W0σi〔σgh〕K f2327440.015516192.69261333.333 2.700007q(KN/m)g(自重KN/m)P(Kpa)t12.7412.5220 1.3M(KN·m)2.064188587-1.7480213011.798518311N(KN)5.5261997518.202295315.1212005D1n C1+D1n N(KN)0.6071363170.44044632 6.3314160.166478805 1.737278824.973380.647120712 2.3845207134.27749D2n C2+D2n N(KN)0.303568158-0.2847668-2.790720.083193338-0.1314067-1.287790.323652486-0.3076075-3.01455。
压力水工隧洞衬砌最小配筋率研究
压力水工隧洞衬砌最小配筋率研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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隧洞计算
表3-3
γ岩24开挖宽B 5.5开挖高H 5.5二）计
算：
13.2
6内摩擦角
ψ75γ岩
24
0.579015
9.7274480.16862.456474
1.312537
9.768
1.32
2.考虑岩石弹性抗力：垂直山岩压力+岩石弹性抗力+岩石弹性抗力产生的摩擦力+衬砌自重
一、山岩压力：
围岩分类表： 设 计 荷 载
设计组合如下：
1.不考虑岩石弹性抗力：垂直山岩压力+侧向水平山岩压力+衬砌自重
一）基本数据：（围岩为比较新鲜的、节理缝隙少
岩）
岩石坚硬系数及其他力学指标q=0.074γ岩B 1.按SD134-84《水工隧洞设计规范》计算：根据地质条件为Ⅱ类围岩，不计侧向水平山岩压力。
在洞底面处 e 2=(0.7h+H)γ岩tg 2（45-ψe=（e 1+e 2）/2根据表3-3，当岩石坚硬系数f=6，相应q 、e 系数为0.074、0.010
垂直山岩压力强度q=（0.1~0.2）γ岩B 2.按普氏公式计
根据表3-2，选用岩石坚硬系数f 侧向水平压力强度:在洞顶面处e 1=0.7γ岩htg 2（45-ψ/2）e=0.01γ岩H 1）按公式计算：
塌落拱高度h=（B+2Htg （45-ψ/2））/垂直山岩压力强度q=0.7γ岩h 2）按简化公式计
摩擦力+衬砌自重
缝隙少的砂岩）
水平山岩压力。
隧洞计算
一）基本资料：洞身净宽B 5洞身净高H 5.275拱顶内半径r` 2.5直立墙高y h 0.5540（C15砼）弹性模量E 22000000砼容重γ砼24二）计算：计算矢高与顶拱计算半径的比值m=f/r25.55 5.55Ac0.805508C=Ac*r2.235284A 112.570796A 221.0214857.13396A 1q -0.8927A 2q-0.25696-763.05213.2A 1g-1-282.074A 1e-1.34476A 2e-0.92194-287.3664)载常数总和：-1332.49-1392.44186.781563.79026qr 2308.025gr 2101.6483er 277.00625y-C各截面M 计算表：各截面弯矩值：M=M P +X 1+X 2（y-C ）（利用表4-45及4-47）6.各截面弯矩值计算：圆顶段各截面：y-C=r-rcos α-C 直墙段各截面：△1p =数据/（EJ）△2p =数据/（EJ）5.多余未知力X 1及X 2计算：X 1=-△1p /δ11X 2=-△2p /δ223)矩形水平压力作用：（根据m=2，查表4-42得）△1p =A 1e er 3/（EJ)=数据/（EJ ）△2p =A 2e er 4/（EJ)=数据/（EJ ）2)衬砌自重作用：衬砌自重g=γ砼d△1p =A 1g gr 3/（EJ)=数据/（EJ ）△2p =A 2g gr 4/（EJ)=数据/（EJ ）均布侧向水平山岩压力强度e （m=q/e ）3.