(整理)圆形隧洞设计
隧洞设计实例
一、隧洞的基本任务和基本数据
1、隧洞的基本任务
泄水隧洞的进口全部淹没在水下，进口高程接近河床高程，其担负的任务如下：
(1) 预泄库水，增大水库的调蓄能力。
(2) 放空水库以便检修。
(3)排放泥沙，减小水库淤积。
(4) 施工导流。
(5) 配合溢洪道渲泄洪水。
2、设计基本数据
(1) 洞壁糙率泄洪洞采用钢筋砼衬砌，n=0.014~0.017，考虑到本隧洞施工质量较好，故取较小值n=0.014。
(2) 水利计算成果见表1。
表1
二、隧洞的工程布置
1、洞型选择
由于段村坝址为石英砂岩，地质条件较好，所以采用圆形有压隧洞，圆形断面的水流条件和受力条件比较好，并且可以充分利用围岩的弹性抗力，从而减小衬砌的工程量，降低施工的难度和造价。同时有压隧洞水流较平顺、稳定，不易产生不利流态。
2、洞线位置
洞轴线布置在右岸，这样出口水流对段村无影响，进口山势较陡，进流条件好，洞线为直线，较短，工程量小又利于泄洪。
3、工程布置
泄洪隧洞由进口段、洞身段、出口段三部分组成。
(1)进口型式
由于进口部位山体岩石条件较好，故采用竖井式进口，在岩体中开挖竖井，将闸门放在竖井底部，在井的顶部布置启闭机及操作室、检修平台，竖井式进口结构简单，不受风浪影响，地震影响也较小，比较安全。
(2) 进口段 包括进口喇叭口段、闸室段、通气孔、渐变段等。
1) 进口喇叭口段 为了与孔口的水流型态相适应，使水流平顺，避免产生不利的负压和空蚀破坏，同时尽量减少局部水头损失，提高泄流能力，在隧洞进口首部，其形状应与孔口锐缘出流流线相吻合，一般顺水流方向做成三向收缩的矩形断面喇叭口形，其收缩曲线为1/4椭图曲线，顶面椭圆方程为：
1)5.33.0(5.32
222
=?+y x ，用下列坐标绘制顶面曲线，见表1。 表1
侧面曲线方程为：1)5.32.0(5.32
2=?+x ，用下列坐标绘制侧面曲线，见表2。
2) 进口闸室段 闸孔尺寸为3.5×3.5m ，闸室段长度参照工程经验取6.0m ，在闸门上端设置操作室，后设工作桥与坝面相连，桥面高程为365.81m ，与坝顶路面高程一致，在操作室与闸室之间设置检修平台，平台高程在正常高水位360.52m 以上，取361.50m 。
闸门用5.0×4.0m 的平面钢闸门，闸门槽宽度为1.0m ，深度为75cm ，由于高速水流通过平面闸门闸孔时，水流在门槽边界突变，容易发生空化水流，致使门槽及附近的边墙或底板发生空蚀。为此，将门槽的下游壁削去尖角，用半径为R=10cm 的圆弧代替，并做成1:12的斜坡，错距采用8cm 。
3) 通气孔 在闸室右部设置通气孔，其作用是在关闭检修门，打开工作门放水时，向孔中充气，使洞中水流顺利排出；检修完毕后，关闭工作门，向检修闸门和工作闸门之间充水时，排出洞中空气，使洞中充满水。通气孔的断面积一般取泄水孔断面积的0.5%~1%，
此泄水孔的断面积为9.62m 2
)4
5.314.3(
2
?，所以通气孔取0.25×0.25m ，通气孔的进口必须与闸门启闭机室相分离，以免在充、排气时影响工作人员的安全。
4)渐变段 为使水流平顺过渡，防止产生负压和空蚀，设置渐变段，由于渐变段施工复杂，故不宜太长，但是为使水流过渡平顺，又不能太短，一般用洞身直径的2~3倍，取渐变段长度为8.0m 。
根据本隧洞的任务，其进口高程应设置得低一些，河床的平均高程为340m ，这样既便于施工期导流，降低围墙高程，又可在运用期泄水，力争一洞多用，以求隧洞施工方便，运用安全，造价低廉。
(3) 洞身段 考虑到所选洞线的地形、地质情况，并运用情况，洞线长为230m ，洞身段长198.5m ，为了便于施工时出碴和检修时排除积水，坡降i =1/500，顺坡。
初拟洞径：按管流公式计算，公式为 02gH w Q μ=； 式中 μ—流量系数，μ=0.74~0.77 ，这里取0.74； w —出口断面面积(m 2)；
H 0—作用于隧洞的有效水头；H 0=库水位一出口顶部高程。 分别列表(3)计算设计及校核洪水位时所需的洞径：
比较以上数据，考虑一定的安全储备，洞径选3.5m 。 (4) 出口段 包括出口渐变段、闸室段。
1) 出口渐变段 有压隧洞的出口都布置有工作闸门，故出口断面也要做成矩形。因此在出口段也须做一渐变段。出口断面积根据工程经验一般为洞身面积的70%~85%，由于在出口水流由压力流突然变为无压流，引起出口附近压力降低，容易在洞顶产生负压，所以出口末端洞顶应设置压坡段，出口断面取为3×2.5m ，渐变段长度根据工程经验定为8.0m 。
2) 出口闸室段 在出口渐变段后设置工作闸门室。本隧洞工作门采用平面钢闸门，尺寸为3.5×4.0m ，闸室长度参照已建工程经验，定为6.0m ，在闸室上部设置操作室。采用矩形收缩形门槽。
(5) 消能工及尾水渠布置 在出口之后设置消能工，使下泄水流消能后再泄入下游河道，从而减小下泄水流对河床的冲刷，由于隧洞出口处地质条件较好，下游河道水位也较低，故采用挑流式消能，消能工后设尾水渠，渠底宽为15.0m ，采用1/100的顺坡，断面形式也为梯形，开挖边坡为1:1.5。
三、水力计算 1、过流能力校核
因下游水位335.8m ，低于隧洞出口高程341.54m ，故隧洞为自由出流。 (1) 校核洪水位时过流能力校核 在校核洪水位时，洞前水深H’=363.62-342=21.6m >1.5D =5.25 m ，∴洞中水流按有压流计算。
有压隧洞自由出流公式为：02Q gH C ??=ωμ
式中：ω—隧洞出面面积 ， ω=3×2.5=7.5m 2；
H 0—作用在隧洞上的有效水头，因隧洞上游为水库，故行近流速V 0≈0，则
H 0=363.62-341.54-3=19.08m 。
μc —流量系数，按下式计算， 223/4)()(
/00384.011
i
i i i i c R L ωωζωωμ∑+∑+=
式中：系数0.00384按下列方法求得：2gn 2=2×9.8×0.0142=0.00384。
首先确定各局部水头损失系数ζi 。
1) 拦污栅 358.080sin 364.0sin 901=??==?αξζ； 2) 进口喇叭口段 ζ2=0.1；
3) 进口闸门槽 对于平板闸门， ζ3=0.1；
4) 进口渐变段 由矩形变为圆形，参考同类工程 ζ4=0.09； 5) 出口渐变段 由圆形变为矩形，参考同类工程 ζ5=0.02； 6) 出口闸门槽 同ζ3， ζ6=0.1。 列表计算见表1。 表1
∴流量系数74.0237
.0599.011
=++=
c μ
则在设计洪水位时，隧洞泄量为：
/s
90m /3.10708.196.195.774.02Q 3
3
>=???==s m gH C ωμ
∴隧洞泄量满足要求
(2) 在校核洪水位时过流能力校核
流量系数μc 、过水断面面积ω保持不变，H 0=364.81-341.54-3=20.27m ∴s m gH C /6.11027.206.195.774.02Q 30=???==ωμ>110m 3/s ∴隧洞泄量满足要求
综上所述，所拟洞径及各部分尺寸可以满足泄流要求。
2、绘制库水位—泄量关系曲线(图1)
(1) 有压流状况
保证隧洞为有压流的最小洞前水深为1.5D=1.5×3.5=5.25m 。则保证隧洞为有压流的最低库水位为：
1.5D+进口洞底高程=5.25+342=347.25m 。
有压隧洞的泄量按下式计算（H 0≈H ），
54.34457.246.195.774.02Q 0-=??==库水位H gH C ωμ
在库水位347.25m 以上设一系列库水位，计算相应的洪量Q ，计算成果列于下表(2)。
图1库水位—泄量关系曲线
(2) 无压流状态
当洞前水深小于1.1D （3.85）m 时，洞中水流为无压流，泄量的计算按宽顶堰情况处理，计算公式为：2/302Q H g mB ε=；
式中：ε—侧收缩系数，按公式62.02.010
=-=εε计算，这里取经验系数B
H K
； m —流量系数，其数值在0.32~0.385之间，对八字形进口m=0.35，此处也近似
取m=0.35；
B —堰宽(m)， B =3.5； H 0—洞前水头(m)，H 0≈H ；
∴泄量2/302
/3036.36.195.362.035.0H H Q =???=
计算对应的泄量列于下表3。
表3
3、水库放空时间计算
为了达到人防和检修水库的目的，必须在一定的时间内将库水位由正常水位降至死水位。一般要求中小型水库的放空时间小于10~15天。
根据库水位 ~ 泄量关系曲线以及已知资料中的库水位 ~ 库容关系曲线查出泄量进行计算。
计算结果见下表4。
表4
∴水库放空时间为：t=159633/86400=1.85天 故水库的放空时间满足要求。
4、绘制总水头线和测压管水头线
绘制测压管水头线的目的在于保证隧洞在运用过程中洞内始终有一定正压力，避免产生空蚀，并为衬砌设计提供依据。
按隧洞通过设计流量107.3m 3/s 来计算各段的流速水头和水头损失，其中沿程水头损失
g v R Li h i
i
fi 200384.02
3/4?
