隧洞断面样式
讲座-9-1 水工隧洞类型及布置学习文档
• （2）衬砌的类型
• 平整衬砌（护面衬砌）：平整围岩表面，不承 受作用力，只减少衬砌表面糙率。
• 单层衬砌：由混凝土、钢筋混凝土或浆砌石做 成，承受作用力，减少衬砌表面糙率。
• 组合衬砌：内层为钢板、钢筋网喷水泥浆，外 层为混凝土、钢筋混凝土。
龙抬头隧洞的纵向布置
• 龙抬头(导流洞与泄水洞的结合)隧洞的纵向布 置。
V：起始断面的流速,m/s；
θ：射流抛物线与起点的水平夹角。
反弧段的半径一般取
洞径。
出口建筑物
• 泄水隧洞的出口建筑物因有压与无压而不同。
• 有压隧洞出口常设有工作闸门及启闭室，闸门 前还设有渐变段，出口之后为消能设施。
• 无压隧洞的出口较简单，常在出口的洞顶上加 设一道门框墙，以防洞脸及其上部的岩石坍塌， 并与扩散消能措施的两墙相衔接。
便。 • 有压洞：检修门在进口处，工作门在出口处，
管理不方便。
• （5）施工及工程量方面： • 无压洞：钢筋、混凝土用量小，施工较容易。 • 有压洞：反之。
水工隧洞的总体布置
• 2.3.1 隧洞的组成 • 2.3.2 进口建筑物的布置 • 2.3.3 洞身段 • 2.3.4 出口建筑物
水工隧洞的组成
• 无压洞：有高速水流掺气问题，因此对体型、 平整度要求高，洞内要求有较大净空余幅。
• 有压洞：水流流速小，断面较无压洞小；流态 稳定，一般无振动气蚀问题。
• （3）结构方面 • 无压洞：围岩条件好，可不衬砌；不要求一定
的埋藏深度。 • 有压洞：全断面需衬砌；要求有一定的埋藏深
度。 • （4）闸门设置及运行方面： • 无压洞：工作门、检修门均在进口处，管理方
• 塔式，在山坡前的水库中建造封闭式混凝土塔。
洞身衬砌的类型及构造
洞身衬砌的类型及构造1.洞身衬砌的作用衬砌是指沿开挖洞壁而做的人工护壁，主要作用是：①阻止围岩变形的发展，保证围岩的稳定；②根据需要，承受围岩压力、内水压力和其他荷载；③防止渗漏；④保护围岩免受水流、空气、温度、干湿变化等的冲蚀破坏作用；⑤平整围岩，减小表面糙率，增大过流能力；⑥满足环境保护的要求。
2.衬砌的类型隧洞衬砌主要可分为以下几种类型：（1）平整衬砌（也称护面）用混凝土、喷混凝土和浆砌石（图1）做成的护面，它不承受荷载，仅起到平整隧洞表面、减小糙率、防止渗漏、保护岩石不受风化的作用。
平整衬砌适用于围岩坚固、完整，能自行保持稳定，水头和流速较小的情况。
对于无压隧洞，如岩石不易风化，可只衬砌过水边界部分。
平整衬砌的厚度由构造决定，一般混凝土或喷混凝土可采用5～15cm，浆砌石衬砌可采用25～30cm。
图1 砌石衬砌（2）单层衬砌用混凝土或浆砌石做成。
单层衬砌适用于中等地质条件，隧洞断面较大，水头及流速较高的情况，是我国应用最广的受力衬砌。
根据《水工隧洞设计规范》，混凝土和单层钢筋混凝土衬砌的厚度不宜小于25cm，双层钢筋混凝土衬砌的厚度不宜小于30cm，并由衬砌受力计算最终确定。
衬砌所用混凝土的强度等级不应低于C15。
图2 隧洞断面形式及衬砌类型（a）～（f）单层衬砌；（g）～（i）单组合式层衬砌；1—喷混凝土；2—16mm钢板；3—25cm排水管；4—20cm钢筋网喷混凝土；5—锚筋（3）锚喷衬砌锚喷衬砌是利用锚杆和喷混凝土加固围岩措施的总称，是逐渐发展起来的一项新型加固措施。
喷混凝土不需模板，施工进度快，能紧跟掘进工作面施工，缩短围岩暴露时间，使围岩的风化、潮解和应力松弛等不致有大的发展。
但由于喷层较薄，随开挖岩面起伏不平，糙率较大，且大面积喷射施工质量难以控制，在内水压力及水流作用下，有可能引起渗漏及冲蚀破坏。
喷混凝土的厚度不宜小于8cm，最大不宜超过20 cm。