衬砌材料：2.设计荷载：均布垂直山岩压力强度为q 计算跨度L=B+d计算矢高f=H+d/2顶拱计算半径r=r+d/21）垂直山岩压力：隧 洞 衬 砌 计 算（不考虑岩石弹性抗力作用）一、查表法计算圆拱直墙式衬砌断面（不考虑岩石弹性抗力作用）1.洞身衬砌截面形式及尺寸：衬砌厚度初拟d （底板采用与顶拱及侧墙相同）1.计算基本结构：（根据m=2，查表4-40得）2.钢臂长度C ：（根据m=2，查表4-39得）3.形常数计算：（根据m=2，查表4-39得）△1p =A 1q qr 3/（EJ)=数据/（EJ ）△2p =A 2q qr 4/（EJ)=数据/（EJ ）δ11=A 11r/（EJ ）=数据/（EJ ）δ22=A 22r3/（EJ ）=数据/（EJ ）4.载常数计算：qr111gr36.63er27.75N=NP+X2cosα(利用表4-46及4-48）各截面N计算表：0.7264930.69375校核:0.007766结论:0.55终拟衬砌砼厚d △s 1=s 1/4=y h /4（0.007766/（EJ ）略为0）9.拱顶内缘出现拉应力值最大为760.556,而C15砼允许拉应力767,因此衬砌厚度刚好.拟订为0.55.拱顶截面转角总和应为0:△s 0=s 0/6=pi*r/122.775102.77521.82836-609.497A 2g-0.30179-236.23-546.71m=2，查表4-42得）（根据m=2，查表4-41得）半径r=r+d/2m=2，查表4-40得）6/（EJ）略为0）厚度刚好.拟订为0.55.。
抽水蓄能电站高压隧洞衬砌型式分析
抽水蓄能电站高压隧洞衬砌型式分析摘要：由于抽水蓄能电站的水头、管线普遍较高、较长，所以选用不同的衬砌方式对工程的安全性和成本会产生较大的影响。
在抽水蓄能电站的高压隧道中，通常采用两种衬砌方式：钢筋砼衬砌和钢板衬砌。
本文综合考虑了抽水蓄能电站的水文地质情况，借鉴了以往的成功经验，经过技术和经济比较，最后选择了钢筋砼衬砌方案。
关键词：隧洞；抽水蓄能；高压；电站；衬砌型式随着“碳中和、碳达峰”战略的实施和我国能源结构的转变，我国新能源的并网规模逐步扩大，但由于其时断时续、波动性、逆变等特点，使得电力系统的运行面临许多问题。
抽水蓄电站其容量大、清洁、“调峰填谷”等特点，在电网系统中得到了广泛应用，提高了电网的安全、稳定运行。
抽水蓄能电站高压管道（包括高岔）采用钢筋砼衬砌，是充分利用围岩承载能力，由围岩承担高内水压力，从而减小衬砌厚度、缩短工期、节省投资：在高内水压力作用下围岩不发生水力劈裂，是高压隧洞采用钢筋砼衬砌的必要条件。
一、引言大容量抽水蓄能电站的高压管线通常具埋深大、管身尺寸大、管身形状复杂等特点，如果采用钢板衬砌，在外部水压的影响下，需要用厚钢板，而且制作和安装都很困难。
若使用钢筋砼衬砌，可减少衬砌厚度，缩短工期，节约投资。
例如，广州抽水蓄能电站（下文简称广蓄）一期高压分支管，“是我国第一次成功地采用钢筋混凝土结构，在高水压作用下岔管工作正常和渗水量微小，是高压输水道工程的一项重大突破”，“经过两年多的测试和两年多的检验，证明了支管的布置、支路分析和结构设计是成功的。
已跻身世界一流行列。
这对我国地下工程的开发和应用具有重要意义，为今后在工程设计中的应用提供了宝贵的经验。
该技术在同类情况下具有较好的推广前景，并在广蓄二期、天荒坪水库等项目中得到了推广，具有很好的社会效益”。
这是广蓄电站技术成果的专家鉴定，由潘家铮主持。
再比如，惠州抽水蓄能电站和深圳蓄能电站（以下简称惠蓄、深蓄）都是深埋在比较完整的花岗岩体中，是一种广泛的应用领域。
不同外水压力下输水隧洞结构及配筋计算分析
本文以某输水隧洞工程为依托，进行三种工况、不同
底板中心线算起到直墙高度），顶拱半径 1.44m，顶拱半中心
折减系数下输水隧洞衬砌结构及配筋计算。输水隧洞洞段
角 62.5°。隧洞围岩岩体力学参数取值见表 1，选择Ⅳ类围
