探讨水电站引水系统隧洞设计
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四川水电站引水隧洞工程施工设计一、项目概述四川省是中国西南地区的一个省份,是中国的重要电力基地之一。
由于地形复杂,旱涝灾害频繁,四川省的水资源开发利用极为重要。
四川省水利厅在四川省境内紧急启动了一项重要的水电站引水隧洞工程,以实现对水资源的有效管理和利用。
二、工程背景四川是一个典型的山区省份,地形多样,水资源丰富。
然而,由于地理位置偏远,交通不便,农业基础薄弱等原因,水资源的利用不能最大化。
因此,四川省委、省政府力推水电站引水隧洞工程,以实现水资源的集中调度和利用,提高水资源的综合利用效益,为四川省现代农业、工业和城市发展提供有力的支持和保障。
三、工程主要内容本次引水隧洞工程的主要内容包括:建设3条引水隧洞、3个水库、2个发电站和1个输水站,工程涉及区域范围广,涉及面积达3万平方千米以上。
引水隧洞总长达到500千米,是全球规模最大的引水隧洞工程之一。
四、设计思路隧洞设计首先需要考虑隧洞的通行能力,包括通行能力的确定和排洪能力的确定。
同时,设计过程中还要考虑隧洞在施工过程中可能会遇到的问题,如围岩稳定性等。
此外,设计师还要考虑隧洞的环保和安全性,采用最新的环保技术和安全设备,确保工程建设的可持续发展。
五、工程施工引水隧洞工程施工是一项复杂的过程,需要有严格的施工方案和管理措施。
隧洞的施工包括洞体掘进、支护、排水、照明和通风等环节。
施工过程中还需要对围岩进行支护和加固,以确保施工过程中的安全。
六、工程管理工程管理是配合施工的关键环节之一。
隧洞工程需要在施工过程中实行统一的组织、计划、指挥、协调和监督,为工程的顺利推进提供保障。
工程管理还需要贯穿工程建设的始终,从设计阶段到施工阶段,包括供应管理、运输管理、质量管理、安全管理等各个方面。
七、工程前景本次引水隧洞工程的建设,将使得四川省的水资源得到充分利用,提高水利设施建设的规模和水平,为四川省的经济发展提供有力保障。
此外,工程建设将会刺激水利工程设计、施工、管理等一系列相关产业的发展,提升四川省的产业结构和经济发展水平。
水电站引水隧洞工程施工总平面布置方案引水隧洞工程是水电站建设中的重要工程之一,主要用于将水源引入水电站的发电设施。
在进行引水隧洞工程的施工总平面布置时,需要考虑工程的整体布局、施工的便利性、安全性、环境保护等因素。
本文将从这些方面对水电站引水隧洞工程施工总平面布置方案进行详细阐述。
一、总体布局水电站引水隧洞工程通常由引水隧洞探头段、主洞段和尾洞段组成。
在进行总平面布置时,需要尽量满足引水隧洞与水电站的配套布置要求,并考虑地形、地质等因素对施工的影响。
一般来说,引水隧洞应尽量遵循地形地质条件,减少工程长度,并与水电站的水路布置相匹配。
同时,还要考虑施工的便利性和经济效益,合理选择起点、终点和隧洞的走向。
二、施工便利性分析在进行施工总平面布置时,需要考虑施工过程的便利性。
具体来说,应优化施工队伍的进出路线和材料、设备的运输线路,确保施工作业的连续顺利进行。
此外,还要充分考虑施工的安全性,设置合理的应急通道和逃生通道,避免意外事故的发生。
三、安全性及环境保护在引水隧洞工程的施工总平面布置中,安全性和环境保护是必不可少的考虑因素。
要合理规划施工区域,设置安全防护措施和环保设施。
比如,可以划定施工区域并设置警示标志,在施工现场设置监控设备,增加施工现场的安全性和监控能力;同时,在施工的同时,要做好环境保护工作,采取相应的措施减少对周边环境的影响,比如进行尘土控制、水污染防治等。