=；局部水头损失g v h i i ji 22ζ=。 计算成果列于下表5。
表5
计算成果核算：
)(33.1963.23.64.1022
m h h g
V H fi ji =++=∑+∑+?=
计算的H 与隧洞通过设计流量时的水头较接近，计算结果基本正确。按上表绘出隧洞总水头线及测压管水头线（略）。
5、消能计算
(1) 消能工的布置
前已述基本隧洞的消能工采用挑流式消能，其布置情况如下：在隧洞出口设宽为2.5m 的出流平台,平台长6.0m ，高程341.54m 。接着为斜坡扩散段，坡度为1/40，扩散角为7°，长度为36.0m ，扩散段末端为挑流鼻坎，其挑角θ=25°，坎高P=0.8m ，则挑坎圆弧半径m P R 54.825cos 18
.0cos 1=?
-=-=
θ，圆弧段水平投影长度a 为：a=Rsin θ=8.54×
sin25°=3.6m 。 从平台末端到鼻坎末端共长40m ，鼻坎宽B 为：B=2.5+2×tg7°=12.3m 。 圆弧底部高程为：341.54-36×1/40=340.64m 。 挑坎顶部高程为：340.64+0.8=341.44m 。 (2) 计算坎上水深h 0及流速v 0： 由洞口到挑坎分两段推算水面曲线： 1)平台段
以平台为基准线，列能量方程如下：
12
2
221122hw g
v h g v h +?+=?+
在校核洪水位时，h 1=3.0m ， v 1=14.75m/s ，用试算法求h 2及v 2..
设h 2=3.04m,
查《中小型水库设计》，表14.6得9.69=C （n=0.014）
s m h b Q v /65.1402.35.2/6.110/=?==
30.0844.09.39/665.14221=??=∴w h
将已知各值代入平衡方程，则左、右两端基本相等，故认为平台末端水深为3.04m ，流速为14.55m/s 是正确的。
2) 从平台末端到圆弧段末长度为40.0m ，以高程340.64m 为基线，列能量方程，利用同样的方法，经试算得：坎上水深h 0=0.61m ，流速v 0=14.74m/s m
R m X m m h R C L v h s
m bh Q v w 884.054.8/55.754.802.325.255.702.35.202.3)04.30.3(2
1
//55.1404.35.2/6.110/2
2
2221===?+==?==+=
==?==ω
(3) 下游尾水深的确定
尾水渠在岩体中开挖，不作衬砌，糙率为0.025。
尾水深t 的计算，可近似按明渠均匀流公式。公式为：Ri C Q ω=。 式中：ω—过水断面面积(m 2)
C —谢才系数， 6/16
/1401R R n
C ==
； R —水力半径， (m)； i —渠底坡降， i=1/100； 用试算法：假设t=1.42m
s
m s m Q m
X R m m h B X m t tm B /6.110/5.11001.021.13.4132.2421.112.20/32.24/12.205.1142.12151232.2442.1)5.142.115()(33222
≈=???=====+??+=++==??+=+=ωω
即此时的流量与校核流量大致相等，故认为下游尾水深t=1.42m 正确。 (4) 计算冲坑中心到挑坎的距离L
已知v 0=14.74m/s ，h 0=0.61m ，t =1.42m ，s t =341.44-339.5-1.42=0.52m ，θ=25°，sin 25°=0.423， cos 25°=0.906，
g
h t s g V v v L t )cos 2
(2sin cos cos sin 0
220020θθθθθ++++=
∴
m
87.208
.9)2906
.061.042.152.0(6.19423.074.14906.074.14384.074.14222=?++?+??+?=
(5) 估算冲坑深度d
用公式t 0=Kq 1/2H 01/4，求解t 0。 式中：K —经验系数K =1.25；
q —坝上单宽流量， )./(99.83
.126
.1103m s m q ==
； g
v H H 220
0?+=；
H —坝顶水位与下游水位高程差(m)； H=341.44+0.61+（339.5+1.42）=1.13m
m H 22.126
.1974.1413.12
0=+=
将以上数据代入上式则：
m t 0.722.1299.825.14/12/10=??= ∴冲坑深度d=t 0-t =7-1.42=5.58m
结论分析： i =5.58/20.87=0.27,许可的最大临界后坡i c =
3
1
~41，由于本隧洞的尾部岩石条件
较好，认为冲坑不会危及消能工的安全。
四、隧洞的衬坝设计
1、衬砌的类型选择
由于本隧洞内水压力较大，故采用双筋砼衬砌。 材料的物理力学指标如下：
Ⅰ级钢筋：MPa GPa Eg MPa Rg g 150][;21;2400===σ
C 20砼：GPa E MPa MPa R m KN n h a h 26,2.2][,11;/25167.03=====σγμ；
岩石：GPa E cm kg K f m KN 10;/100;7;/253
03====γ
按Ⅲ级建筑物查规范，在正常情况下，安全系数为1.8；检修情况下安全系数为1.6。
2、计算断面的选择
在实际工程中，为了达到经济、安全的目的，在不同段，一般采用不同的衬砌形式，且用分缝相结合，故在不同段要分别取断面进行衬砌计算，本次设计只取洞身进口断面进行计算，其它断面的衬砌按已建工程拟定。
3、拟定衬砌厚度
采用式（4-10）,式中：m i 75.12
5
.3==
γ;[σh ]=2.2MPa ； [σh ]—砼允许拉应力(MPa)； P —均匀内水压力(kPa)；
H —高出衬砌内壁顶点的内水压力水头(m)；从绘制的水头线查得
P =；
MPa h 11.0=ωγ
A —弹性特征系数，按下式计算。
)21)(1(01.0)1(01.0K Eh K Eh A μμμ-+++-=
=0.927 cm h 0.2111
.02.211
.02.2927.075.1=--+?