围岩主要为Ⅳ类、V类围岩，外水水头在 10~90m不等，计算
岩洞段进行分析，垂直压力系数取 0.3，侧向压力系数取 0.1，
数自动求出。运行期持久工况输水隧洞内有内水压力，检 修、施工工况洞内无水，无内水压力，围岩压力将通过垂直、 侧向压力系数输入后软件自动加载，计算中对衬砌上的弹 性抗力不作任何假定，可由计算机进行迭代计算自动求出 抗力分布，施工工况考虑灌浆压力，折减后灌浆压力值取 0.2MPa，其计算工况对应的荷载组合如下：
施工技术
不同外水压力下输水隧洞结构及配筋计算分析
Calculation and analysis of tunnel structure and reinforcement under different external water pressure 高祥泽
（水发规划设计有限公司，山东 济南 250000）
取外水水头H=50m，通过折减系数变化来反映外水压力变
计算外水头H取 50m，内水压力为 2.29m，计算工况取运行
化，隧洞围岩岩体力学参数取值见表 1。
期持久状况、检修工况及施工工况，各种工况外水折减系数
1 计算原理与方法
分别取 0.2、0.5、0.75，通过外水折减系数来反映结构所受 的外水压力作用。三种工况下的外水压力通过外水折减系
1.1 计算方法 本文输水隧洞结构及配筋计算方法采用边值法，将水 工隧洞衬砌结构计算转化为用初参数求解非线性常微分 方程组的边值问题。外水压力根据《水工隧洞设计规范》 （SL279-2016）中外水压力计算公式和外水压力折减系数确 定。为实现计算程序化，采用SDCAD[3]，对输水隧洞在不 同外水压力作用下的内力值计算，并进行单工况配筋及最 终配筋计算。 1.2 计算模型
有压隧洞围岩应计算
有压隧洞围岩应计算————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：有压隧洞围岩的应力计算1.前言在水利、水电建设中经常遇到一些洞室工程问题，其中最常遇到的作为引水建筑物之一的是水工隧洞。
水工隧洞可分为无压隧洞及有压隧洞两大类。
无压隧洞的断面大部分做成马蹄形或其它形状，有压隧洞则多做成圆形。
无压隧洞衬砌所承受的荷载主要是山岩压力、外水压力。
有压隧洞除了承受这些压力之外，特别重要的是承受内水压力。
这种内水压力有时是很大的，不仅衬砌受到压力，围岩也要承受这部分内水压力。
围岩受到这种压力之后必然要引起一些力学现象和变形、稳定等问题。
因此，准确地计算围岩的各项应力对工程有特别的意义，主要包括有围岩的初始应力、围岩的重分布应力以及围岩的附加应力计算等。
2．围岩的初始应力计算习惯上常将工程施工前就存在于岩体中的地应力，称之为初始应力或天然应力（如构造应力和自重应力）。
初始应力的大小主要取决于上覆岩层的重量、构造作用的类型、强度和持续时期的长短等。
目前，对于岩体中初始应力的大小及其分布规律的研究，还缺乏完整的系统的理论。
当岩体的形状比较规律、表面平整、产状平缓、岩体本身又没有经受构造作用与呈现显著的不均匀性时，此时可认为岩体中的垂直应力与上覆岩体的重量成正比，水平应力可按垂直应力乘以侧压力系数而计算。
2．1 岩体中自重应力的计算根据大量应力的实测资料已经证实，对于没有经受构造作用、产状较为平缓的岩层，它们的应力状态十分接近于由弹性理论所确定的应力状态。
由土力学可知，对于以坐标面xy 为表面，z 轴垂直向下的半无限体，在深度为z 处的垂直应力z σ，可按下式计算：z z σγ=式中 γ——岩体的容量（KN/m 3）。
半无限体中的任一微分单元体中的任一单元体上的正应力x σ、y σ、z σ显然都是主应力；而且水平方向的两个应力与应变彼此相等，亦即：x y σσ=，x y εε=如果考虑到半无限体中的任一单元体都不可能产生侧向变形，亦即0x y εε==由此可得：()0xy z E Eσμσσ-+=式中 E 、μ——岩石的弹性模量与泊松比。
有压无压隧洞衬砌计算及数值解法
4