混凝土的设计强度等级不宜低于C20。
区间隧道标准断面防水层结构示意图
隧洞方案
隧洞施工构想隧洞采用无压隧洞，进洞口布置在上游水库，然后以0.001的坡降至出洞口，下泄消能排到下游水库。
一、隧洞施工方案1、钻杆钻孔，装炸药爆破，小型挖机加工程车或农用车出渣。
该施工方案对应隧洞开挖断面推荐采用城门洞型，洞宽 4.5m，洞高3m（底宽4.5m，两边直墙高0.75m，上接直径4.5m的半圆）。
该方案比较传统，应用广泛，但出渣慢，对隧洞尺寸要求比较大。
2、钻杆钻孔，装炸药爆破，皮带扒渣机加工程车或农用车出渣。
该施工方案对应隧洞开挖断面推荐采用城门洞型，洞宽3m，洞高2.5m（底宽3m，两边直墙高1m，上接直径3m的半圆）。
该方案开挖量小，出渣快，但扒渣机费用偏高，大的石头处理费劲。
二、配套建筑物1、进洞口围堰工程：根据汛期防洪渡汛情况，确定围堰防洪标准及建筑物级别。
围堰两侧采用砂包，中间用粘土防渗。
2、进洞口控制措施：水闸或堰。
3、出洞口出水的小能措施：下游水库建设消力池进行消能。
4、弃渣场的选定：隧洞开挖后，每边将产生上万方的洞渣（实方），所有必需首先选定弃渣场所，离洞口越近越好。
可以考虑架设分离破碎机械，对洞渣进行分离破碎，大的块石做砌石材料，其余的进行破碎，做混凝土粗骨料。
三、成本考虑：1、进场道路、高压电、水2、岩层情况：太软或太硬时施工成本都会增加。
3、断层处理：覆盖层教厚时，隧洞基本上不会有大的塌方，但断层不可避免，遇见比较危险的断层时，要考虑混凝土衬砌。
4、当地原材料价格：碎石、沙、水泥、雷管炸药等5、进洞600m以后，施工难度增大，加强通风排烟、供水等。
6、测量费用：洞外导线测量，洞内洞向放样。
洞内每200m进行洞轴线放样。
7、洞脸支护处理8、会车道：每200m打一会车道。
四、隧洞开挖进度如果是挖机出渣，200m以内，每个工作面每天可以打4m，即一天进度可达8m超过600m后，每个工作面每天可以打1.5m，一天进度只能打3m。
考虑到其他因素，比如停电，施工机械故障，断层衬砌等，平均每天按4m考虑，隧洞开挖工期500天。
堰头隧洞衬砌结构计算书(IV类围岩)
堰头隧洞衬砌结构计算书（IV类围岩）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＝0.850 m；顶拱半中心角α＝90.00°拱顶厚度D1＝0.200 m；拱脚厚度D2＝0.200 m侧墙厚度D3＝0.200 m；侧墙高度H2＝1.150 m隧洞衬砌断面形式：圆拱直墙形底板厚度D4＝0.200 m3．荷载信息：内水压力水头H i＝0.00 m外水压力水头Ho ＝3.00 m；外水压力折减系数β＝1.00顶部山岩压力端部值Q1＝5.82kN/m；顶部山岩压力中间值Q2＝5.82kN/m侧向山岩压力上侧值Q3＝0.77kN/m；侧向山岩压力下侧值Q4＝9.08kN/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＝280.0 MN/m3侧墙围岩弹抗系数K2＝280.0 MN/m3底板围岩弹抗系数K3＝280.0 MN/m3顶拱灌浆压力P d＝100.00 kPa；P d作用半中心角αp＝60.00°其他部位灌浆压力P e＝0.00 kPa4．