四、施工管理在引水隧洞工程的施工总平面布置方案中,施工管理是重要的一环。
要合理安排施工人员的工作流程和责任,确保施工进度和质量。
可以采用项目管理软件进行计划编制和进度跟踪,实时监控施工的进展情况。
以上是水电站引水隧洞工程施工总平面布置方案的主要内容,通过合理的总体布局、施工便利性分析、安全性及环境保护和施工管理等措施,可以有效地提高引水隧洞工程的施工效率和质量,确保工程的顺利进行。
探讨水电站发电引水系统的设计1引水隧洞洞径的确定根据该工程资料,设计水电站最大引水发电流量为31m3/s,故该引水隧洞需满足31m3/s的过流能力。
该工程采用深式进水口的有压引水隧洞,隧洞断面采用圆形断面,因为圆形断面的水流条件和受力条件都较为有利。
在装机流量一定的情况下,隧洞断面尺寸取决于洞内流速,流速越大所需要断面尺寸愈小,但水头损失愈大,而且流速越大,对工程地质要求也越高。
该工程为小(1)型工程,对于确定隧洞断面尺寸,采用经济流速法,目前我国水电站有压隧洞的经济流速一般为2.5~4.0m/s。
经计算得出,该工程有压隧洞的洞径为3.5m。
1.1进水口设计1.1.1进水口高程的确定该工程采用深式进水口,为避免河床淤沙进入隧洞,进水口底板高程须比河床的淤沙高程高出0.5~1m,该工程的淤沙高程为867.4m。
另外,为使引水隧洞形成稳定的有压流,避免出现漏斗状吸气漩涡,进水口需要一定的淹没深度,以闸门断面为计算断面(闸门采用矩形断面,宽、高均与隧洞洞经相等)。
经计算得出临界水深s为2.53m。
进水口除了要避免出现漩涡和吸气漏斗,尚应保证沿线不出现负压,对于后者,计算时可以简化取沿线洞顶处的水压力有不小于2.0m的水头。
经计算得,进水口闸门段顶部高程應在873.08m(875.61-2.53﹦873.08m)以下,进水口底部高程应在867.4m以上;而进水口位置越低,电站在正常运行时隧洞内水压力越大,但电站可利用库容也越大;综合考虑以上因素,取进水口底部高程为868.0m,则闸门顶部高程为871.5m。
则水库允许的最低水面高程h 为:h=871.5+2.53=874.03m。
1.1.2进水口进口段设计该隧洞进水口均匀断面为矩形断面,且采用宽高相等,均等于隧洞直径的尺寸。
那么,该进水口采用顶板及左右三面收缩的矩形断面,三面的收缩曲线为相同的1/4椭圆曲线,收缩断面方程式见公式(1)。
(1)为了使水流平顺地流入引水道,减少进口处水头损失,进口段的流速一般不宜太大,一般控制在1.50m/s左右。
浅谈引水式水电站水工隧洞施工摘要:为了充分利用水能资源和优化水电站的运行方式,对已建大中型水电站进行扩建增容日益成为水电能源开发的重要方式之一。
由于我国地大物博,地理环境复杂多样,很多的引水式水电站都涉及到了水工隧洞的施工。
本文主要阐述了引水式水电站的开发,及引水式水电站的水工隧洞施工可能会遇到的问题,并就实际情况与调查研究提出了相应的对策。
关键词:引水式水电站;水工隧洞为提高水能资源的利用率,实现水资源的优化配置,跨流域多水源引水式水电开发在我国逐渐得到运用。
很多的引水式水电站都涉及到了水工隧洞的施工,水工隧洞不同开挖断面的选择,主要取决于隧洞沿路的地质条件、水力条件和施工方法等因素。
以下为笔者对引水式水电站水工隧洞的施工进行的简单介绍:1.引水式水电站开发新型引水式水电站的设计思路在于:利用有压隧洞深埋,获得较大的山岩地场应力,以此来承载有压隧洞的内外荷载;选择合理的设计流速(比常规设计流速低许多),有效控制(降低)水击强度,创造了取消“气垫式调压室”的条件,取消了施工难度大,投资高的“气垫式调压室”。