一、荷载及荷载组合
目前，确定围岩压力的方法：
★ 松散介质理论（塌落拱法）
此方法视岩体为具有一定的凝聚力的松散介质，在 洞室开挖后，由于岩体失去平衡形成“塔落拱”，拱处 的围岩仍保持平衡，拱内岩块重量就是作用再衬砌上的 荷载——山岩压力。
普氏用“坚固系数f”k （亦称拟摩擦系数），代替岩
其中内水压力、自重比较明确，而其余的力 只能在一些简化和假定的前提下进行近似计算。
3
一、荷载及荷载组合
（一）围岩压力（山岩压力） 隧洞开挖后围岩变形或塌落作用在支护上的
压力。 影响山岩压力大小的因素：围岩的地质条件
和力学特征（强度和变形性能节理，裂隙的分布 和发育情况）；初始应力，地下水，隧洞的走向， 埋深和几何形状；开挖方法；衬护时间，衬护形 式。
的，难以反映实际情况。 岩体的工程地质，水文地质条件错综复杂，山岩压力
显然不能用一个简单的公式予以概括。
13
一、荷载及荷载组合
（二）围岩的弹性抗力
当衬砌承受荷载向围岩方向变形时，将受到围岩的抵抗， 这个抵抗力叫弹性抗力。
弹性抗力的大小和性质与工程地质条件有密切的关系， 坚固完整的岩石，弹性抗力大；围岩软弱破碎，弹性抗力小， 甚至不能利用。
有压、无压隧洞衬砌计算及数值解 法
一、荷载及荷载组合 二、圆形有压隧洞的衬砌计算 三、无压隧洞的衬砌计算 四、渐变段衬砌计算简介 五、衬砌的边值问题及数值解法
1
前言
目的：核算在设计规定的荷载组合条件下衬砌的强度，使之 满足规范要求。
计算方法： ★一类：1、将围岩与衬砌分开，按文克尔假定考虑围岩的弹
性抗力，衬砌上承受各项有关荷载，然后按超静定 结构解算衬砌内力。
山岭隧道地下水压力计算与数值分析
山岭隧道地下水压力计算与数值分析摘要：随着路网向山区的拓展，线路标准的提升，特别是高速铁路和高速公路大规模的修建，需要修建大量的“深”、“长”、“大”山岭隧道及江、河、海底隧道。
在山岭隧道的修建过程中，经常会遇到地质条件复杂的地层，有时须穿越高水压富水地区，如渝怀铁路圆梁山隧道、锦屏输水隧洞。
在水下隧道修建过程中，地下水问题更是突出，如日本青函隧道、英法海底铁路隧道、厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道。
本文将对隧道衬砌水压力荷载进行讨论。
关键词：隧道；压力；荷载1衬砌水压力问题1.1隧道规范对水压力的考虑国内较早提出衬砌水压力荷载问题的主要集中在水工隧洞界，相比水工部门而言，交通部门对隧道水荷载问题认识水平和研究深度均存在明显的差距。
随着人们对地下水与隧址周边生态环境密切相关的认识不断深入，对隧道工程中地下水处治原则进行了深入的思考，在渝怀铁路的建设中，铁道部第二勘察设计院提出隧道地下水处治的“限量排放”新理念。
至此，隧道工程水压力荷载问题也就完全凸现出来了。
在隧道设计中，各种规范对水压力荷载计算的规定有所不同：（1）地铁设计规范（GB50157-2003）用盾构法修建的地铁隧道采用全堵方式，通过衬砌管片接头处的密封装置，将地下水完全封堵在衬砌背后。
（2）铁路隧道设计规范（TB10003-2001）用矿山法修建的山岭隧道采用排导方式，通常通过设置在衬砌背后的透水垫层、盲沟或排水管等将围岩中的地下水引到设置在衬砌墙脚的出水口排出。
（3）公路隧道设计规范（JTGD70-2004）该规范提到“当隧道位于常水位以下，又不宜排泄时，隧道衬砌应该采用抗水压衬砌。
隧道防排水应遵循‘防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理’的原则”，但对如何考虑衬砌水压力没有给出明确的方法。
1.2水压力计算方法目前，隧道衬砌水压力的计算方法主要可以归纳成以下3个方面。
1.2.1折減系数法所谓水压力折减系数，就是指作用在衬砌上的外水压力水头与地下水位线相对于隧道中心的高度之比。
调压井、压力隧洞砼衬砌施工方法说明
断 面 隧 洞及 大 直径 调 压 井砼 衬 砌 施 工 积 累经验 。
【 关键词 】 压井 ； 调 压力隧洞 ； 砼衬砌 ； 施工工艺