分项系数：建筑物级别：4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 ＝1.15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：C20轴心抗压强度标准值f ck＝13.40 N/mm2；轴心抗拉强度标准值f tk＝1.54 N/mm2轴心抗压强度设计值f c＝9.60 N/mm2；轴心抗拉强度设计值f t＝1.10 N/mm2混凝土弹性模量E c＝2.55×104 N/mm2纵向受力钢筋种类：Ⅲ级钢筋强度设计值f y＝360 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 ＝0.030 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5次迭代运算后,各点设定抗力条件和法向位移一致。
长距离中小圆形断面片岩隧洞钻爆洞挖施工
等 ， 向 洞 内送 有 效 的风 量 成 为 本 工 程 的关 键 和 难 点， 因此通 风管 采用 ①ｌ０ｍ Ｏ０ｍ的 ＰＣ增 强维纶 布拉 Ｖ 连式 风管 ，筒架 设在洞 顶 ，通 风管接 至距 开挖 掌字
面约 ３ ｍ处 ，将 新鲜 空气送入 洞 内，以改善施 工环 ０
２ １ 年 第 ４期 ０２
线 布 设 分 为 贯 通 测 量 用 的基 本 导线 和 施 工 放 样 用 的施 工导线 。施工 导线 的布设 ，为满 足开挖 施 工放
于 ｌｃ ，相对 于 中线 的误 差不 大 于 ±５ ｍ Ｏｍ ａ ，断 面 间
距 为５ ，对起伏 较 大 、变径 或转 弯段 适 当增加 测绘 ｍ
层 ，围岩 类别 以Ｉ 类 为主 ，兼 以 Ｉ类 ，局部为 Ⅳ类 。 Ｉ Ｉ Ｉ
２ 施工特点
（ ）受地 形 限制 ，１ｋ １ ２ ｍ长 发 电洞仅 有 ４个 施
工支 洞 。最大 单头掘 进长 度为 ２ ７． ８ ，这 不仅给 ９ １８ ｍ 隧洞 的排烟 、出渣 及混 凝土 衬砌 带来 较大 困难 ，而 且 必然会 降低 工作效 率和 加大 施工 成本 ，同时还 会
爆 破 、通风 排烟 、安全 处理 、 出渣 等工序 ，这 所有
的工序 中钻 孔和 出渣 占整个 循环 的约 ７ ％ ０ 。具体各 工序所 用 时 间见 图 １ 。
图 ２发 电引水洞涧身段开挖布孔图
３ １ １光面爆 破 具体参 数 ．＿
炮 孔 的 装 药 参 数 见 表 １ 其 中 中 心 掏 槽 眼 为 ， １０ ，一般 掏 槽 眼为 ８％ ９％ ０％ ０ ～ ０ ，辅 助 眼 为６％ ０ ，周 边 眼 为５％ ０ ，光 爆 眼装 药集 中度 ０ １～ ０ １ｋ ／ 。 ．４ ．８ ｇｍ 在施 工 中视各 地段 地质 条件进 行适 当调 整 ，以达 到
水电站建筑物-第二章-引水道-1
一、压力前池
压力前池设置在引水渠道或无压隧洞的末端，是 水电站引水建筑物与压力管道的连接建筑物。 1、作用： (1) 平稳水压、平衡水量。 (2) 均匀分配流量。 (3) 渲泄多余水量。 (4) 拦阻污物和泥沙。
一、压力前池
2、组成： (1) 前室(池身及扩散段)：P131 (2) 进水室及其设备：与引水道的进水口
渠 道
一、渠道的要求和类型
水电站的引水渠道称为动力渠道（为适应负荷变 化，Q、H在不断变化——非恒定流)
1、要求： 有一定的输水能力。按水电站的Qmax设计。 水质要符合要求。渠道进口、沿线及渠道末端 都要采取拦污、防沙、排沙措施。
一、渠道的要求和类型
运行安全可靠 防冲、防淤：渠道内水流速度要小于不冲流速而大 于不淤流速，即：V淤<V设<V冲； 对渠道加设护面，减小糙率、防渗、防冲、防草、 维护边坡稳定，保证电站出力 ； 防草：维持渠道中的水深大于1.5m及流速大于 0.6m/s可抑制水草的生长； 防凌:尤其是北方地区
一、渠道的要求和类型
自动调节渠道