新型引水式水电站除了取消“气垫式调压室”及其附属设施;其余工程项目及布置与新型引水式水电站方案相同。
引水式水电站开发方案一般有四种:1.1上游河道低坝(闸)取水→无压水道引水→压力前池→压力管→分岔管→发电厂房→尾水渠→下游河道。
该方案的设计思路在于降低有压水道长度,以达到降低水击之目的。
1.2上游河道坝(闸)取水→有压隧洞引水→调压井(池)→分岔管→发电厂房→尾水渠→下游河道。
该方案的设计思路在于设置调压井(池)来吸收和释放压力水道内的水击能量,抑制水击压强。
1.3上游河道坝(闸)取水→有压隧洞引水(力求深埋、一坡到底)→气垫式调压室→分岔管→地下式发电厂房→尾水隧洞→下游河道。
尾水隧洞是否要设置调压井,视具体情况而定。
该方案的设计思路在于:利用有压隧洞深埋获得较大的山岩地场应力,以此来承载隧洞内外荷载,从而免除隧洞衬砌;设置气垫式调压室取代调压井,用于吸收或释放压力水道内的水击能量,抑制水击强度。
引水隧洞设计优化方案引水隧洞设计优化方案引水隧洞是用于将水资源从一个地方引入到另一个地方的重要工程项目。
为了优化引水隧洞的设计,我们可以考虑以下几个方面:一、选择合适的隧洞类型:根据具体的工程需求和地质条件,可以选择不同类型的引水隧洞,如浅埋隧洞、深埋隧洞、隧洞明渠等。
合理选择隧洞类型可以提高工程的稳定性和运行效率。
二、合理确定隧洞的线路和断面:要考虑引水隧洞的引水量、水质要求、地质条件等因素,经过详细的勘探和分析,确定合适的隧洞线路和断面。
采用合理的线路和断面设计可以降低建设成本和施工难度。
三、加强隧洞支护设计:引水隧洞在施工和运行过程中可能会面临地质灾害的风险,因此需要加强隧洞的支护设计。
可以采用锚杆、喷射混凝土、衬砌等技术手段来增加隧洞的稳定性和安全性。
四、优化隧洞的排水系统:引水隧洞在使用过程中可能会遇到大量地下水,必须设计有效的排水系统来保证隧洞内部的排水畅通。
可以采用井点排水、泵站排水等方式,确保隧洞内部的水位和压力稳定。
五、加强隧洞的监测和维护:引水隧洞的安全运行需要定期进行监测和维护。
可以安装地质监测设备、渗流监测设备等,定期检查隧洞的变形、渗水等情况,及时处理问题,确保隧洞的稳定运行。
六、科学合理的运维管理:引水隧洞需要进行科学合理的运维管理,包括定期巡视、清淤疏浚、设备检修等。
通过规范的运维管理,可以延长隧洞的使用寿命,提高引水效率。
综上所述,引水隧洞设计的优化方案包括选择合适的隧洞类型、合理确定隧洞线路和断面、加强隧洞支护设计、优化隧洞的排水系统、加强隧洞的监测和维护,以及科学合理的运维管理。
通过综合考虑各方面因素,可以提高引水隧洞的稳定性和使用效果,确保工程的顺利进行和安全运行。
水电站建设中引水隧洞施工技术分析水利工程是国家经济发展的重要组成部分,而隧洞施工质量决定着整个水利行业的前进与发展。
所以在水利施工过程中,必须对施工技术进行分析和研究,并加强创新。
本文基于水电站建设,对引水隧洞施工技术进行了如下分析。
标签:水电站建设;引水隧洞;施工技术隧洞开凿、洞口坡边支护、衬砌等均是水电站建设的重点。
隧洞施工具有工作面狭窄、劳动条件差、工序多、干扰大等特点,特别是容易发生安全事故,必须事先做好地质勘探工作,合理选定洞口、支洞位置、出碴运输路线以及隧洞开挖的方法。
隧洞开挖主要包括掘进、出碴、安全支护以及风、水、电供应和通风、排水等辅助作业。