０ 概 述 ． 伸缩缝止水 材料 的尺 寸及 品种规格 等 ．均符合施 工规定详 图规 拉伸强度 、 伸长率 、 等技术 性能 ． 硬度 均应符合规范 、 设计 巴藏水 电站压力隧洞位于枢纽右岸 ． 为直径 ８ ｍ的圆形断面 ． ． Ｏ 设 定。其材质 、 计引水流量 １０ ｍ ／ 全长 １ ９ ｋ 洞 出Ｖ设 置调压井 ： ５ ． ３． ６ ｓ ． ５ ｍ． ２ ｌ 调压 井布置 要求 。 橡胶止水带的搭接须在搭 接处用锉 刀锉 毛 ． 清刷干净后用环氧 树 在隧洞 出 Ｖ的 白龙 江右岸厂房上 游侧 Ⅳ级 阶地上 ．采用 阻抗 式调压 Ｉ 井， 阻抗孔直 径 ４ ０ 井筒 内直 径 ２ ｍ， 高 ３ ． 。调压井 布置在 ． 脂粘 接 ， 时 ， ． ｍ， ５ ２ 井 ２ｍ ８ 粘结 在配好 的环氧树ｔ ） 入适量 的石棉绒 ｉｌ ｔ 塞入止水带 两 确保 上下用钢板夹具 固压粘接头处 ． 接 搭 井底 板高 程为 １ ０ ． ２ 底 板厚 ２ ｍ． ６ １ ０ ｍ， ５ ． 顶部平 台高程为 １４ ． 井 接头中 ， 粘接强度与密实性 ， Ｏ ６３ ０ ０ 壁衬砌厚度为 ： 高程 １２． ｍ以下井壁厚 ２５ ． ６３ ０ ５ ． 以上厚 ２ ｍ 调压井 长度为 １ｃ 止水带转角处需做圆角。 ｍ ． 。 ０ ０ｍ， 伸缩缝及其埋件的施 工遵照原 ＬＤ２７ ８） 顶板采用 网格梁板封顶 ． 板厚 ２ ２ 顶板 留 ２ ｘ ． ０ｃ１ １． ． ３ ｍ通气及进人孔。 水电部颁布的（Ｓ Ｊ０— ２规范规 定执行 ４ ７ 金属止水片的衔接须按其不同厚度分别根据施工规范 ． 折叠 采取 １砼 浇 筑 方 案 ． 咬接或搭接。 搭接长度不小于 ２ｍ． ｃ 咬接或搭接采用 双面焊 无论何 种 １ 总体部署 ． １ 同类 材料的衔接接 头须采用 与母体相 同的焊接材料 根据本工程 的实际情况 ， 结合工程量小 、 型式多变 的特点 ， 调压井 材料的止水片 ． 止水用 自制的 ３ ６套止水 带夹具 控制其 部位 砼 浇筑先浇 筑底部 高程 １０ ．０ ６ ４８ ２以下砼 （ 简称“ 一期 砼 ” ， 浇筑至 ）后 １３５砼浇筑 及振捣施工工 艺 ．． 与洞顶砼平齐 （ 简称 “ 二期砼” ． ）再浇筑 阻抗 段砼 （ 简称“ 三期砼 ”， ） 其 砼浇筑应对 称分层进行 ， 采用加工溜槽 入仓 ． 溜槽 套住输送软 管 上砼每层按 １ ｍ分层浇筑 ， ． ５ 流水作业， 逐层上 升 ， 直至浇筑 完成 ； 模板 直接通入仓内。 铺层厚度 ３ ～ ０ｒ， ０ ４ ｅ 两侧高度控制在 ５ ｃｌ ａ ０ｌ 以下 ． ｒ 拟采用专用钢拱架配合脚手架组装散模浇筑 ： 由拌 和站集 中生产 ． 管 口， 砼 ． ５ 以防砼离析 浇 筑时采用 ４ ｏ ， ５ 采用 Ｈ Ｔ ０ Ｂ ４ Ｃ型砼 输送泵直接 输送入仓 调压井 和阻抗 孔段砼 浇筑 溜槽 口至浇筑面垂距控制在 １ ｍ 以内． 分层振 捣 ． 振捣时梅花形布点 ． 每一位置振捣时 间 时， 砼输 送管 自洞 内沿井壁 向上延 伸布设 ． 设独立于模 板系统 的小 插入式振捣器振捣 架 以砼不再显著下 沉 ． 不出现气 泡 ， 并开始泛 浆为准 ， 避免振捣过 渡 ． 应 型井架支撑输送管 ， 并在 已浇成型井壁埋设埋件 固定泵管井架 。 严格 按规程操作 ． 捣棒距模 板垂直距离 不应小于振捣器有效半径 的 振 ｌ － 业 流 程 ２作 保证砼 的密实度 在砼浇筑过程 中随时观 砼施工 由基础 清理 组 、 脚手架作业组 、 板作业组 、 模 钢筋作业 组 、 １２ 并不得触动 周围模板 ． ／． 支架 、 钢筋 、 预埋件 和预 留孔 洞的情况 ， 当发 现有变形 、 位 移 砼作业组 、 设备维护保养组 、 供水 、 电组 以及辅助 配合 作业组配合施 察模板 、 供 时 ． 时采取措施 进行加 固处理 及 如间 隔时间过 长 ， 层砼接 近初凝 下 工 。 