渠道首部和尾部堤顶的高程基本相同，并高出上游 最高水位，渠道断面向下游逐渐加大，渠末不设泄 水建筑物。
适用：渠道不长，底坡较缓，上游水位变化不大的 情况。
水电站引用流量Q = 0时，渠道水位是水平的，渠道 不会发生漫流和弃水现象；Q<Qmax雍水曲线。Q >Qmax为降水曲线。
类似，一般为墙式。P132 (3) 泄水建筑物：P132 (4) 排污、排冰、排冰设备：P132
压力前池组成建筑物
一、压力前池
3、布置
结合整个引水系统及厂房布置进行全面和综合考虑。
前池整体布置时，应使水流平顺，水头损失最少，以 提高水电站的出力和电能。
隧洞
10 输水管线工程10.1 概述输水管线主要包括进水口、竖井、隧洞段、浅埋段等建筑物。
进水口为有压式进水口，底板高程为14.8m。
进口段设固定式拦污栅。
隧洞进口用砼封堵，由2条（一用一备）直径为DN800mm的球墨铸铁管直接从水库取水，管道设阀门控制。
隧洞段长2954m，采用城门洞型，断面净尺寸为2.8m×3.15m（宽×高），隧洞底高程约为14.8~11.9m，球墨铸铁管用C10外包砼保护，砼最小厚度200mm，坡度1:1000。
竖井设在隧洞桩号0+069.000处，竖井地面高程为60.0m，直径为4.8m，衬砌厚度为600mm。
隧洞出口接浅埋段。
浅埋管长约1659m，沿核电生活区规划道路铺设至交水点。
输水管线洞口位于右岸垭口西南向约250米处的一斜坡上，坡度约35º。
地表植被发育。
洞口附近出露的地层岩性为：燕山三期中粗粒黑云母花岗岩。
其中，0+000~0+027洞段位于全风化土层内，底板高程14.8m，该段全风化土层较厚，约14~16m，围岩稳定性极差，为Ⅴ类围岩；0+027~0+055洞段由强风化过渡到弱风化，洞顶覆盖有少量强风化围岩，其中0+041有断层通过（f4:N70ºE/NW∠70~80º,b=5~10cm，构造岩为花岗碎裂岩，并发育有石英细脉），节理裂隙以60~80º陡倾角为主，岩体完整性差，围岩稳定性差，为Ⅳ岩围岩；沿线洞段全部位于弱风化岩层，岩石完整性好，岩质坚硬，多为Ⅱ、Ⅲ类围岩，出口位臵由于钻孔资料不足，有待完善。
初步估计输水管线洞身各类围岩分类如下：0+000~0+027为Ⅴ类围岩，Ⅳ、Ⅴ类围岩约占1%；0+055~0+820、1+835~1+852、2+160~2+950为Ⅲ类围岩，约占54%；0+820~1+835、1+852~2+160为Ⅱ类围岩，约占45%。
10.2 施工难重点分析及应对措施10.2.1 工期控制本工程输水管线隧洞长2954m，开挖段面小，不适合大型机械作业，且工作面仅有进口和出口两个，工期控制是重点。
4隧洞洞身的形式和构造
洞 深
水流边壁突变部位 b. 无压隧洞：陡坡泄流曲线段、反弧段、扩散或收缩段、闸墩、
门槽、出口段
的
c. 隧洞出口消能部位
形
式
v 减蚀措施
和
a. 控制边界不平整度
构
b. 设置人工掺气、通气
造
掺气槽、挑坎相结合
隧 洞 洞 深 的 形 式 和 构 造
洞
6~12 m
洞 v 纵向施工缝：衬砌拉、剪应力较小部位
深
圆形：45° 城门洞：顶拱和边墙交界附近
的 v 永久变形缝：断层、破碎带、岩性变化等相对变位大处
形
缝内填1~2 cm沥青毛毡等
式
和 有压隧洞以及有防渗要求的无压隧洞：各类缝内均应设止水 构
造
（2）排水
v 作用：降低衬砌的外水压力
隧 v 无压隧洞
洞
震动能力
洞
适用条件：大跨度或围岩较破碎
深
钢筋网：纵向6~10mm，环向6~12mm，间距15~30cm
的
，混凝土：不小于5cm
形
式 v 锚喷与混凝土或钢筋混凝土组合式衬砌
和
特点：喷锚衬砌限制围岩变形
构
适用条件：地质条件复杂、围岩较破碎