基于隧洞自身的特殊因素,对施工环节有着很高的要求,如何安全、平稳的开展隧洞建设是需要研究的重点。
下面本文就以引水隧洞施工技术为基点,对文章主题进行具体说明。
一、施工前期的准备工作在开展隧洞工作之前,一定要深入现场对地质、地形以及当地水文情况进行监测,并且要做好技术、设计等工作。
其次,要派专门人员对其进行监管,明确自身的职责,购买相关材料和设备。
最后要最好隧洞施工材料诸如水泥、钢筋等材料的质量,看是否符合施工标准,做好上述的准备工作之后,方可进行隧洞施工工作。
二、引水隧洞开凿方法和技术开凿是引水隧洞工作的第一步,在开始之前要严格探测隧洞围岩、断面面积大小、地质等,并基于隧洞类型明确科学的方法。
一方面,科学的方法可以为后续的工作奠定坚实的基础,二三级的围岩采取全断面的方法进行开凿,而四五级的地质如若采用全断面这种方法如何进行,则要考虑将其换位导洞开凿。
隧洞全断面开凿指的是经过一次断面而形成的隧洞,待隧洞完全打通之后,在根据实际的工作需要考虑衬砌和支护等。
围岩坚硬的地质适用于这一方法。
待隧洞开凿成功之后,隧洞内范围被打开,少了很多限制,便可以加快工程进程。
导洞法是从围岩断面顶部开始的工作,之后以隧洞大小和形状进行方案设计。
导洞式方法最大的优点在于可以清晰的了解洞内地质条件,而且还能保证排水、通风等的正常进行。
目录第一章施工总说明1.1 工程概况1.2 工程项目名称1.3 对外交通条件1.4 合同项目和主要工程量1.5 施工方案简述1.6 施工目标第二章施工管理2.1现场施工准备2.2 现场组织机构第三章施工总布置3.1 施工总布置的条件及原则3.2 场内外交通3.3 主要施工辅助设施3.4 施工风水电供应及通讯、排水3.5 办公及生活营地3.6 弃碴场第四章工期保证体系及保证措施4.1 施工进度安排4.2 施工关键线路4.3 工期保证措施第五章主要工程项目施工方案、方法与技术措施5.1 地下洞室开挖5.2 支护工程5.3工程特点、重点及难点分析5.4冬、雨季施工措施第六章资源配备计划6.1 人力资源6.2 设备资源第七章工程质量管理体系及保证措施7.1 质量目标7.2质量保证体系7.3 施工质量控制措施第八章安全生产管理体系及保证措施8.1 总则8.2 安全目标8.3 安全保障体系8.4 安全管理措施8.5 生产安全措施8.6 生活区安全管理第九章环境保护、水土保持保证体系及保证措施9.1 环境保护方案与措施9.2 水土保持保证体系及保证措施第十章文明施工、文物保护保证体系及保证措施10.1文明施工目标10.2文明施工实施方案10.3文物施工实施方案10.4 施工对外关系第十一章项目风险预测与防范、事故应急预案11.1 项目风险预测与防范11.2事故应急预案第十二章其他相应说明的事项12.1施工期间通行安全保证措施12.2成品保护措施第一章施工总说明1.1 工程概况1.2 工程项目名称:印尼巴丹托鲁水电站项目1.2.1 工程建设地点:印度尼西亚共和国境内1.2.2工程施工范围:(1)主要分包内容:引水隧洞工程:洞脸处理、洞挖钻爆、安全处理及安全支护、钢模台车运行和维护、钢筋制作及安装、止水制作及安装、挡头模板安拆、砼泵机运行维护、隧洞衬砌混凝土浇筑及养护、支洞封堵等,以及风、水、电管线安装、维护、拆除和排水设施的安装、运行、维护、拆除,风机及风筒供货、安装、维护、拆除等。
引水隧洞施工方案一、引言引水隧洞是指将水源地引入到需要用水的地方的一种工程措施。