?=∴
按构造要求，衬砌厚度一般不小于30cm ，所以只能按构造要求取衬砌厚度h =30cm ，则衬砌外半径205cm ，平均半径r =190cm 。
4、计算各种荷载产生的内力
(1) 山岩压力：
∵岩石的坚固性系数f =7>2，可不计水平山岩压力，只计算垂直山岩压力。 1) 不考虑外水压力时：岩石重度25KN/m 3。
岩石压力拱高h 为：m f H h 29.0705
.2===γ；
重直山岩压力强度q 为：q =γh =25×0.29=7.25KN/m ；
由山岩压力产生的M 和N 采用公式（4-14）：∴M =28.2(0.921A +B +26.43C )，N =14.9(0.921D +E +26.43F )
系数A 、B 、C 、D 、E 、F 由表查得，M 、N 计算结果如下表1。
γ垂直山岩压力强度q =γh =4.64KN/m
计算公式与上同，其它量不变，则M =18.07(0.921A +B +26.43C )，N =9.512(0.921A +B +26.43C )
M 、N 计算结果如表2。
(2) 衬砌自重产生的弯矩和轴向力采用式 4-15，得M =22.2(A 1+13.76B 1)
，N =11.69(C 1+13.76D 1)
系数A 1、B 1、C 1、D 1由表查得，M 、N 计算结果如下表3。
1) 均匀内水压力：
已知洞轴线的内水压力水头H =12.8m ，隧洞半径Υi =1.75m 则均匀内水压力水头H 1=12.8-1.75=11.05m ，强度为21/5.110m KN H P ==ωγ
由于均匀内水压力产生的弯矩很小，只考虑轴向力。 砼的平均应力σ为：
∴N =-σbh=-519×1.0×0.3=-155.77KN(拉)
2) 不均匀内水压力产生的弯矩和轴向力采用公式（4-16），得M = 58.19(A 2+13.76B 2)，N = 30.625(C 2+13.76D 2)，系数A 2、B 2、C 2、D 2由表查出，M 、N 计算结果如下表4。
22222/5195.110927
.0)75.1/05.2(927.0)9.1/05.2()/()/(m
KN P A A i e i e =?-+=-+=γγγγσ
(4)外水压力产生的弯矩和轴向力
1) 均匀外水压力：已知洞身计算断面的均匀外水压力水头h w =16.34-2.05=14.29m ，产生的轴向力由下式计算。KN b h N H 9.2922
==ωωγγ。
2) 在不均匀外水压力作用下，当)(22qr qre r r e ππ+≥时，不考虑弹性抗力的作用，则M =49.8A 6，N =42.025C 7+282.9。系数A 6、C 7、由表查出，M 、N 计算结果如下表5。
5、荷载组合
隧洞衬砌的设计，荷载组合既要考虑不利条件，又要考虑可能性，为保证安全，应按
最不利荷载组合计算，对中小型水库隧洞直径较小时，按以下两种情况组合计算：
1) 正常情况：山岩压力+衬砌自重+设计洪水时内水压力。 2) 检修情况：山岩压力+衬砌自重+外水压力 第一种情况组合见表6,7
表7 轴向力表（10KN ）
第二种情况组合见表8,9
表8 弯矩表（10KN.m ）
6、配筋计算
在两种组合中各选一种做配筋计算，取保护层a=a’=7cm 。 第一种情况：N =-112.211KN(拉) M =4.707(KN.m) 纵向破坏力至断面形心轴的距离为： cm a h
m N M e 82
0004.00=-<==
属于小偏心受拉
;96.720m e a h e =--=
m a h
e e 04.8'2
'0=-+= 受拉筋面积：2077.6)
(g '
cm a h KNe Ag =-=σ
受压筋面积：2070.6)
('
'cm a h g KNe Ag =-=
σ
第二种情况：N =701.8KN(压) M =13.093(KN.m) 纵向破坏力至断面形心轴的距离为： cm h cm N
M
e 9.63.087.100=<==
∴属于小偏心受拉
;87.971587.120cm a h e e =-+=-+
= cm a e h
e 13.6787.115'2
'0=--=--= 受拉筋面积：0)'(5.0'02
0<--=a h R bh KNe Ag g a
σ
受压筋面积：0)
(5.0'02
0<--=a h R bh KNe Ag g a
σ
∴第二种情况不需要配筋，按第一种情况配筋。
受拉筋计算面积6.77cm 2，采用7.70cm 2，520@14φ。 受拉筋计算面积6.70cm 2，采用7.70cm 2，520@14φ。
则受拉筋的配筋率%2.0%26.0%100301007
.7min =>=??==μμbh Ag 受压筋的配筋率%2.0%26.0%10030
1007
.7''min =>=??==μμbh Ag
∴配筋率满足要求
7、抗裂计算
(1) 校核砼应力：
按正常运用情况计算： N =-112.211KN(拉) M =4.707(KN.m) Ag =Ag ’=7.70cm 2 对偏心受拉构件，砼衬砌中应力按下式计算：
][)(σσ≤--=
np
np T A mN
J x h M
式中：m —折算系数，取1.54
X T —折算断面形心到受压边缘的距离(cm)， cm h
X T 152
=≈
；
J np —对折算断面形心的惯性矩(cm 4)；
Eh
Eg
a X Ag X h Ag X h
b bX J T T T T np ]
)(')([)(3131212033-+-+-+= =22983.36cm 4；
A np —折算断面面积(cm 2)；A np =bh+nAg+nAg’=3125cm 2 ∴2/584)(m KN A mN
J X h M np
np T =+-=
σ
。
，故][16682
.11300
54.1][σσσ?=?==
T K mRp ∴砼满足抗裂要求
(2) 校核钢筋应力
假设砼出现裂缝，不承担荷载，在验算钢筋应力时，仅考虑主要荷载，即均匀内水压力的作用，其产生的应力按照钢筋与围岩共同承担。
Eg
K
g A Ag P
i H i i 01.0)(01.00
γγγγσ+'+=
2/19720m KN =
][/1333308
.1240000][2σσσ<∴===
m KN K Rg ∴钢筋强度满足要求
8、计算断面配筋图，如图1所示。
图1 断面配筋图
五、细部构造
1、缝的布置与构造
在衬砌中设置工作缝和永久性的横向变形缝。缝的构造见图1、2所示。
图1 温度缝剖面图
图2 施工缝剖视图
2、灌浆孔的布置
为保证衬砌与岩石的密切结合，共同工作，在洞顶布置回填灌浆孔，孔间夹角为30°，排距为2.5m。
为提高围岩的整体性，防止地下水渗漏，沿洞身每隔2.5米布置一排固结灌浆孔，孔深2.0m，见图2。
3、排水
为了降低作用在衬砌上的外水压力，要采取排水铺成措施，在衬砌底部设置纵向排水暗管，暗管由无砂砼做成，并沿洞轴线每隔8m设一道由砾石构成的环向排水，将收集到的渗水由纵向排水管排向下游。排水的布置见图3。
摘自：黑龙江农垦林业职业技术学院
阿不都拉水库导流引水隧洞砼衬砌施工方案
放水隧洞及导流隧洞砼衬砌施工技术方案 一、工程概况 放水隧洞位于大坝左岸山体中，洞轴线与大坝轴线的夹角为88°42′29″，交点位于洞桩号0+246.74m处，全长539.17m（洞身段长479.01m）。放水隧洞由进口段、上游洞身段、检修闸井段、发电支洞段，下游洞身段、出口闸室段、出口明渠段及挑流消能段组成。其中进口段长12.95 m，纵坡i=0，进口高程968.50m，上游洞身段长60m，纵坡i=0.01，进口高程968.50m，横断面为3 m×4m 城门洞型，净宽3m，直墙高2.5 m，顶拱为半径为1.5m的半圆，衬砌厚0.40m的C25F200W8钢筋混凝土。检修闸井段长14m，闸底板高程967.65m，闸井内设一套事故检修平板闸门。发电支洞轴线与放水隧洞相交于洞桩号0+387.41m处，全长97m，横断面为圆型，直径为2.0m，衬砌厚度为40cm。下游洞身段长404.88m，纵坡i=0.02，横断面为圆形，内径为2.5m，采用有压洞设计，衬砌厚度0.4m。出口闸室段长12m，闸底板高程937.80m，闸室内设弧形工作闸门一套。出口明渠段长20m，纵坡i=0.02，底宽2.5m，边墙高3.0m，底板和边墙材料采用C40F200砼。挑流段全长3m，挑坎高3.5m，挑角30°。导流隧洞长350m，于导流隧洞桩号0+350处与放水隧洞相交。 导流隧洞由进口段和洞身段组成，进口段长10m，纵坡i=0.，进口高程959.00m，洞身段长350m，纵坡i=0.02，横断面为圆型，直径为2.5m，衬砌厚度为50cm。大坝填筑完成后对导流隧洞永久性封堵。 导流隧洞具备两种功能，一是施工期导流，二是水库建成后具备放空功能。导流放空隧洞由进口八字墙段、上游隧洞洞身段、闸井段、