造
隧 洞 洞 深 的 形 式 和 构 造
（3）锚喷衬砌几个问题
的
适用于：高水头圆形有压隧洞。
形
l砖石衬砌：
式
和
优点：就地取材，施工简便； 缺点：抗拉强度低，手工操作；
构
适用于：地质条件差，小型工程无压隧洞。
造
衬砌厚度：t > 50cm
l锚喷衬砌：
隧
锚杆和喷混凝土的总称。
洞
优点：施工速度快、衬砌厚度小、比钢筋混凝土衬砌约可
隧洞
A、隧洞隧洞总长2165m（0+034.2～1+332.2，2+196.8～3+063.8），共两段。
隧洞围岩岩性均为白垩系泥岩，允许承载力1.0～1.5MPa，属五类围岩。
无压洞断面有城门洞型和马蹄形。
本隧洞基岩岩层产状近水平，有利于洞壁的稳定，但不利于洞顶的稳定，洞顶的稳定性较差。
粘土岩遇水易软化、膨胀，离水干缩，抗风化、抗冲刷能力差。
这些特性决定了隧洞顶、边墙和底板只能为弧形以策安全。
城门洞型施工简单，但结构受力条件不好；马蹄形施工复杂，但结构受力条件好。
故隧洞断面选用马蹄形。
隧洞分为1#、2#隧洞两段， 1#隧洞进口底板高程为1589.60m，洞宽8.70m，高10.85m，设计流量210m3/s。
纵坡1/2500，洞内水深8.70m，流速为3.12m2/s。
隧洞洞身围岩为Ⅴ类围岩，泥质结构，厚层块状构造，遇水易软化，抗风化、抗冲刷能力差。
岩性横向变化大。
根据岩石特点，开挖采用全断面光面弱爆破或人工撬挖。
必要时可采用超前锚固支护或管棚法通过。
采用组合衬砌，一次支护顶拱采用锚杆、挂网、分层喷砼，Ⅰ25钢拱架支承；边墙采用锚杆、挂网、喷砼，局部钢拱架或格栅拱架支承；底板采用系统锚杆。
二次支护为现浇钢筋砼。
洞顶120。
范围内回填灌浆。
B、明渠明渠段长866m（1+351～2+217）。
地表表层为砂壤土层，厚1.5～2m，其下为白垩系（N）红色泥岩。
根据渠道基础地形地质的不同条件，明渠分为两种：Ⅰ型明渠均为开挖明渠，设计纵坡为1/3000，弧底梯形断面，弧底半径2.8m，弧度为90°，边坡系数0.5，渠内水深为8.60m，渠深10m，渠边坡采用C15砼衬砌厚30cm，渠底采用C15砼衬砌厚30cm。
渠道平台左侧宽3.0m，右侧宽2m。
渠道全部为挖方时平台以上边坡为1：1.25，每8m留1.5m宽马道，渠道平台右侧修底宽0.6m的排水沟，以排除坡面雨水，左侧作为检修道路。
Ⅱ型明渠为半填半挖明渠，设计纵坡为1/3000，弧底梯形断面，弧底半径2.8m，弧度为90°，边坡系数0.5，渠内水深为8.60m，渠深10m，渠边坡采用C15砼衬砌厚0.30m，渠底采用C15砼衬砌厚30cm。
浅析马蹄形断面隧洞爆破开挖施工技术
浅析马蹄形断面隧洞爆破开挖施工技术文章通过对宁夏固原地区城乡饮水安全水源工程1#北山隧洞的爆破开挖施工，着重介绍了其风、水、电布置、出渣设备配置、爆破开挖控制等施工方法，有效的保证了隧洞掘进进度和施工期质量安全，同时节约施工成本，可供类似工程借鉴。
标签：马蹄形断面；排气通风；钻爆法；隧洞开挖1 工程概况宁夏固原地区城乡饮水安全水源工程1#（北山）隧洞位于泾源县城郊北山上，龙潭水库～中庄水库段的14+954～16+916，总长1962m。
隧洞采用马蹄形断面，底拱弦长1.80m，侧拱半径3.505m，圆心角21.77°；顶拱半径1.15m，圆心角180°；最大净高2.45m，最大净宽2.30m；设计水深1.48m，比降i=1/2750。
隧洞设计采用C25、F100、W10钢筋混凝土衬砌，顶拱衬砌厚30～35cm，侧拱衬砌厚35cm，底拱找平后的最大衬砌厚43.8cm。
隧洞初期支护形式根据围岩类别分为喷锚支护、拱架支护和管棚支护三种方式。