它在水资源的调配和供给中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍引水隧洞的施工方案,包括设计原则、施工步骤、材料选用等,以确保施工的安全和顺利进行。
二、设计原则引水隧洞的设计应遵循以下原则:1.安全性:施工过程中要确保施工人员的安全,防止事故的发生。
2.经济性:尽可能选择经济合理的施工材料和方法,以降低工程造价。
3.可持续性:考虑到工程的长期运行和维护,设计应符合可持续发展的要求。
4.环保性:施工过程中要采取环保措施,避免对周围环境造成污染。
三、施工步骤引水隧洞的施工可以分为以下几个步骤:1. 地质勘察在施工前需要进行地质勘察,了解地下水文地质条件,确定隧洞的位置和走向,以便后续施工的进行。
2. 隧洞开挖隧洞开挖是整个施工过程中最关键的一步。
首先需要进行控制爆破或机械挖掘,将岩石等障碍物清除掉。
然后根据设计要求,采用相应的支护结构来保证隧洞的稳定性。
3. 地下水排泄在隧洞开挖的过程中,地下水是一个重要的因素。
需要通过合理的排水系统将地下水引导出来,以保持施工现场的干燥。
4. 衬砌施工隧洞开挖完成后,需要进行衬砌施工,即在隧洞内部铺设具有防水、防渗等功能的材料,以保护隧洞的结构和运行安全。
5. 设备安装隧洞施工完成后,需要安装相应的设备,如泵站、流量计等,以确保引水隧洞的正常运行。
6. 联合调试在施工完成后,需要进行联合调试,确保引水隧洞整体的运行效果和安全性。
四、材料选用在引水隧洞的施工过程中,需要选用合适的材料,以确保施工质量和工程的可靠性。
1.隧洞开挖:选择合适的爆破药剂或机械设备进行开挖。
2.支护结构:根据地质条件选择合适的支护材料,如钢筋混凝土、锚杆等。
3.衬砌材料:选择具有良好防水、防渗性能的材料,如聚乙烯薄膜、橡胶板等。
4.地下水排泄:选择合适的排水设备,如井筒、泵站等。
5.设备安装:选择可靠的设备供应商,确保设备的品质和运行效果。
2021年第4期2021Number4水电与新能源HYDROPOWERANDNEWENERGY第35卷Vol.35DOI:10.13622/j.cnki.cn42-1800/tv.1671-3354.2021.04.011收稿日期:2021-03-24作者简介:刘嫦娥,女,高级工程师,主要从事水工结构工程方面的设计和研究工作。
某水电站引水隧洞线路及洞径设计刘嫦娥,展巍巍,牟春来(长江水利委员会长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北武汉 430010)摘要:国外某水电站引水隧洞工程区域地质条件复杂,裂隙及断层发育,确定其线路及洞径是设计的重点及难点。
基于该工程的基本地质条件,针对输水流量、覆盖层厚度、围岩稳定、施工条件及工期控制和工程投资等,确定了既满足工程安全又经济的最优隧洞线路;并通过流量、过水断面面积、流速、水头损失、经济性等对比确定了合理的洞径。
关键词:引水隧洞;洞线布置;洞径设计;方案比选中图分类号:TV672.