新塘房水电站引水隧洞衬砌优选方案水力计算

龙桥水电站发电引水隧洞为圆型有压隧洞,洞线处于岩溶发育地区,跨越多条地下岩溶管道,地质条件复杂。设计时对洞段不同的地质情况选用不同的衬砌形式,保证了施工质量,加快了施工进度,为发电引水隧洞顺利建成创造了条件。

色尔古水电站引水隧洞在施工过程中出现多次塌方,部分洞段临时支护变形后侵占衬砌断面,严重威胁施工安全,影响工程进度。经研究,在基本不拆除临时支护、满足调压井涌浪要求的前提下,调整了引水隧洞的衬砌,最大限度地保障了施工期安全,促进了工程进展。

根据广西下桥水电站引水隧洞工程实际条件,论述在保障工程安全的前提下,对工程特点做具体分析,从抗渗安全性,综合经济效益考虑,选择经济、可靠、效益指标优越的中低水头大流量有压引水隧洞衬砌结构方案为钢筋混凝土衬砌及局部内套钢管结构。电站投入运行5年未发现隐患。

水利水电技术　第38卷　2007年第12期 waterresourcesandhydropowerengineeringvol138no112 水电站长有压引水隧洞衬砌型式的探讨 张　磊,郑鼎雄 (云南省水利水电勘测设计研究院,云南昆明　650021) 　水电站;长有压引水隧洞;衬砌型式;锚喷 中图分类号:tv73213　　　　文献标识码:b　　　　文章编号:100020860(2007)1220078203 　　　　　　　　　　 收稿日期:2007210211 作者简介:张　磊(1968—),男,高级工程师。 1　引　言 当前随着水电资源大规模开发,对于云南省以山 区河流为主的中小型水电站,其开发形式多以径流引 水式电站为主,引水发电站隧洞在工程布置上具有洞 线长、投资大的特点,

采用钢筋混凝土非线性有限元方法，对湖南柘溪水电站引水隧洞衬砌在温度变化和使用荷载作用下的受力情况进行了计算分析，得出了温度变化是引起衬砌开裂的原因和衬砌结构仍具有较高承载力的结论．

立洲水电站引水隧洞长16.7km,地质条件复杂,围岩较差,开挖揭露芋类围岩占总长的16%、郁类围岩洞段占总长的65%、吁类围岩洞段占总长的19%,郁类、吁类围岩所占比例约达84%,承担水头40140m,采用dl/t5195原2004《水工隧洞设计规范》的公式法计算配筋较大.结合现场固结灌浆试验及其检测成果及类似工程经验,根据相关文献资料数据调研,适当提高围岩固结圈物理力学参数,并应用于有限元分析计算.结合引水隧洞衬砌结构力学法配筋成果、有限元法配筋成果,从计算原理及边界条件、工程类比、工程效益、施工因素等方面综合分析,选择适合该工程隧洞的衬砌钢筋型式,考虑-定的安全余度,是符合实际的、合理的.

立洲水电站引水隧洞长16.7km,地质条件复杂,围岩较差,开挖揭露芋类围岩占总长的16%、郁类围岩洞段占总长的65%、吁类围岩洞段占总长的19%,郁类、吁类围岩所占比例约达84%,承担水头40140m,采用dl/t5195原2004《水工隧洞设计规范》的公式法计算配筋较大.结合现场固结灌浆试验及其检测成果及类似工程经验,根据相关文献资料数据调研,适当提高围岩固结圈物理力学参数,并应用于有限元分析计算.结合引水隧洞衬砌结构力学法配筋成果、有限元法配筋成果,从计算原理及边界条件、工程类比、工程效益、施工因素等方面综合分析,选择适合该工程隧洞的衬砌钢筋型式,考虑-定的安全余度,是符合实际的、合理的.

北疆某电站引水隧洞在开挖过程中,地质人员根据ⅲ类围岩节理裂隙较发育的实际情况细化分为ⅲa、ⅲb,设计根据细化后的围岩类别对隧洞断面形式进行优化,调整为特征洞径6.5m×6.5m的平底马蹄形断面,并对支护及衬砌形式进行了优化设计,优化后节约了投资,还缩短了施工工期,取得了良好的经济效益和时间效益,经过了两年多的运用检验和二次放空检查,隧洞安全可靠,证明优化方案可行,可供类似工程参考。

北疆某电站引水隧洞在开挖过程中，地质人员根据ⅲ类围岩节理裂隙较发育的实际情况细化分为ⅲa、ⅲb，设计根据细化后的围岩类别对隧洞断面形式进行优化，调整为特征洞径6．5m×6．5m的平底马蹄形断面，并对支护及衬砌形式进行了优化设计，优化后节约了投资，还缩短了施工工期，取得了良好的经济效益和时间效益，经过了两年多的运用检验和二次放空检查，隧洞安全可靠，证明优化方案可行，可供类似工程参考。

1工程概况朱岔峡水电站引水隧洞为有压引水隧洞,设计引用流量q=102m3/s,调压井前引水隧洞全长4957.70m,进口至2#施工支洞为缓坡段,纵向坡度3‰,2#施工支洞至水平段为陡坡段,纵向坡度16.254‰,隧洞断面为圆形;根据围岩分

引水隧洞衬砌结构的内力和配筋与围岩弹性抗力(模量)关系密切,传统设计所采用围岩参数是通过现场地质情况以及相似工程类比得到的,这种方法由于岩体参数的不准确导致配筋结果与实际工程之间出现很大的偏差。结合现场位移监测结果进行反分析得到的岩体参数,采用三维有限元法,开展引水隧洞衬砌结构受力特性研究,利用应力场成果进行结构配筋计算,并与规范配筋成果进行对比分析,从而提出合理的配筋方案。