为增大接缝 面积 ， 保证接 缝处砼浇筑 密实 ， 提高接 缝质量 ， 保证 井 砼浇筑程序 ： 清基验收一测量放线一垫层浇筑一脚 手架搭设一钢 时 。 施工 时接缝面做成斜 面或 留键槽 ． 接茬 时将 接 筋绑扎一 检查验收一模 板安装一止 水安装一模 板检测验 收一 砼泵管 壁的整体性及 防水性 ． 茬面凿毛 冲洗 干净 ．并铺 上一层高一级标 号的水泥砂 浆后再进行 浇 道安装一砼浇筑—拆模一养护一下一循环 。 筑。 １ ＿ 工 方 案 ３施 砼浇筑完毕后 １ ８ 内， ２ １ ｈ 及时派专人进行养护 ． 砼养护采用沿 井 １ ． 底板砼浇筑 ｆ ．１ ３ 一期砼 ） 沿井壁面 自流进行养护 ． 使砼表面始终保 持湿润状态。 砼先从底板砼开始浇筑 ， 底板一期砼 浇筑到高程 １０ ． ２ 即 ： ６ ４ ０ （ 洞 壁喷洒水 ， ８ 内经 ｌ 圆处 ）水 平留茬 ． ， ４ ． 在施 工缝 内设一道 键槽 ， 并布设一 道镀锌 铁皮止水 一期砼浇筑完成后将施工缝凿毛 ． 二期砼 浇筑时人工进行 基础 清理 ， 待基础验收合 格后 ， 进行 测量放线 。 测放 出中心 线 、 边线及 其底部 、 顶部高程 ， 按设计 图纸要求进行钢筋制安 。钢筋的绑扎 、 焊接 严格按照钢筋规范进行施工 。底板堵头模板采 用木胶板模板 ， 自 用 制 堵头模板夹具与脚手架杆 固定 ．确保在砼浇筑 过程中模板不会变形 ， 环 向间距 ７ ｅ ５ ｍ 二次砼浇筑支撑模板采用加工成型的拱架配宽 ０ ｍ ． 、 ３ 高 １ ｍ的钢模板组合 ． ， ５ 为防止止水材料在施 工过程 中受损 ， 我部 专门 设计止水带夹具 ３ 套 以确保止水免受其害 ６ 压 力钢管制作安装 有我局具有 相应资质 的机修厂在 现场加工安 装 ． 体加工与安装 方案到时 由该 队伍提 出 ． 具 我部审核后 报监理部 审 批． 确定方案后实施 １． ．２调压井阻抗段及 以下砼浇筑 ３ 调压 井阻抗段模板 ． 洞顶模板 之上采用 组合钢模 ． 下部带状不 规 则部位用木胶板加工 阻抗段 以下砼衬砌厚度为 ３ ５ ． ． ｍ 该段模板采用 ３ ｘ ５ ｃ ２ ０ １０ ｍ组合钢 模板 ． 考虑砼浇 筑时模板产生变 形 ． 工时采用 ３ 施 榀加 工成型 的钢拱 架做 支撑， 钢拱架 内侧用 ８ ｍ钢管配合方木 纵横 支撑 ， ｍ 确保砼 浇筑 时模板不会 发生 变形 １． ．３调压井 阻抗段 以上砼浇筑 ３ 阻抗 段以上部分井室 段采用 宽 ０３ ． ｍ、高 １５ ．ｍ的钢模 板 ．支撑方 案： 在模 板上打眼 ． ｑｌ 用 ｂ ４圆钢作 穿墙 拉杆 ． 一端 焊接 固定于 已安装 的锚杆上 ． 另一端用三星扣件紧固于脚手架外侧 １３４伸缩 缝止水 带夹设 ．．
隧洞衬砌的结构计算
( ) G自＝g × pR2－pr2
洞 衬
衬砌厚度：
R－r
=
(1 8
-
1 12
)D洞
砌 （2）内水压力（有压隧洞主要荷载） 的 （1）发电引水隧洞：内水压力为全水头加 水击压力；
结 （2）有压洞：内水压力为均匀内水压力和 无水头洞内满水压力两部分； 构 （3）无压洞：内水压力为水面线以下的静水压力； 计
衬
v弹塑性力学模型
砌
v黏弹塑性力学模型
的
结
v模拟隧洞形成和承受过程
构
v渗流应力耦合分析
计动面
v隧洞埋深大于3倍洞径
（6）灌浆压力弹性抗力
v回填灌浆：小范围、低压力、浅孔灌浆。 临时荷载，可不考
虑 v固。结灌浆：大范围、高压力、深孔灌浆。 相当于外水压力，位
隧
置较深，大部分 作用于围岩上，小部分使衬砌受压， 临时荷载，
洞
可不考虑。
衬 （7）温度荷载
砌
混凝土的水化热和运行时水温、气温的变化引起的衬砌的温度
室开挖后，上部的部分岩石失去支承，而形成塌落拱，拱外岩体
洞
未受影响，拱内岩体自重即为山岩压力。
衬
砌
以顶拱上任意截面弯矩为零，得出顶拱抛物线方程，计算抛物线
的
以下的岩体自重。
结
平衡拱理论：
构
h = b / fk, fk为围岩牢固系数
洞顶以上覆盖
计
铅直围岩压力：
岩层厚度大于
算