+1 文献标志码:A 文章编号:1671-3354(2021)04-0047-03DesignoftheRouteandDiameteroftheDiversionTunnelinaHydropowerStationLIUChang’e,ZHANWeiwei,MOUChunlai(ChangjiangSurvey,Planning,DesignandResearchCo.,Ltd.,ChangjiangWaterResourcesCommission,Wuhan430010,China)Abstract:Thedesignoftherouteanddiameterofthediversiontunnelinahydropowerstationisofgreatdifficultyduetothecomplexregionalgeologicalconditionsanddevelopedcracksandfaults.Basedonthebasicgeologicalconditionsoftheproject,theoptimalrouteofthetunnelthatsatisfiesboththeengineeringsafetyandeconomicrequirementsisselectedconsideringthewaterflow,overburdendepth,surroundingrockstability,constructionconditionsandcontroloftheconstructiondurationandinvestment.Then,arationaldiameterofthetunnelisdeterminedconsideringthewaterflow,crosssectionarea,flowvelocity,headlossandeconomy.Keywords:diversiontunnel;tunnelroutelayout;tunneldiameterdesign;schemecomparisonandselection 国外某水电站采用低坝长引水集中水头发电,工程为三等中型工程。
对水电站隧洞贯通测量控制的探讨摘要:在水利水电站工程中,经常遇到隧洞工程,常见的有引水隧洞、导流洞、泄洪洞、尾水洞、交通洞等隧洞工程。
本文通过多年工作经验,阐述了水电站隧漏掘进施工中,对隧洞的施工测量进度决定作用,并对隧洞施工测量进行研究探讨,以供同行参考!关键词:水电站:隧洞工程;测量控制1.工程概况某水电站距上游水电站32.8km,距下游水电站73km。
电站正常蓄水位2452m,总库容10.79亿,最大坝高250m,电站装机容量6×700MW,工程的主要任务是发电。
枢纽建筑物由双曲薄拱坝、坝身泄洪建筑物、坝后消能建筑物和右岸全地下厂房组成。
工程规模为I 等大(1)型工程。
前期工程右岸低线交通洞担负着拉西瓦水电站地下厂房、进水口、尾水洞、调压井等建筑物的施工运渣、交通,对电站工程施工起着非常重要的作用,属于电站前期的关键工程。
电站右岸低线交通洞设计全长1385m,洞室设计断面尺寸为14.3m×8.5m(宽×高,城门洞型)。
施工坝址区为高山峡谷地貌,河谷狭窄,两岸岸坡陡峻,高差近700m,属典型的“V”字型河谷。
进(出)洞口的明挖路线长且一侧为高边坡,另一侧为水流湍急河道,测量控制点不易布设。
2.控制测量技术2.1首级平面控制测量对于隧洞首级控制测量一般采用导线布网或三角锁布网,当隧洞过长时,其横向误差就会迅速积累,这对于隧洞贯通是极为不利的。
在此项目水电站中采用首级二等CPS 控制网来控制横向误差,其最大异步环相对闭合差在1/10万以上。
同时为了提高和检测首级控制点之间的相对精度,用来卡TCR1101全站仪(测角精度2″,测距 2 ﹢5ppm )按三等号线的精度要求对GPS成果进行了复测。
由于本隧洞采用两端洞门开挖,相向掘进,对方位角的测量精度要求较高。