受实际地形地貌限制，隧洞不具备支洞施工条件，需从进出口两个工作面掘进，单个工作面掘进长度接近1000m。
工程地质条件：隧洞进口段围岩为第三系始新统砂质泥岩、砾岩，中后段主要为白垩系下统乃家河组、马东山组泥岩夹泥灰岩，为软岩，易软化、崩解和风化。
洞长1962m，Ⅴ类围岩长度1221m，约占总长的62.27%；Ⅳ+Ⅴ类围岩长度741m，约占总长的37.73%。
围岩条件总体较差，而且隧洞埋深较大。
2 施工布置2.1 施工道路布置施工道路可考虑以隧洞基础作为洞内出碴道路，洞外与场区内临时施工道路连接至弃渣场。
洞内每间隔200m设置一个错车道方便出渣车辆交错行进。
2.2 开挖施工设备选择手持式YT-27型气腿式凿岩机钻孔，WZG-80型履带式扒渣机配合2T自卸翻斗车装岩运输出渣。
2.3 施工供风隧洞用风分施工机械用风和空气对流用风。
施工机械用风主要是凿岩机和风钻用风。
第八章 水工隧洞
8.2 水工隧洞的布置
分岔角的确定 ①与水力条件、岔尖施工、岔尖结构强度有关。 ②分岔角小，则流态好，分离区小，水头损失小，但洞壁薄 ，强度低。 ③经验分岔角：30～60° 减少发电洞空蚀的有效措施 ①收缩泄洪洞的出口面积 ②减少泄洪洞闸门开度。 设计内容 分岔位臵、洞径比例、分岔角度、主支洞连接曲线、面积收 缩比……
泄洪洞与导流洞合一布臵
常作成“龙抬头”式 水头高，流速大,反弧及下游易遭空蚀破坏,应做好体形设 计,控制施工质量，限制不平整度,并选用适当的掺气减蚀 措施。
8.2 水工隧洞的布置 泄洪洞与发电洞合一布臵
存在问题 ①洞内岔尖处的水流流态复杂，容易产生不利负压和空蚀 ②泄洪时影响发电能力
布臵形式 ①主洞(干洞)泄洪、支洞(岔洞)发电：洞内流态好，岔尖附 近负压较小，发电支洞回流强度弱、范围小，但泄洪时发 电洞有效水头降低，出力减小。 ②支洞(岔洞)泄洪、主洞(干洞)发电：相反
按流速大小分：高速隧洞（>16m/s）,低速隧洞(<16m/s)
8.1 概述
8.1 概述
二、水工隧洞的工作特点 水力特点
泄水能力与H的1/2成正比，超泄能力较表孔弱。 进口位臵低，能预泄。 承受的水头较高，流速大，易引起空化、空蚀。 水流脉动会引起闸门等振动。
出口单宽流量大，能量集中，会造成下游冲刷。
装比较方便，无须接岸桥梁。
缺点：受风浪、冰、地震影响。 适用条件：岸坡较陡、岩石比较坚
固稳定的情况
8.3 水工隧洞进口段
8.3 水工隧洞进口段
8.3 水工隧洞进口段 4 斜坡式
优点：结构简单，施工、安装方便，稳定性好，工程量小。 缺点：闸槽倾斜，闸门面积加大，关门时不易靠自重下降。 适用条件：岩坡完整，地形适宜，斜坡的护砌上可直接安装
水工建筑物水工隧洞概述
8.3 水工隧洞进口段
➢短管式进水口：深式无压隧洞前的一短压力段。 ➢无压隧洞的压力进口顶板，在检修闸门上游通常是一段倾
斜的椭圆曲线，以1:4~1:6的坡度向下游收缩,以便与检修 闸门和工作门之间的顶板衔接，增加进口段的压力，防止 发生空蚀。 ➢检修门槽前的入口段长度可控制在(0.8~1.0）倍工作闸门 处的孔口高度范围内。检修门槽与工作闸门之间的顶板也 应布置成压坡段，目的在于收缩断面，进一步改善进口的 压力分布和水流流态。 ➢双孔进水口：进水短管中间布置中隔墩，现很少用。
2 水工隧洞的布置
一、总体布置和线路选择
1 总体布置
❖应根据枢纽的任务，对泄水建筑物进行总体规划。 ❖在合理选定洞线的基础上，根据地形、地质、水流条件，
选定进口位置及进口结构形式，确定闸门在洞口中的位置。 ❖确定洞身纵坡及洞身断面形状及尺寸。 ❖根据地形、地质、尾水位等条件及建筑物之间的相互关系，