发电引水隧洞设计计算书
编号：SG-隧洞-01 工程名称：xxx电站工程 设计阶段：施工图设计 发电引水隧洞设计计算书 签名日期 审查： 校核： 计算： 目录
1 引言 (3) 2 设计依据文件和规 (3) 2.1有关本工程的文件 (3) 2.2主要设计规 (4) 2.3主要参考资料 (4) 3 设计基本资料 (4) 3.1工程等别与建筑物级别 (4) 3.2洪水标准 (5) 3.3地震烈度 (5) 3.4工程地质及水文地质资料 (5) 3.5取水口水位流量及泥沙含量 (5) 3.6风速、风向 (5) 4 隧洞线路布置设计 (5) 4.1洞线平面布置 (5) 4.2洞线纵、横剖面布置 (6) 5 隧洞水力学计算 (9) 5.1洞身段过流能力 (9) 5.2正常运用情况隧洞水面线计算 (9) 5.3设计洪水情况隧洞水力学计算 (16) 5.4非常运用情况（校核洪水）隧洞水力学计算 (20) 6 结构计算 (23) 6.1计算程序与方法 (23) 6.2有关的计算系数 (23) 6.3计算工况和荷载组合 (23) 6.4桩号0+000～0+060段结构与配筋计算成果 (24) 7 工程量计算 (37) 7.1桩号0+000～0+060段 (37) 7.2桩号0+060～0+070段 (38) 7.3桩号0+070～0+120段 (38) 7.4桩号0+120～0+450段 (39) 7.5工程量汇总 (39) 8 本次设计方案与XXX方案工程量、投资、发电量比较 (40) 8.1 XXX方案正常运行情况水面线计算 (40) 8.2工程量及投资比较表 (40) 8.3发电量比较 (41) 9 隧洞取水口与出口压力前池设计方案的初步考虑 (43) 9.1隧洞取水口 (43) 9.2压力前池 (43)
导流方案范本
FCD71010 FCD 初步设计阶段水电建设项目 施工导流标准及方式设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网 1995年2月 1
水电站初步设计阶段施工导流标准及方式设计大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2
目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 设计基本资料 (4) 4. 设计基本资料分析 (10) 5. 施工导流设计标准及导流时段划分 (12) 6. 导流方式的选择 (13) 7. 应提供的设计成果 (15) 3
1 引言 工程位于, 是以为主, 等综合利用的水利水电枢纽工程。正常蓄水位m, 最大坝高m, 总库容 m3,电站总装机容量M W,年发电量kW·h, 灌溉面积km2。通航t级船队(舶)。 本工程可行性研究报告于年月审查通过, 选定坝址为。 2 设计依据文件和规范 2.1 有关本工程主要文件 (1) 工程可行性研究报告; (2) 工程可行性研究报告审批文件; (3) 初步设计任务书; (4) 施工导流和截流模型试验报告。 2.2 主要设计规范 (1) 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(SDJ12-78)(试行)及补充规定; (2) 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(SDJ217-87); (3) 水利水电工程施工组织设计规范(SDJ338-89)(试行); (4) 水利水电工程设计工程量计算规定(修改稿); (5) 水利水电工程初步设计报告编制规程(DL 5021-93)。 3 设计基本资料 3.1 工程等级和建筑物级别 本工程为等工程; 永久建筑物按级设计; 临时建筑物按级设计。 3.2 水文 (1) 本坝址区历年实测逐月最大、最小及瞬时平均流量; (2) 全年及各月不同频率最大流量, 见表1。 表1 全年及各月不同频率最大流量表 3 4
水利工程泄洪隧洞设计与施工方案
隧洞设计与施工
目录 1 工程概况 (1) 2.拟定组织管理机构 (1) 2.1管理机构结构图 (1) 2.2主要职责 (2) 3 隧洞施工方案 (3) 3.1洞挖施工方案 (3) 3.1.1进出口边坡明挖方案 (3) 3.1.2洞身开挖方案 (4) 3.1.3隧洞混凝土衬砌方案 (17) 3.1.4隧洞灌浆 (19) 4.施工总平面图 (20) 5.控制性工程节点计划 (21) 6 施工总进度计划 (22) 7 质量安全措施 (23) 7.1质量保证体系及保护措施 (23) 7.1.1质量目标：单位工程质量达到优良工程 (23) 7.1.2保证质量的措施 (23) 7.2文明施工措施 (24) 7.2.1控制噪音措施 (24) 7.2.2减少环境污染措施 (24) 7.3保证安全生产措施 (24) 8 文明、环境保护措施 (25) 8.1安全目标： (25) 8.2安全保证体系 (25) 8.2.2施工安全保证措施 (26) 8.2.3安全生产技术措施 (26) 8.2.4危险物品管理措施 (28) 8.2.5劳动安全保护措施 (28)
1 工程概况 1.1工程设计指标 XXX泄洪隧洞位于右岸坡，进口设置检修平板闸门、弧形工作闸门，进水口为岸塔式，基础要求座落在T2b2-4砂泥岩弱风化上，采用短有压进水口形式。隧洞长528m，为直径7.5m的圆形隧洞，进口底板高程499.246m，纵向底坡i=2.4/1000。 1.2地质水文条件 T2b2-4灰色薄至中厚层钙质泥岩夹泥质粉砂岩、砂岩，最大埋深86m，洞线与岩层走向夹角60-70°，属层状、互层状结构，以CⅡ类围岩为主，CⅣ类围岩主要分布于进出口段，成洞条件差。地下水主要赋存于风化带网状裂隙中，洞室围岩透水性微弱，施工中不存在地下水干扰。 岩体成块、碎石镶嵌结构，自稳能力差，总体以CⅡ类岩体为主，进、出口强风化段为CⅣ类围岩（约占隧洞段10%），成洞条件较差 2.拟定组织管理机构 2.1管理机构结构图
隧洞设计实例讲解学习
隧洞设计实例
隧洞设计实例 一、隧洞的基本任务和基本数据 1、隧洞的基本任务 泄水隧洞的进口全部淹没在水下，进口高程接近河床高程，其担负的任务如下： (1) 预泄库水，增大水库的调蓄能力。 (2) 放空水库以便检修。 (3)排放泥沙，减小水库淤积。 (4) 施工导流。 (5) 配合溢洪道渲泄洪水。 2、设计基本数据 (1) 洞壁糙率泄洪洞采用钢筋砼衬砌，n=0.014~0.017，考虑到本隧洞施工质量较好，故取较小值n=0.014。 (2) 水利计算成果见表1。 表1 二、隧洞的工程布置 1、洞型选择
由于段村坝址为石英砂岩，地质条件较好，所以采用圆形有压隧洞，圆形断面的水流条件和受力条件比较好，并且可以充分利用围岩的弹性抗力，从而减小衬砌的工程量，降低施工的难度和造价。同时有压隧洞水流较平顺、稳定，不易产生不利流态。 2、洞线位置 洞轴线布置在右岸，这样出口水流对段村无影响，进口山势较陡，进流条件好，洞线为直线，较短，工程量小又利于泄洪。 3、工程布置 泄洪隧洞由进口段、洞身段、出口段三部分组成。 (1) 进口型式 由于进口部位山体岩石条件较好，故采用竖井式进口，在岩体中开挖竖井，将闸门放在竖井底部，在井的顶部布置启闭机及操作室、检修平台，竖井式进口结构简单，不受风浪影响，地震影响也较小，比较安全。 (2) 进口段 包括进口喇叭口段、闸室段、通气孔、渐变段等。 1) 进口喇叭口段 为了与孔口的水流型态相适应，使水流平顺，避免产生不利的负压和空蚀破坏，同时尽量减少局部水头损失，提高泄流能力，在隧洞进口首部，其形状应与孔口锐缘出流流线相吻合，一般顺水流方向做成三向收缩的矩形断面喇叭口形，其收缩曲线为1/4椭图曲线，顶面椭圆方程为： 1)5.33.0(5.32 222 =?+y x ，用下列坐标绘制顶面曲线，见表1。 表1 侧面曲线方程为：1)5.32.0(5.32 2=?+ ，用下列坐标绘制侧面曲线，见表2。 表2
引水隧洞工程施工方案37632