GPS 控制网经高斯投影后,其方位角与地面常规测量仪器测出来的角度之间有一个差值,称为垂线偏差,应尽可能将其减小。
探讨水电站引水系统隧洞设计
作者:刘光伟
来源:《城市建设理论研究》2013年第16期
摘要:引水系统在水电站中占有重要位置,它对水电站投资和发电量均有较大影响;所以作好引水系统设计,有重要的经济意义。
关健词:水电站引水系统隧洞设计
中图分类号: TV731 文献标识码: A 文章编号:
1 洞线选择
洞线选择主要考虑4个因素:洞长要短;落差要大;地质条件要好;便于施工。
在很大程度上取决于施工条件,又反过来影响着施工的成败和经济性。
以民工人力施工的小型隧洞,宜选用多支洞的折线布置。
反之,以机械化施工的大型长隧洞,施工支洞不宜过多。
因每个支洞口均需有漫长的施工道路与洞口通风、排水、机修、生活设施与堆渣场址,这些附属设施的施工都占用关键线路上的关键时间,且费用常可达隧洞费用的20%或更多,并导致施工人员过多、管理复杂。
如某工程隧洞以1条16.1 km长的隧洞取代了原设计1条长约11km和其他3条较短隧洞、数条黄土段明渠和4条渡槽,洞线总长还缩短几百米;由于使用掘进机,不仅施工速度快而且费用节省。
这表明愈是使用先进机械化施工,使洞线往往更长而支洞更少。
我国有些泄水隧洞虽不与导流洞相结合,仍采用龙抬头方式,在斜井后接以长水平隧洞,斜井施工往往造成困难。
如果跳出以往隧洞纵坡不超过1%的框框〔这在有轨施工系统是必要的),改用较大的纵坡,就可以省去斜井的复杂性,5%-10%的纵坡对于无轨施工通常无多大困难。
在泥质岩层向下坡方向掘进时。
掌子面前常有积水、泥质围岩浸水软化而易坍塌:如果将习惯的首部高、尾端低的斜直线纵剖面改为首段、尾段均为上坡向掘进.以及在支洞向上下游也为上坡方向掘进的折线纵剖面,就不会有浸水软化坍方问题,当然这种布置需在折线顶端钻孔排气.底端设置检修排水设施,但与施工可靠度相比,这些都是极易解决的问题。
2 衬砌型式选择
衬砌型式主要取决于地形地质条件,内水压勺力和洞径大小。
衬砌型式主要有:喷锚衬砌;纲筋混凝土衬砌;钢板衬砌。
70年代,不衬砌和喷锚衬砌较盛行、主要是施工方便、运行安全、造价低。
近年来又都趋于衬砌,其原因似担心安全。
这种担心并非必要,国内不衬砌和喷锚衬砌隧洞在运行中并无任何事故,一些不衬砌隧洞放空检查只发现顶拱个别岩块掉落在底板上.没有坍落成堆的情况.并不影响运行。
只要有足够喷锚支护,一般规模的断层并不会塌坍。
但喷锚支护并不能防渗,渗透比降较大的部位、以及闸门前后渐变段和与调压井支洞的分岔部位仍应采用混凝土衬砌,岩溶地区也宜采用混凝土衬砌。
一般洞顶覆盖岩层厚度大于1.0 H(内水头),侧向厚度大于3. 0 H时,都宜考虑不衬砌或喷锚衬砌;洞顶覆盖岩层小于0.4 H ,侧向厚度小于1.0H时,以及闸门前后一定长度的渗透比降过大部位,宜采用钢筋混凝土衬砌。
水电站压力管道通常采用钢板衬砌。
但井不一定都需如此,某水电站压力管道破裂,通常都认为是没有钢板衬砌的后果。
实际情况并非如此、该电站压力管道上半段是钢筋混凝土衬砌,下半段是钢板衬砌,二者连接处水头为84m外围岩层律约18 m。
围岩质量较好。
地质入员认为围岩结构并未破坏,只是节理充填物被冲刷,管道周围附近围岩也只是局部被混凝土衬砌牵引而破坏。
破损段还在钢板与混凝土接头处,混凝土衬砌损坏段长约2m,钢板段破坏长约1 m,其上下部位仍然完好。
从破坏形状看来、不是钢筋混凝土衬砌径向破裂而是环向破坏,因此不是环向钢筋混凝土强度不够、而是轴向钢筋与钢板没有焊接所致。