①干井(弧形闸门)：外水压力、侧向围岩压力、温度和地震作用 ②湿井(平板闸门)：外水压力、侧向围岩压力、温度和地震作用、内水 压力
8.3 水工隧洞进口段
8.3 水工隧洞进口段
2 塔式进水口
❖布置：塔底设闸门，操纵室多设在塔顶，水平截面多为矩 形(Fig8-2a)。
❖缺点：受风浪、地震、冰的影响大，稳定性相对较差，需 工作桥与库岸相连。
❖优点：稳定性比塔式好，施工、安 装比较方便，无须接岸桥梁。
❖缺点：受风浪、冰、地震影响。 ❖适用条件：岸坡较陡、岩石比较坚
固稳定的情况
8.3 水工隧洞进口段
8.3 水工隧洞进口段
8.3 水工隧洞进口段
4 斜坡式
❖优点：结构简单，施工、安装方便，稳定性好，工程量小。 ❖缺点：闸槽倾斜，闸门面积加大，关门时不易靠自重下降。 ❖适用条件：岩坡完整，地形适宜，斜坡的护砌上可直接安装
两种隧洞开挖断面施工方案工期投资比较分析
两种隧洞开挖断面施工方案工期投资比较分析摘要：隧洞工程调整开挖断面形式，变更施工方案，会对工期和投资产生影响。
在工程实际中对比分析了圆形断面和圆拱斜墙型断面两种施工方案在工期和投资上的差异，作为决策者变更施工方案的决策依据。
关键词：隧洞施工方案工期投资一、工程概况某隧洞工程一标段主洞采用钻爆法施工，纵坡i=-0.30‰，设计断面型式为圆形，成洞洞径为7.2m。
该隧洞进口处于水库死水位以下，无法直接向下游施工，只能由1#支洞向上游施工。
1#支洞上游主洞长度为3129m，现已完成支洞施工，并完成主洞开挖612m。
业主认为当前的工程进度无法满足合同工期要求，拟要求施工单位调整施工方案以满足合同工期。
二、工期比较分析1.洞室开挖当前施工方案（以下简称原方案）为先预留圆形断面底部70cm 平台，上部断面采用一次爆破成型，待洞室贯通后进行二次爆破清底施工。
调整后的施工方案（以下简称新方案）为采用一次爆破形成圆拱斜墙型断面，后期衬砌回填混凝土形成圆形断面。
两种方案断面掏槽孔和辅助孔数量一致，周边孔按照50cm布置，原方案比新方案每个循环少5个周边孔。
单个孔成孔时间按照最大值10min 计算，2把手风钻同时施工，原方案比新方案每个循环钻孔时间少25min，其他工序时间大致相等。
1#支洞上游主洞目前未开挖长度为2517m，取每个循环进尺3m，共需要约840个循环。
可以推算出新方案比原方案在洞室开挖上多占用工期840×25÷60÷24≈15天。
2.二次清底原方案需要进行预留圆形断面底部70cm平台的二次清底，该工序进行时隧洞内交通中断，无法进行混凝土衬砌施工，即该工序会占用直线工期。
该工序的施工流程为：①测量放线→②钻孔作业→③装药爆破→④通风散烟→⑤出渣→⑥安全处理。
该工序开挖单个循环（3m）所需时间分析如下：①测量放线10min；②钻孔作业，爆破所需钻孔孔数n=12个，布置3台yt-28钻机，单个孔所需时间为20min，单个循环钻孔所需时间为12×20÷3=80min；③装药爆破20min；④通风散烟20min；⑤出渣30min；⑥安全处理与出渣可平行作业，不占工序时间。
隧洞施工
光面爆破法在隧洞施工中的应用郭天德(甘肃省水利水电工程局甘肃兰州730046)摘要:引大入秦东二干渠黑武分干渠2#隧洞工程位于兰州市永登县东缘与皋兰县东北部接壤地带，该洞全长1670m，断面型式为马蹄形，成型断面2.5m×2.5m(宽×高)隧洞通过地层为s1m千枚夹板岩，部分洞段岩体为极薄软岩，围岩自稳能力较差。
全段属Ⅲ、Ⅳ类围岩。
在采用光面爆破法进行洞室开挖后，比合同工期缩短2个月。
关键词：光面爆破；加固洞口一、概述(1)隧洞桩号K1+180～K3+850，全长1670m。