1.工程概述及说明 1.1.工程概况 曹河水电站工程导流隧洞工程位于晋城市。本枢纽工程以发电为主，兼顾航运、养殖等综合效益。本工程规模属大（2）型，工程等别为二等。主要由进水口进水塔、导流隧洞、出口段调压室、管理设施等建筑物组成。大坝为一级建筑物，溢洪道、引水系统和电站厂房均为二级建筑物。 导流隧洞长1800m。隧洞进出口段、进口段采用全断面钢筋混凝土衬砌，其余洞段对底板和侧墙采用钢筋混凝土薄衬。放空洞利用导流隧洞采用可爆堵头技术改造而成。 1.2工程地质 隧洞岩体强度较高，属Ⅲ类围岩，进口、出口段为Ⅳ类围岩坚固系数f ≈6～8。总的看成洞条件一般，进口段地质条件较差，施工难度较大，加强施工地质工作，发现不稳定岩块，及时支护或喷锚支护，以保施工安全。洞室围岩透水性强，地下水位低，隧洞采用钢筋混凝土衬砌。 1.3交通条件 工程对外交通目前以公路运输为主，届时可为本工程对外交通提供方便。 1.4施工供电条件 由发包人引10 kV线路至施工现场，导流隧洞进出口附近各设置1变压器，变压器容量能满足施工用电要求。 1.5 合同项目和工程范围 1.5.1 工程施工的区域范围 承包人主要在施工征地范围内完成导流隧洞（堵头段和封堵闸门除外）、进水塔和调压室工程施工。 1.5.2实施、完成和维护的工程项目 ⑴导流隧洞工程，包括土石方明挖、隧洞洞挖、混凝土浇筑、埋件施工、砌体工程和部分土石方回填等； ⑵放空洞工程，包括土石方明挖、混凝土衬砌施工等； ⑶临时工程：承包人为完成承建的工程项目，负责修建与维护施工道路、贮运设施、停放场地、辅助企业、施工风水电系统、混凝土拌和系统，还包括施工导流、场地排水、办公与生活营地营造、场地平整、场内道路以及其他所有临建工程。临时工程不包括10kV供电干线。 1.6施工组织设计原则、依据及具体内容 1.6.1 编制目的 本《施工组织设计》是我单位对本工程的投标文件之一，它体现了我单位对本工程施工的总体构思和部署，是一部对工程质量、安全、工期计划、资源配置、总体布置以及文明施工等方面进行程序化管理的纲领性文
片上水库导流隧洞设计毕业设计
存档编号毕业设计题目片上水库导流隧洞设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
隧洞抽排水方案
v1.0 可编辑可修改隧洞抽排水施工方案 批准： 审定： 校核： 编写：
目录 1. 工程概况 0 概述 0 地质情况 0 2. 编制依据 0 3. 抽排水施工 (1) 排水原则 (1) 排水说明 (1) 洞室施工期经常排水 (1) 经常性排水方案 (1) 地下水处理方案 (2) 地下水处理 (2) 施工区排水方案 (5) 4. 资源配置 (5) 机械设备配置 (5) 人员配置 (6) 5. 质量保证措施 (6) 6. 安全保证措施 (7) 7. 附图 (8)
隧洞抽排水施工方案 1. 工程概况 概述 本标段工程位于总干3#隧洞的总47+～总61+桩号段，设计流量为 m3/s，城门洞形断面，净宽，净高，直墙段高，设计水深，顶拱中心角180°，半径。 除主洞工程外还包含了14#～17#施工支洞，以及相应的临时工程等。 施工支洞为城门洞型，宽，高，且均为斜井，支洞坡比范围为%~%之间。 地质情况 桩号45+~47+地段：洞身穿过的地层为奥陶系中统上马沟组上段，地层岩性为深灰色、灰黑色厚层灰岩夹泥灰岩、粉砂质泥灰岩灰岩。岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水。隧洞开挖时有遇到溶洞的可能。 桩号47+~52+地段：洞身穿过的地层为奥陶系中统上马家沟组中段，地层岩性为深灰色、灰黑色厚层次岩、豹皮状灰岩，隧洞围岩为中硬岩。岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水。隧洞开挖时有遇到溶洞的可能。 桩号52+~59+地段：洞身穿过的地层为奥陶系中统上马家沟组下段，地层岩性为灰黄色泥灰岩、粉砂质泥灰岩夹薄层灰岩。在断层下盘附近穿过奥陶系中统上马家沟组中段深灰色、灰黑色厚层灰岩、豹皮状灰岩。桩号53+处发育FB1逆断层，断距约55m。岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水。 桩号59+~64+地段：洞身穿过的地层为奥陶系中统下马家沟组上段及下段，岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水，隧洞开挖时有遇到溶洞的可能。在地应力作用下，泥灰岩可能产生变形。 2. 编制依据 （1）《山西省中部引黄工程施工07标合同文件》（合同编号：SXSZBYHGC-JZ-TJ-024(2012)）； （2）支洞及主洞设计图纸。
隧洞设计实例
隧洞设计实例 一、隧洞的基本任务和基本数据 1、隧洞的基本任务 泄水隧洞的进口全部淹没在水下，进口高程接近河床高程，其担负的任务如下： (1) 预泄库水，增大水库的调蓄能力。 (2) 放空水库以便检修。 (3)排放泥沙，减小水库淤积。 (4) 施工导流。 (5) 配合溢洪道渲泄洪水。 2、设计基本数据 (1) 洞壁糙率泄洪洞采用钢筋砼衬砌，n=0.014~0.017，考虑到本隧洞施工质量较好，故取较小值n=0.014。 (2) 水利计算成果见表1。 二、隧洞的工程布置 1、洞型选择 由于段村坝址为石英砂岩，地质条件较好，所以采用圆形有压隧洞，圆形断面的水流条件和受力条件比较好，并且可以充分利用围岩的弹性抗力，从而减小衬砌的工程量，降低施工的难度和造价。同时有压隧洞水流较平顺、稳定，不易产生不利流态。 2、洞线位置 洞轴线布置在右岸，这样出口水流对段村无影响，进口山势较陡，进流条件好，洞线为直线，较短，工程量小又利于泄洪。 3、工程布置 泄洪隧洞由进口段、洞身段、出口段三部分组成。 (1)进口型式 由于进口部位山体岩石条件较好，故采用竖井式进口，在岩体中开挖竖井，将闸门放在竖井底部，在井的顶部布置启闭机及操作室、检修平台，竖井式进口结构简单，不受风浪影
响，地震影响也较小，比较安全。 (2) 进口段 包括进口喇叭口段、闸室段、通气孔、渐变段等。 1) 进口喇叭口段 为了与孔口的水流型态相适应，使水流平顺，避免产生不利的负压和空蚀破坏，同时尽量减少局部水头损失，提高泄流能力，在隧洞进口首部，其形状应与孔口锐缘出流流线相吻合，一般顺水流方向做成三向收缩的矩形断面喇叭口形，其收缩曲线为1/4椭图曲线，顶面椭圆方程为： 1)5.33.0(5.32 222 =?+y x ，用下列坐标绘制顶面曲线，见表1。 表1 侧面曲线方程为：1)5.32.0(5.32 2=?+x ，用下列坐标绘制侧面曲线，见表2。 表2 2) 进口闸室段 闸孔尺寸为3.5×3.5m ，闸室段长度参照工程经验取6.0m ，在闸门上端设置操作室，后设工作桥与坝面相连，桥面高程为365.81m ，与坝顶路面高程一致，在操作室与闸室之间设置检修平台，平台高程在正常高水位360.52m 以上，取361.50m 。 闸门用5.0×4.0m 的平面钢闸门，闸门槽宽度为1.0m ，深度为75cm ，由于高速水流通过平面闸门闸孔时，水流在门槽边界突变，容易发生空化水流，致使门槽及附近的边墙或底板发生空蚀。为此，将门槽的下游壁削去尖角，用半径为R=10cm 的圆弧代替，并做成1:12的斜坡，错距采用8cm 。 3) 通气孔 在闸室右部设置通气孔，其作用是在关闭检修门，打开工作门放水时，向孔中充气，使洞中水流顺利排出；检修完毕后，关闭工作门，向检修闸门和工作闸门之间充水时，排出洞中空气，使洞中充满水。通气孔的断面积一般取泄水孔断面积的0.5%~1%，此 泄水孔的断面积为9.62m 2 )4 5.314.3(2 ?，所以通气孔取0.25×0.25m ，通气孔的进口必须与闸门启闭机室相分离，以免在充、排气时影响工作人员的安全。 4)渐变段 为使水流平顺过渡，防止产生负压和空蚀，设置渐变段，由于渐变段施工复杂，故不宜太长，但是为使水流过渡平顺，又不能太短，一般用洞身直径的2~3倍，取渐变段长度为8.0m 。 根据本隧洞的任务，其进口高程应设置得低一些，河床的平均高程为340m ，这样既便于施工期导流，降低围墙高程，又可在运用期泄水，力争一洞多用，以求隧洞施工方便，运用安全，造价低廉。 (3) 洞身段 考虑到所选洞线的地形、地质情况，并运用情况，洞线长为230m ，洞身段长198.5m ，为了便于施工时出碴和检修时排除积水，坡降i =1/500，顺坡。 初拟洞径：按管流公式计算，公式为 02gH w Q μ=； 式中 μ—流量系数，μ=0.74~0.77 ，这里取0.74； w —出口断面面积(m 2 )； H 0—作用于隧洞的有效水头；H 0=库水位一出口顶部高程。 分别列表(3)计算设计及校核洪水位时所需的洞径：