因此不能认为钢筋混凝土衬砌不能用于覆盖岩层较薄的场合;但是钢筋混凝土衬砌难免渗漏,在北方寒冷地区须特别注意。
某些水电站引水系统、隧洞和压力钢管虽仍完好,但调压井围岩大体为风化岩石,漏水使围岩情况逐渐因冰冻而恶化。
不衬砌或喷锚衬砌段的底部。
一般仍宜用混凝土底板。
以减少水头损失。
对低速压力隧洞、可以在将施工残渣适当平整后,不必清基,直接在石渣面上浇筑混凝土,甚至可浇筑碾压混凝土,这样施工速度快、费用省。
3 洞型选择
洞型设计也取决于洞径大小,内压大小和衬砌型式。
喷锚洞多采用城门洞型。
因为它方便施工,特别是洞径小于5.0 m者,绝大多数采用此型。
对于洞径大于6.0m的喷锚洞,也可采用简化马蹄型(即城门洞型的两个底角削掉)。
这种型式的优点是即能满足施工交通要求,又便于与混凝土衬砌结合,混凝土量小。
混凝土衬砌,有压洞多采用圆型,它的优点是
便于设计,配筋量小且节省资金。
特别是便于与喷锚结合,开挖洞径均一致,不需单独加大开挖处理。
在喷锚洞中,何处需改为混凝上衬砌,往往不是事先定位;而是开挖过程中发现岩石破碎,才改为混凝上衬砌。
所以多采用在原开挖断面的基础上,缩小洞径衬砌,这样混凝土量小、且水头损失增加不大、基本与原喷锚保持一致。
在围岩较好而地应力不大的场合,方圆形甚至顶拱中心角小于1800的圆拱直墙形更便于施工。
不必担心衬砌不能承受较高的内水压力,围岩足以为衬砌提供支撑反力,并且经一定时间后,内外水压力就会自然平衡,衬砌绝不会因内水压力而破坏。
同样也不必担心外水压力作用。
施工时原有天然地下水压力会逐步下降至与衬砌相适应的状态。
有内水压力的隧洞在放空检修时,最初数天可能有漏水现象.不久就很快减少、因而外水压力只是短时间内起一定作用.漏水后即迅速消减至自然平衡状态。
在围岩软弱而地应力相对较大时,例如围岩的单轴强度与开挖后的应力之比小于4的场合,马蹄形断面就比较适宜。
它具有足够底宽以便施工,边墙和顶拱均为曲线形可以防止坍方,底板通常可采用平板,只在围岩易浸水膨胀时才宜采用反拱。
跨度小于3-5 m的小型隧洞,不必拘泥于顶拱或边墙形状。
可以采用沿岩层节理产状的折线形
顶板,甚至呈单一倾斜的顶板,反而不易坍方,为了便于检修排水和人员通行、底板也可作成单一倾斜横坡形式。
4 洞径选择
洞径选择,通常以经济流速来控制。
在可研阶段,初选建筑物尚可。
但在初设阶段,选定洞径时,再用经济流速来选定,其任意性较大。
经济流速范围为3.0-4.0m/s。
究竟是靠上限,还是靠下限,不好确定。
另一方面,这个经济流速范围,是根据过去的电价和物价水平总结出来的。
而现在的电价和物价,较前时期均发生很大变化,应根据现实价格重新比较,才能符合实际,才能更准确,电价在洞径选择中占有重要位置。
电价不能只根据目前的基荷电价来取用。
而应考虑本电站投人运行后的核准电价.或调峰电价来取用不同电价选取的洞径是不同的。
洞径比较,在效益方面要计算不同的洞径的水头损失(用平均糙率)、发电量与年效益,。
在费用方面,不仅要计算隧洞本身石方开挖与衬砌的造价,还要计入引水系统、厂房及机电设备造价。
这些造价还应包括临时工程及其他费用;即定额价再乘以1.5-1.6的综合系数。
最后采用差额收益率法优选洞径,差额收益率大于12%为可行。
5 结论
综上所述,目前水利水电工程逐步进人到深度发展阶段,隧洞工程得到了越来越广泛的关注,对于隧洞工程的设计也在不断进步之中。
目前水工隧洞工程的设计还有很多技术难点没有得到解决,对于不同地质条件下施工的技艺还没有很好的经验总结。