(2)根据地质勘探资料。
隧洞通过地层为slm千枚夹板岩，部分洞段岩体为极薄软岩较差。
全段属Ⅲ、Ⅳ类围岩，开挖难度较大。
(3)隧洞开挖断面不大，仅为2.5m×2.5m(宽×高)，不适应于机械化施工。
(4)有效施工工期较短，只有8个月左右。
(5)存在许多不可预见性。
二、施工方案(1)隧洞全长1670m，分为进口、出口2个工作面开挖。
设计进口开挖840m，出口开挖830m。
(2)隧洞进出口两个工作面。
洞口段在开挖前，对洞帘围岩先应进行喷混凝土支护后搭设防护棚，然后进行全断面开挖。
隧洞入口开挖成形后，采用挂钢筋网、架设钢拱架、喷混凝土临时支扩加固，最后进行洞身部分的开挖。
(3)隧洞开挖掘进采用全断面光面爆破方案。
(4)隧洞开挖爆破。
以下为光面爆破参数的选择。
①钻孔及炮眼布置。
钻孔采用YT-28气腿式风钻，钻杆选用φ22六角空心工具钢，钻头选用D 36m一字形合金钻头。
根据围岩、断面、工期及采用的施工方法，循环进尺取1 5m。
按85％爆破效率考虑，周边眼深1 5m÷85%=1 76m，取l.8m，掏槽眼深取1.9m，按SDJ212-83规范要求，取周边眼距E=43cm，，周边眼抵抗线W=50cm，周边眼密集系数M=E／W=0.86，符合要求。
依断面炮眼均布原则用规范要求，经计算炮眼总数为35个，其中周边眼15个，底板眼15 个，辅助眼11个，掏槽眼5个(其中1个为空眼)。
隧洞工程施工
隧洞工程施工1）设计情况隧洞布置在 _____ ，全长km ，隧洞断面形式为城门型。
隧洞开挖断面呈城门型，开挖尺寸宽X高=4.1〜4.5 X 4.8〜5.5m,衬砌结构为为钢筋混凝土结构。
成型断面尺寸为宽3.5m,高4.5〜4.8m，衬砌形式为全拱衬砌（A型）和底板边墙衬砌（B型）两种形式，混凝土底板及边墙标号为G。
, 顶拱混凝土标号为C2o，B型衬砌顶拱为钢筋网喷C25混凝土结构，厚100mm2）主要工程量该标段所承担的工程量包含招标文的件商务文件内工程量清单所列项目和数量。
主要有：石方洞挖 _世3,锚杆及锚筋制安 _______ 根，挂网钢筋制安__L，挂网喷C25混凝土m J钢支撑制作及安装t ，钢筋制安t ，混凝土衬砌m 3，652型橡止水带m ，回填灌浆m 2，固结灌浆m 。
3）施工工期分析本标段隧洞全长—亘，开挖分2个工作面进行施工，历时__________ 天全线贯通；混凝土衬砌分2个工作面进行，历时_______ 天完成；由于开挖和浇筑均十分紧张，根据合理布置浇筑工作面后，给灌浆提供2个施工工作面，及支洞上游和下游工作面，回填灌浆总历时—天。
固结灌浆紧随回填灌浆滞后14天进行，施工总历时____________ 天。
4）施工技术难点及措施隧洞进口工作面控制长__m;出口工作面开挖控制长__m。
根据施工进度安排及组织，施工中将的主要技术难点有以下几种：（1）洞内轴线控制测量是一项技术难点。
为了减少洞内引点的控制误差，在仪器使用上命使用全站仪，以便保证控制测量精度符合规范要求。
⑵ 隧洞洞径小，单工作面开挖进尺深，通风排烟困难。
通风是影响工程施工进度控制的关键和难点。
因此，隧洞通风采用在洞内串联轴流通风机压入式供风，必要时采取空压机送压缩空气到达各工作面，保证工作面空气质量符合规范要求标准。
(3)混凝土长距离洞内水平运输，混凝土的流动性及坍落度控制是其质量控制的关键。
因此进场后要认真进行混凝土配合比试验，确定适合本工程的混凝土配合比，在混凝土运输时采用3m3混凝土罐车作水平运输，以保证混凝土的质量。
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