引水隧洞施工方案
引水隧洞施工方案 曹河水电站工程导流隧洞工程主要包括土石方明挖工程、隧洞爆破开挖、隧洞混凝土衬砌工程、进水口进水塔工程、出水口调压室工程。主要采用机械作业结合人工作业。 1、导流隧洞施工方法及程序 根据招标文件及图纸资料，本标段导流隧洞长1860m。岩体主要为上寒武统白云质灰岩、灰岩，鲕状白云质灰岩、灰岩，薄~中厚层状。 进水口和出水口段明挖采取爆破开挖，装载机配自卸汽车出渣；隧洞石方爆破开挖利用自制凿岩平台使用支腿式凿岩机钻孔，ZL30型装载机配5T自卸汽车出渣。隧洞开挖施工采取三班循环作业，由进水口和出水口两个工作面进行，装载机出渣时，将隧洞底部用小颗粒洞渣回填3.0m宽施工平台，待隧洞贯通以后再从隧洞中部向两侧洞口清除底部施工平台。 隧洞开挖程序为： 1.1导流洞开挖钻爆设计 1.1.1、进水口、出水口石方明挖 明挖采取“小台阶法”爆破开挖，沿设计边坡进行光面爆破以保证边坡稳定。石方明挖采用手风钻钻孔，孔深2.50～3.0m，孔距1.0～
1.2m，排距0.8～1.0m，单位装药量0.3～0.7kg/m3，单孔装药量1.2～1.6kg。光爆孔孔距0.5～0.6m，孔深 2.5～ 3.0m，线装药密度110～170g/m。 明挖采用ZL30装载机装渣，5t自卸汽车运送到指定弃渣场堆放。 1.1.2、导流洞开挖 导流洞开挖采用一次性爆破成形，在圆形隧洞底部填筑成3.0 m宽的施工平台，等隧洞贯穿后再反向清除施工平台。隧洞爆破采用梅花形掏槽开挖；导流洞开挖如图2-1所示。 图2-1 导流洞开挖示意图 隧洞掘进采用梅花形掏槽，钻孔孔径Φ40～45mm，孔深为3.0m，掏槽孔孔距0.6m，排距0.7m，掏槽孔单孔装药量为2.0～2.5kg。扩挖
引水隧洞施工方案
九寨沟县汤珠河流域顺和水电站工程 引水隧洞开挖与衬砌 施 工 方 案 重庆黄浦建设（集团）有限公司 汤珠河流域顺和水电站工程项目部 二〇一〇年八月十六日
第一章编制说明 一、编制依据 1、严格按照以下资料进行本工程施工组织文件的编制： （1.1）、现场实际资料； （1.2）、有关本工程施工的国家和行业技术标准及规程规范； （1.3）、设计图纸； 二、编制原则 编制本工程文件及以后后续工作中，我部将在工程质量、安全、进度、环保和水土保持、文明施工等方面，争取创优。 三、执行的技术标准和规程规范 1、除设计文件中特别提出的技术要求外，我部所用的材料、设备，施工工艺和工程质量检验的验收，均严格执行国家和行业颁布的技术标准和规程规范的技术要求进行施工； 2、施工期间，所有标准和规程规范都可能被修订，工程施工中将执行其最新版本； 3、本分部工程施工执行的技术标准和规程规范为： （3.1）、GBJ107 《混凝土强度检验评定标准》 （3.2）、GB/T5123 《水电站基本建设工程验收规程》 （3.3）、GB/T5144 《水工混凝土施工规范》 （3.4）、DL/T5135-2001《水电水利工程爆破施工技术规范》 （3.5）、GBJ201-83 《土方与爆破工程施工及验收规范》 （3.6）、JGJ63 《混凝土拌和用水标准》 （3.7）、JGJ46-88 《施工现场临时用电安全技术规范》 （3.8）、JGJ59-99 《建筑施工安全检查标准》 （3.9）、SL279-2002 《水工隧洞设计规范》 （3.10）、DL5077-1997 《水工建筑物荷载设计规范》 （3.11）、SL62-94 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》
隧洞设计方法
隧洞设计方法黑龙江农垦林业职业技术学院
隧洞设计方法 一、概述 在水利枢纽中为满足泄洪、灌溉、发电等任务而设置的隧洞称为水工隧洞。 水工隧洞按洞内水流状态分为有压洞和无压洞。一般隧洞可设成有压，也可设成无压，或设成前段有压而后段无压。但在同一洞段内，应避免出现时而有压时而无压的明满流交替现象，以防止不利流态。 在设计水工隧洞时，应根据枢纽的规划任务，尽量一洞多用，以降低工程造价。如导流洞与永久隧洞相结合，泄洪、排沙、放空隧洞的结合等。 二、水工隧洞的线路选择 隧洞选线关系到工程造价、施工难易、工程进度、运行可靠性等。影响因素多，如地质、地形、施工条件等。因此，应综合考虑，进行技术比较后加以选定。 1.地质条件 隧洞路线应选在地质构造简单、岩体完整坚硬的地区，尽量避开不利地质构造，尽量避开地下水位高、渗水严重地段，以减少隧洞衬砌上的外水压力。洞线要与岩层、构造断裂面及主要软弱带走向有较大的交角。在高地应力地区，洞线应与最大水平地应力方向尽量一致，以减少隧洞的侧向围岩压力。隧洞应有足够的覆盖厚度，对于有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。根据以往工程经验，对于围岩坚硬完整无不利构造的岩体，有压隧洞的最小覆盖厚度不小于0.4H（H为压力水头），如不加衬砌，则应不小于1.0H。 在隧洞进、出口处，围岩厚度往往较薄，应根据地质、施工、结构等因素综合分析确定，一般情况下，进、出口顶部的岩体厚度不宜小于1倍的洞径或洞宽。 2.地形条件 洞线应尽量短直，如因地形、地质、等原因需要转弯时，对于低流速的隧洞弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽，转弯转角不宜大于60°，弯道两端的直线段长度也不宜小于5倍的洞径或洞宽。高流速的隧洞设弯道时，最好通过试验确定。 3.水流条件 隧洞进口应力求水流顺畅，出口水流应与下游河道平顺衔接，与土石坝下游坝脚及其建筑物保持足够距离，防止出现冲刷。 4.施工条件 洞线选择应考虑施工出渣通道及施工场地布置问题。设置曲线时，其弯曲半径应考虑施工所要求的转弯半径。对于长洞，应利用地形、地质条件布置施工支洞、斜洞、竖井。以便进料、出渣和通风，改善施工条件，加快施工进度。 此外，洞线选择应满足总体布置和运行要求，避免对其它建筑物的干扰。 三、水工隧洞的布置
引水隧洞排水设计方案
引水隧洞排水设计方案 引水隧洞由于地质条件差，一直是大发DCIII标的关键线路，目前已完成164m石方洞挖施工。原合同(施工组织设计)中未设专门的排水系统，只是在隧洞洞内设置排水沟进行洞内集水排输。根据目前所揭示的情况，引水隧洞内渗水量较大，5＃支洞上游侧是顺坡，可以通过排水沟将水引至5＃支洞的集水井内，再由支洞已布置好的排水系统将水排出(根据渗水情况可以增加排水设备)。但5＃支洞下游侧是反坡，水一直跟着开挖作业面，随着洞挖长度的增加和渗水量的增大，目前已影响到掌子面的钻孔和出渣作业，为了解决引水隧洞下游侧的排水，改善洞内作业环境，加快洞挖施工进度。结合现场实际情况和引水隧洞洞挖施工方案，制定了引水隧洞排水系统设计方案。 1 引水隧洞5＃支洞下游工作面 1.1 集水坑的设置 由于受5＃支洞地质条件的限制，5＃支洞与主洞相交处的集水坑无法再增大，该集水坑只能满足5＃支洞和引水隧洞5＃支洞上游工作面的渗水排出，为了解决引水隧洞5＃支洞下游侧的渗水排出问题，并结合现场实际地质情况，拟定在引8+950m左右处设置一个大的集水坑(防止引水隧洞5＃支洞上游侧渗水太大时而5＃支洞内现有的集水坑无法满足要求时可以备用)，集水坑尺寸为：长×宽×深＝250×200×150cm。 引水隧洞5＃支洞下游侧沿引水隧洞右侧(靠山体内侧)采用风镐开挖一条排水沟，并采用M7.5浆砌石（或砖砌）而成，排水沟过水断面尺寸为50×30cm（高×宽），排水沟高出洞底板20cm。每隔50m设一个较小的集水坑，集水坑尺寸为：长×宽×深＝150×100×150cm，共设7个集水坑。集水坑内均采用φ16的钢筋按＠15cm焊接一个钢筋笼子，防止杂物等将水泵堵塞。 1.2 排水设备及管路布置 在引8+951m处的集水坑处设置二台45KW水泵(备用一台，根据渗水情况可以增加水泵数量)，水泵型号为IS150-125-400，主要性能参数为：扬程50m，流量200m3/h，口径为150mm，电机功率45KW，沿隧洞布置一趟排水管至5＃支洞外泥石流沟内，排水管采用φ150mm钢管，钢管长度为550m(排水管根据渗水情况可以随着水泵增加而增加排水钢管)。 引水隧洞5＃支洞下游侧小集水坑内根据实际渗水情况设置一台7.5KW潜水泵将水排至引8+950m处的大集水坑内，水泵型号：100WQ-100-15-7.5，主要性能参数为：扬程15m，流量为100m3/h，口径为100mm，电机动率7.5KW。再通过45KW水泵将水抽