平衡拱高度2倍
平顶：q = g 1h，g 1为岩石重度
v基本荷载：
隧
衬砌自重、围岩压力、预应力、设计条件下的
洞
衬
内水压力及地下水压力；
隧洞衬砌结构计算书
隧洞衬砌结构计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图：二、基本资料：1．依据规范及参考书目：《水工隧洞设计规范》（DL/T 5195-2004，以下简称《规范》）《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》《隧洞》（中国水利水电出版社，熊启钧编著）《水工隧洞和调压室水工隧洞部分》（水利电力出版社，潘家铮编著）2．几何参数：半跨宽度L1＝2.000 m；顶拱半中心角α＝60.00°拱顶厚度D1＝0.400 m；拱脚厚度D2＝0.600 m侧墙厚度D3＝0.600 m；侧墙高度H2＝4.000 m隧洞衬砌断面形式：圆拱直墙形底板厚度D4＝0.600 m3．荷载信息：内水压力水头H i＝0.00 m外水压力水头Ho ＝6.00 m；外水压力折减系数β＝0.40顶部山岩压力端部值Q1＝70.00kN/m；顶部山岩压力中间值Q2＝70.00kN/m侧向山岩压力上侧值Q3＝40.00kN/m；侧向山岩压力下侧值Q4＝50.00kN/m底部山岩压力端部值Q5＝0.00kN/m；底部山岩压力中间值Q6＝0.00kN/m顶拱围岩弹抗系数K1＝500.0 MN/m3侧墙围岩弹抗系数K2＝500.0 MN/m3底板围岩弹抗系数K3＝500.0 MN/m3顶拱灌浆压力P d＝0.00 kPa；P d作用半中心角αp＝0.00°其他部位灌浆压力P e＝0.00 kPa4．分项系数：建筑物级别：1级；荷载效应组合：基本组合；钢筋混凝土构件的承载力安全系数K ＝1.35衬砌自重分项系数γQ1＝1.10；山岩压力分项系数γQ2＝1.00内水压力分项系数γQ4＝1.00；外水压力分项系数γQ5＝1.00灌浆压力分项系数γQ3＝1.005．材料信息：混凝土强度等级：C25轴心抗压强度标准值f ck＝16.70 N/mm2；轴心抗拉强度标准值f tk＝1.78 N/mm2轴心抗压强度设计值f c＝11.90 N/mm2；轴心抗拉强度设计值f t＝1.27 N/mm2混凝土弹性模量E c＝2.80×104 N/mm2纵向受力钢筋种类：Ⅱ级钢筋强度设计值f y＝300 N/mm2；弹性模量E s＝2.00×105 N/mm2钢筋合力点到衬砌内、外边缘的距离a ＝0.050 m三、内力计算：N --衬砌计算截面的轴向力，kN，以拉为正；Q --衬砌计算截面的剪力，kN，以逆时针转动为正；M --衬砌计算截面的弯矩，kN·m，以内边受拉为正u --衬砌计算截面的切向位移，mm；v --衬砌计算截面的法向位移，mm；ψ--衬砌计算截面的转角位移，度；k --衬砌计算截面的围岩抗力，kPa计算节点编号顺序为：底板或底拱、底圆按照从左到右编号；顶板板或顶拱、顶圆按照从右到左编号；其余部位按照从下到上编号；1．承载能力极限状态下的内力计算：经过3次迭代运算后,各点设定抗力条件和法向位移一致。
水工隧洞混凝土衬砌外水压力、承担均匀外水荷载的圆形隧洞衬砌应力计算
附录E 隧洞混凝土衬砌外水压力计算E.0.1 作用在水工隧洞混凝土衬砌结构上的外水压力可按下式计算：o e e w p h βγ= （E.0.1）式中：p o ——作用在衬砌结构外表面计算点上的外水压强（N/mm 2）；βe ——外水压力折减系数； γw ——水的重度（N/mm 3）；h e ——地下水位线至隧洞衬砌计算点的作用水头（mm ）。
E.0.2 外水压力折减系数βe 可根据围岩地下水活动状态及对围岩稳定的影响，结合隧洞防渗排水情况按表E.0.2的规定选取。