导流隧洞设计大纲范本
FCD71030 FCD 水利水电工程初步设计阶段 导流隧洞设计大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1998年6月 1
工程初步设计阶段导流隧洞设计大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2
目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 基本资料 (5) 4. 设计原则、设计任务及基本假定 (8) 5.导流隧洞布置及断面体形设计 (9) 6.水力设计 (11) 7.隧洞结构设计 (13) 8.隧洞进出口明渠及洞脸开挖边坡稳定分析 (17) 9.封堵闸门结构设计 (18) 10.导流隧洞施工设计 (18) 11.专题研究及模型试验 (19) 12.工程量计算 (20) 13.设计成果 (20) 附录A 导流隧洞泄流计算 21 附表 25 3
4 1 引言 工程位于 ，是以 为主， 等综合利用的水利水电枢纽工程。枢纽建筑物由组成，最大坝高 m ，正常蓄水位 m ，总库容 3108m 3 ，电站总装机容量 MW ，保证出力 MW ，年发电量 3108 kW 2h ，灌溉面积 3104 km 2，通航 t 级船队(舶)。坝址处多年平均流量为 m 3 /s ，河谷为 形，谷底宽为 m ，河谷形状系数 ，左右岸岸坡平均坡度为 度，两岸及河床岩性为 本工程预可行性研究报告于 年 月审查通过，选定坝址为 ，采用隧洞导流， 总工期为 年。 2 设计依据文件及规范 2.1 有关本工程文件 (1) 工程预可行性研究报告； (2) 工程预可行性研究报告审批文件； (3)可行性研究设计即原初步设计任务书及项目设计大纲； (4)有关的专题报告。 2.2 设计时应遵照的有关主要规范有(不限于)： (1)DL5021—93 水利水电工程初步设计报告编制规程； (2)SDJ12— 78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(试行)及其补充规定； SDJ217—87 (3)SDJ338—89 水利水电工程施工组织设计规范； (4)SD134—84 水工隧洞设计规范(试行)； (5)GBJ86—85 锚杆喷射混凝土支护技术规范； (6)SDJ57—85 水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范； (7)SL74-95 水利水电工程钢闸门设计规范； DL/T5039-95 (8)SDJ212—83 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范； (9)SL/T191-96 水工混凝土结构设计规范； DL/T5057-1996 (10)SDJ207—82 水工混凝土施工规范； (11) 其它有关的设计规范。 2.3 (1)水力计算手册，武汉水利电力学院水力学教研室编，水利出版社，1980年 (2)水工隧洞和调压室，潘家铮主编，水利电力出版社， 1990 (3)水工隧洞的设计理论和计算，汪胡桢编，水利电力出版社， 1977 (4)地下工程喷锚支护原理和设计，王建宇编，中国铁道出版社， 1980 (5)地下工程围岩稳定分析，于学馥、郑颖人、刘怀恒、方正昌编，煤炭工业出版社， 1983年
隧洞的开挖方法
隧洞的开挖方法 不良地质条件下 隧洞的开挖支护方法 摘要：在隧洞施工过程中通过鉴定实际围岩情况和特性，对施工方案进行调整，以达 到较好的开挖效果，保证施工安全、质量、进度。 主题词：不良地质隧洞开挖支护 意义：隧洞开挖的效果直接影响到掘进的速度，开挖的效果好可减少支护的时间，可 减少喷砼的数量和时间，可减少超挖的回填量，降低工程成本。 地下工程在实际施工过程中，地质情况往往和设计有很大的差别，这样如果再按原设 计方案进行施工一般不会达到预想的效果，施工安全、质量和进度也得不到保证。这时就 要根据实际地质情况，对施工方案进行调整，以满足各方面的需要。下面以我局施工的昆 明掌鸠河引水工程隧洞为例说明。 工程概况：昆明市掌鸠河引水供水工程是我局重点工程项目，其中Ⅲ标段麦地冲隧洞 地处于云南省昆明市禄劝县翠华乡境内。隧洞全长1286.106米，海拔高度2000米以上， 出口段埋深10-30m，属浅埋隧洞。根据图纸提供原设计Ⅴ类围岩长度165米，在实际开挖过程中，全部为全风化的板泥岩，节理发育并切割成碎石，节理缝有土填充，从其石质分 析尚不够Ⅴ类围岩的标准，属于不良地质地段。 设计施工方案：根据图纸设计Ⅴ类围岩的开挖无超前预支护，光面爆破，开挖后支护 采用2米锚杆间距1.5m梅花形布置、拱部挂φ6钢筋网、喷C25砼厚8cm，边墙素喷C25 砼8 cm。 调整后施工方案：我们经详细考查，认为此种支护方案不能满足实际施工需要。经过 认真分析研究，确定采用“短进尺、弱爆破、强支护”的原则进行开挖，开挖后在围岩没 有失去自稳前及时支护。 开挖方案：开挖前在开挖轮廓线上打超前管棚预支护。 （1）超前注浆小导管采用Φ42无缝钢管，每根长3.5—4米， 前端制成尖状。钢管前部3米范围内钻φ6mm小孔，间距30cm呈梅花型错开布置。 （2）钢管环向间距30cm，外插角大于3o—7o，施做位置为设计开挖轮廓线外放25cm。 （3）注浆浆液采用1：0.8水泥浆，注浆压力不大于0.3Mpa,注浆压力达到0.3Mpa关闭注奖器阀门，停止注浆。 （4）小导管尾端于钢支撑采用电焊焊牢固。
引水隧洞混凝土施工方案设计
引水隧洞永久支护及砼衬砌施工方案 1 工程概况 引水隧洞合同段全长841m(引2+171～引1+330m)，新增段长260m(引1+330～引1+070m)，合同段和新增段共长1101m。其中Ⅲ类围岩段长831m，Ⅳ类围岩段长225m，Ⅴ类围岩段长45m。引水隧洞Ⅲ类围岩开挖断面为5.5×5.55m 城门型和4.54×6.2m马蹄型，边顶拱永久支护采用锚杆+挂网+喷砼的形式，底板浇筑C20砼20cm厚；Ⅳ类、Ⅴ类围岩开挖断面为6.2×6.2m城门型和4.54×6.2m马蹄型，砼衬砌断面为Φ2.6m的圆型，全断面衬砌，混凝土厚度为50～178cm，混凝土标号为C25。钢筋混凝土保护层厚度为5cm。 主要工程量：喷C20混凝土：1535m3，Φ22锚杆：6326根，底板C20混凝土856m3，C25混凝土：3500m3，钢筋制安240t，橡胶止水带500m，聚氨酯硬质泡沫板240m2，沥青油毛毡130m2。 2 Ⅲ类围岩永久锚喷支护施工方案 2.1 Ⅲ类围岩永久支护形式 （1）Ⅲ类围岩城门洞型（开挖断面：5.5×5.55m）：边顶拱采用系统锚杆Φ=22mm，L=3.0m，排距 1.5m，梅花型布置，边顶拱挂钢筋网ф=6.5mm，＠=20×20cm，边顶拱喷C20混凝土12cm厚，底板浇筑20cm厚的C20素混凝土。 （2）Ⅲ类围岩马蹄型（开挖断面为4.54×6.2m）：边顶拱采用系统锚杆Φ=22mm，L=3.0m，排距 1.5m，梅花型布置，边顶拱挂钢筋网ф=6.5mm，＠=20×20cm，边顶拱喷C20混凝土15cm厚，底板浇筑20cm厚的C20素混凝土。 2.2 Ⅲ类围岩永久支护施工方法 2.2.1锚杆 锚杆为水泥砂浆锚杆，规格为Ф22，L=3.0m。 （1）“先注浆后插锚杆”施工主要适用于边墙施工。 “先注浆后插锚杆”砂浆锚杆施工工艺流程。
导流底孔设计大纲
FCD FCD71040 导流底孔设计大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1998年6 月 1
工程 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2
目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据 (4) 3. 基本资料 (4) 4. 主要设计任务与设计假定 (7) 5.导流底孔布置及体形设计 (8) 6.水力设计 (9) 7.导流底孔结构设计 (12) 8.工程量计算 (16) 9.专题研究及模型试验 (16) 10.应提交的设计成果 (17) 3
4 1 引 水电站工程位于 省 市(县)的 江(河)干(支)流上，是 河段梯级水电站规划的第 个水电站，是一座以 等综合利用的 ① 型水利水电枢纽工程。电站枢纽主要由 ② 等建筑物组成。其拦河坝正常蓄水位 m ，最大坝高 m ，坝顶长度 m ，总库容 亿m 3 ，电站总装机容量 MW ，保证出力 MW ，多年平均发电量 kWh ，灌溉面积 水电站工程前期施工采用 ③ 导流方案，后期采用 ④ 底孔导流方案。导流底孔是 期导流的主要泄水建筑物之一。它负担着宣泄 期枯水时段流量，汛期与 ⑤ 一起参与联合渡汛，以确保大坝安全施工。在工程完建期，导流底孔下闸封堵是工程按期蓄水发电的关键项目之一。 2 2.1 (1) (2)——工程可行性研究阶段的技术研究成果及有关的审查文件； (3)——工程初步设计阶段导流方式设计大纲； (4)业主或建设单位提出的有关书面要求。 2.2 主要设计规范 (1)SL 5021－93 水利水电工程初步设计报告编制规程； (2)SDJ 338－89 水利水电工程施工组织设计规范（试行）； (3)SDJ 21－78 混凝土重力坝设计规范（试行）及其补充规定； (4)SD 134－84 水工隧洞设计规范(试行)。 3 3.1 根据SDJ 338－89的有关规定及导流规划安排，本工程导流底孔为临时（与永久＿＿孔 ①——根据《项目设计大纲》确定的枢纽 ②——指电站的主要建筑物如：混凝土重力式拦河坝、坝后式厂房、溢洪道、泄水 底孔等； ③—— ④—— ⑤——指汛期与导流底孔一起联合渡汛的泄水建筑物如： 坝体缺口、永久底孔等。
一般隧洞设计方法及思路02
一般隧洞设计方法及思路 一、概述 在水利枢纽中为满足泄洪、灌溉、发电等任务而设置的隧洞称为水工隧洞。 水工隧洞按洞内水流状态分为有压洞和无压洞。一般隧洞可设成有压，也可设成无压，或设成前段有压而后段无压。但在同一洞段内，应避免出现时而有压时而无压的明满流交替现象，以防止不利流态。 在设计水工隧洞时，应根据枢纽的规划任务，尽量一洞多用，以降低工程造价。如导流洞与永久隧洞相结合，泄洪、排沙、放空隧洞的结合等。 二、水工隧洞的线路选择 隧洞选线关系到工程造价、施工难易、工程进度、运行可靠性等。影响因素多，如地质、地形、施工条件等。因此，应综合考虑，进行技术比较后加以选定。 1.地质条件 隧洞路线应选在地质构造简单、岩体完整坚硬的地区，尽量避开不利地质构造，尽量避开地下水位高、渗水严重地段，以减少隧洞衬砌上的外水压力。洞线要与岩层、构造断裂面及主要软弱带走向有较大的交角。在高地应力地区，洞线应与最大水平地应力方向尽量一致，以减少隧洞的侧向围岩压力。隧洞应有足够的覆盖厚度，对于有压隧洞，当考虑弹性抗力时，围岩的最小覆盖厚度不小于3倍洞径。根据以往工程经验，对于围岩坚硬完整无不利构造的岩体，有压隧洞的最小覆盖厚度不小于0.4H（H为压力水头），如不加衬砌，则应不小于1.0H。 在隧洞进、出口处，围岩厚度往往较薄，应根据地质、施工、结构等因素综合分析确定，一般情况下，进、出口顶部的岩体厚度不宜小于1倍的洞径或洞宽。 2.地形条件 洞线应尽量短直，如因地形、地质、等原因需要转弯时，对于低流速的隧洞弯道曲率半径不应小于5倍洞径或洞宽，转弯转角不宜大于60°，弯道两端的直线段长度也不宜小于5倍的洞径或洞宽。高流速的隧洞设弯道时，最好通过试验确定。 3.水流条件 隧洞进口应力求水流顺畅，出口水流应与下游河道平顺衔接，与土石坝下游坝脚及其建筑物保持足够距离，防止出现冲刷。 4.施工条件 洞线选择应考虑施工出渣通道及施工场地布置问题。设置曲线时，其弯曲半径应考虑施工所要求的转弯半径。对于长洞，应利用地形、地质条件布置施工支洞、斜洞、竖井。以便进料、出渣和通风，改善施工条件，加快施工进度。 此外，洞线选择应满足总体布置和运行要求，避免对其它建筑物的干扰。 三、水工隧洞的布置 隧洞的布置主要包括：进口段、出口段和洞身段。
引水隧洞钻爆设计
北盘江善泥坡水电站 引水隧洞开挖钻爆设计 一：工程概况 1：工程简介 1.1 隧道特性 善泥坡水电站引水发电系统布置于北盘江右岸山体内，由进水口、引水隧洞及压力管道组成。引水隧洞全长2344.123m.分上平段、上弯及竖井段及下弯段。其上平段（含渐变段）起点桩号为YK0+000.00m，终点桩号为YK2+314.123m，洞挖轴线总长2314.123m，进口渐变段（桩号YK0+000.00m～YK0+010.00m）断面由b×h=8.6m×9.6m的正方形渐变为半径4.5m的圆形。 引水隧洞上平段开挖半径分4.4m、4.5m、4.6m、4.8m、四种断面形式。 引水隧洞上弯段、竖井段及下弯段的起止桩号为YK2+314.123m～YK2+344.123m,下 弯段开挖半径由4.5m渐变3.85m. 隧道主要施工特性见表1，主要工程量见表2。 表1 引水隧洞施工特性表
1.2 工程地质 引水隧洞主要出露地层为：石炭系上统马平群（C3m），二叠系—石炭系过渡层（C3-P1）， 二叠系：下统梁山组（P1l），栖霞组第一段（P1q1），栖霞组第二段及茅口组（P1q2+ P1m）及第四系。 引水发电隧洞区断裂构造较发育，从上游至下游沿线主要发育断层有： f1：从Ⅱ号冲沟口通过，产状为N10?～15?W，NE∠80?，逆断层，断层错距5~10m，破碎带宽0.5~1m，影响带宽20~30m，影响带范围内岩体中见挤压褶曲，岩体破碎，岩溶较发育。 f4：位于渡船寨南侧陡壁脚下冲沟中，产状为N30～50?W，SW∠60～80?，逆断层，垂直断距约20m。 f3：位于坝址右岸，产状为N50?W，SW∠80?，性质与f2断层相同，ZK-9钻孔揭露破碎带宽1～2m，为灰岩角砾，垂直断距约20m。 2：开挖工程量及爆破材料消耗 2.1支洞开挖工程量表(表1) 2.2主要爆破材料消耗表（表2） 表1 隧洞开挖主要工程量表
除险加固导流隧洞施工方案(逻辑清晰,格式规范)[优秀工程方案]
大溪水库除险加固导流隧洞工程 施 工 方 案
一、导流隧洞工程概述 导流隧洞位于第一溢洪道与第二溢洪道之间,进口高程为110米,出口高程为109.05米,洞室为马蹄形(原城门形),洞长95米,纵坡1/100. 导流洞平面示意图
隧洞进出口段各20米洞身内壁在开挖时喷混凝土支护,以增强隧洞的稳定性,其余部分仅对局部可能不稳的岩体加锚杆,洞脸作喷混凝土处理,以防岩体风化过快而影响稳定性. 隧洞完成导流任务后,在进口段用微膨胀混凝土封堵,长度 30米, 隧洞进口用锚筋、挂钢筋网现浇混凝土面板,以加强封堵效果. 主要工程量表 二、隧洞石方明挖施工 (1)隧洞的明挖 出口石方采用松动控制爆破,洞脸边坡预留保护层,采用手风钻钻孔,松动爆破.洞外明挖石渣,用于铺设隧洞出洞口的施工道路洞,多余石渣利用挖掘机配合自卸汽车运往指定弃土场. (2)洞脸支护 洞脸开挖前,在洞脸边线外10-20厘米处开挖一条30厘米宽的截水沟;隧洞明挖完成以后,立即进行洞脸锚喷支护,对岩石进行封闭. 三、隧洞掘进方案 隧洞掘进采用上下台阶开挖,进尺循环即炮孔深度 1.0米,采用楔形式挖槽,孔深1.2米,底部预留工作平台,作为隧洞出渣和材料、设备运送的道路.人工装碴、时风三轮自卸车洞内运送石渣到洞外,洞外采用反铲挖掘机配自卸汽车进行,出渣料运往材料堆放场地及进场施工道路、整平,便于材
料的堆放、运输.场地和道路铺设完毕后,多余石渣利用挖掘机配合自卸汽车运往指定弃土场.开挖后尽快进行锚喷支护,以保护围岩稳定. 为了加快施工进度 ,我部将采取在隧洞进出口端同时掘进的方法对导流隧洞的进行开挖.于3日隧洞开挖设备进场开工后,先铺设第一溢洪道进出口段部位导流隧洞开挖的施工道路,专业爆破施工相关技术人员及设备到位,配备施工测量人员测定导流隧洞开挖的轴线及高程.同时进行导流隧洞开挖的专项爆破试验,再根据爆破试验参数及相关设计方案对大坝进行进出口段双向掘进的方式开挖以保证施工进度 . 第一溢洪道出口段在专项爆破试验成果出来后先行爆破开挖.进口段导流隧洞开挖将于以前施工开挖,为了方便进口段隧洞开挖施工机械设备(如空压机等)安放在第一溢洪道进口闸门前,爆破后用人工小推车进行清渣. 为了防止雨水、山洪流入进口段导流隧洞,我部决定在第一溢洪道进口段拟建一个挡水围堰(隧洞清理石渣直接堆放在挡水围堰上),挡水围堰可防止外来积水涌入导流隧洞,保证导流隧洞开挖的正常施工. 隧洞不良地质段开挖采用“小进尺、放小炮、紧支护”的方式进行开挖.如遇到特殊地质环境无法施工的 ,立即通知业主、监理并以报告单的形式如实上报现场情况,在设计单位下发施工方案后,再行施工,制止不顾人身安全,违章冒险蛮干的施工行为. 导流隧洞将在2010年1月5日前开挖贯通,坝前积水将由导流隧洞排出,保证防渗面板的正常施工.