表E.0.2 外水压力折减系数βe级别 地下水活动状态 地下水对围岩稳定的影响 βe 值 1 洞壁干燥或潮湿 无影响0～0.202 沿结构面有渗水或滴水风化结构面有充填物质，降低结构面的抗剪强度，软化软弱岩体0.10～0.403沿裂隙或软弱结构面有大量滴水、线状流水或喷水 泥化软弱结构面有充填物质，降低其抗剪强度，对中硬岩体发生软化作用0.25～0.604严重滴水，沿软弱结构面有小量涌水 地下水冲刷结构面中的充填物质，加速岩体风化，对断层等软弱带软化泥化，并使其膨胀崩解及产生机械管涌。
有渗透压力，能鼓开较薄的软弱层 0.40～0.805严重股状流水，断层等软弱带有大量涌水地下水冲刷带出结构面中的充填物质，分离岩体，有渗透压力，能鼓开一定厚度的断层等软弱带，并导致围岩塌方0.65～1.00E.0.3 临近水库、河道、其他压力隧洞等水源，沿线设置有防渗帷幕或排水廊道等水文地质条件复杂的隧洞宜进行渗流分析确定地下水压力值。
衬砌结构计算受地下水压力控制的隧洞宜采用防渗排水措施降低地下水压力。
附录F 承担均匀外水荷载的圆形隧洞衬砌应力计算F.0.1 承担均匀外水压力下 的圆形隧洞，衬砌结构点切向应力可按下列公式计算：2222(1)(1)i cqo r t p t rσ=-+- （F.0.1-1）o ir t r =（F.0.1-2）式中：cq σ——衬砌结构计算点的切向应力（N/mm 2）。
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压力隧洞衬砌计算方法
压力隧道是一种在地下开挖的隧道，通常用于输送水、油、气等介质。
隧道的衬砌是保证其稳定性和安全性的重要组成部分。
本文将介绍压力隧道衬砌的计算方法。
一、压力隧道衬砌的分类
压力隧道衬砌按照材料分为混凝土衬砌和钢衬砌。
混凝土衬砌又可分为预制混凝土衬砌和现浇混凝土衬砌。
钢衬砌又可分为钢板衬砌和钢筋混凝土衬砌。
二、压力隧道衬砌的设计参数
1.压力
压力是压力隧道衬砌设计的重要参数。
压力隧道衬砌的设计应根据隧道内介质的压力来确定。
压力分为内压和外压，内压是介质对衬砌内侧的压力，外压是土层对衬砌外侧的压力。
在设计中应考虑内压和外压的影响。
2.温度
温度是影响压力隧道衬砌设计的另一个重要参数。
随着温度的变化，材料的体积会发生变化，这会影响衬砌的稳定性。
在设计中应考虑温度的影响。
3.地质条件
地质条件是影响压力隧道衬砌设计的另一个重要参数。
地质条件包括地层的性质、地质构造、地下水位等。
在设计中应考虑地质条件的影响。
三、压力隧道衬砌的计算方法
压力隧道衬砌的计算方法通常分为静力计算和动力计算两种。
1.静力计算
静力计算是指在不考虑地震、爆炸等外力的情况下，根据介质压力、温度、地质条件等参数计算衬砌的稳定性和安全性。
静力计算包括梁式计算、板式计算和弹性理论计算等。
2.动力计算
动力计算是指在考虑地震、爆炸等外力的情况下，根据介质压力、温度、地质条件等参数计算衬砌的稳定性和安全性。
动力计算包括地震响应谱法、有限元法等。
四、压力隧道衬砌的施工方法
压力隧道衬砌的施工方法包括预制和现浇两种。
1.预制
预制是指在厂房内制作衬砌构件，然后运到现场进行组装。
预制衬砌的优点是质量稳定、施工速度快。
缺点是需要有足够的场地进行制作和存放。
2.现浇
现浇是指在现场进行衬砌的施工。
现浇衬砌的优点是适用范围广、可以根据现场情况进行调整。
缺点是施工周期长、质量受现场环境影响。
五、压力隧道衬砌的质量控制
压力隧道衬砌的质量控制是保证其稳定性和安全性的关键。
质量
控制包括材料的选择、施工质量的控制、衬砌的检测等。
1.材料的选择
材料的选择应根据设计要求和现场情况进行选择。
材料的质量应符合国家相关标准。
2.施工质量的控制
施工质量的控制是保证衬砌质量的关键。
施工应按照设计要求和施工规范进行，施工过程中应注意质量控制。
3.衬砌的检测
衬砌的检测是保证其质量的重要手段。
检测应包括材料检测、施工质量检测和衬砌的运行检测等。
六、结论
压力隧道衬砌的计算方法是保证其稳定性和安全性的关键。
在设计中应考虑压力、温度、地质条件等参数的影响。
衬砌的施工方法包括预制和现浇两种，质量控制应包括材料的选择、施工质量的控制和衬砌的检测等。