对于引水隧洞的衬砌设计,采用不同的设计理论会得出不同的结果;对于长引水隧洞,若隧洞中不良地质段长,在保证隧洞安全运行条件下,尽可能减少衬砌工程量和造价是设计和业主必须考虑的问题。通过金康水电站高压长引水隧洞衬砌设计、优化及实测钢筋应力分析表明,即使在地质条件差的隧洞,围岩仍然是承担内水压力的主体。

高层水电站引水隧洞全长2411m,隧洞为圆形有压式,洞径2.2m～2.6m。隧洞围岩为三迭系上统文宾山组砂岩、泥质粉砂岩和泥岩。隧洞开挖施工中遇到6处较大塌方,其中以0+860m处最严重,洞线被迫改线。1996年5月,隧洞贯通并衬砌完工,支洞封堵完成。

福堂水电站引水隧洞混凝土衬砌总长度逾10km,总量达20.96万m3,占全工程混凝土量的39.7%。本文介绍了监理工程师对引水隧洞衬砌混凝土施工从原材料、配合比、浇筑过程、顶拱浇筑等方面的质量控制措施。混凝土强度取样检测表明,满足设计强度等级要求。

分析了水电站引水隧洞的特殊结构特点,提出了其衬砌施工质量控制应保证隧洞衬砌混凝土的质量、混凝土浇筑的质量、隧洞糙率的控制、渗透损失的控制。小孤山水电站引水隧洞采取了以上措施,取得了明显的效果,提高了电站的经济效益。

随着承压引水隧洞在水电工程中的广泛应用,隧洞结构的承压性态也越来越被关注。引水隧洞的承压能力,与施工技术、质量关系密切,它的好坏,直接影响到一座电站的后期运行效果和寿命周期。目前,我国在引水隧洞衬砌施工过程当中的一些技术还需要改革和创新,本文将对水电站引水隧洞衬砌技术施工工作展开进一步的探讨。

根据某水电站引水系统实际情况,采用ansys三维非线性有限元法,建立其引水系统中新建引水隧洞的三维有限元模型;并对引水隧洞的衬砌结构进行分析。验证衬砌方案和支护参数的合理性;同时提供衬砌配筋计算结果及优化建议,论证现有衬砌和支护方案合理性,补充和完善加固处理措施。结果表明,引水隧洞各段衬砌在各个工况下,水平位移最大值为0.41mm,出现在侧面;垂直向最大位移为-6.53mm,出现在顶拱处。衬砌最大第一主应力为拉应力,其值为2.33mpa,发生于工况四,出现在顶拱处;衬砌最大第三主应力为压应力,其值为-8.19mpa,发生于工况二,出现在衬砌侧面。由于衬砌c25混凝土的抗压强度为17mpa,故衬砌结构安全。衬砌采取单层筋布置,各段环向配筋φ20@200mm,纵向钢筋φ12@300mm,考虑到方圆渐变段的应力状态较为复杂,优化设计后建议采用50cm厚的衬砌方案。

结合阿坝州理县米亚罗水电站有压引水隧洞的衬砌设计、优化及各种观测分析结果,阐述了对隧洞围岩进行科学分类、分别采用适合的衬砌方法,在保证洞室安全稳定的情况下,不仅能缩短施工工期,而且能有效降低工程造价,取得安全、经济的综合效益.

柬埔寨额勒赛水电站引水隧洞在施工过程中根据开挖揭露的地质情况，在充分利用洞室围岩自稳、承载和抗渗的基础上，结合水头及电量损失进行综合研究，确定了横断面衬砌结构优化方案并实施，达到节约工程投资，加快工程进度的目的，取得了良好效果。

根据和平水电站引水隧洞衬砌开裂破坏的情况,从地质条件、设计情况、材料强度和施工情况分析该隧洞钢筋砼衬砌裂缝宽度严重超标的原因,拟定相应的加固处理措施;介绍隧洞衬砌按限裂设计和钢管砼组合衬砌钢管厚度的计算方法

依尔甘南水电站弓l水隧洞 衬砌布筋的研究与优化 依尔甘南水电橄计过程中，对其弓j水隧洞岩石坚硬系数夫干 4的洞线段(约占806洞长)的衬砌结构计算表明，在遵守裂 缝张开宽度限制绦件下，合镏率可低予建筑法规chun 2．o8·09⋯84的规定．为论证减少布筋的可能性．需对岩石抗 力系数较高(k0=80一loompa／cm)的滑进行实验研究． 隧洞的开挖考虑采用《robbins)掘进机，村砌浇啊采用高工艺 和无焊按的钢筋． 与钻爆法不同，掘进机开挖可保证形成设甘断面，减少固岩的 破坏，从而为洞室周边形成均匀的岩石抗力创造了有利条件． 依尔甘南水电站曲二条引水洞长各为5000m，座落在坚硬 的自云石、砂岩和泥板岩互层的沉积岩中，其极限轴向抗压强度在 60一il0mp嫂问。 沿洞线的外部静水头达2

引水隧洞衬砌施工是水电站工程建设当中的重要内容,具有较高施工难度,体现在作业面小、易渗水、质量要求高等方面.针对水电站引水隧洞的工程特点,以江西查册水电站为例,论述了引水隧洞衬砌施工的施工布置、工艺流程、混凝土浇筑、质量控制以及施工难点处理等内容,为国内水电站引水隧洞衬砌施工技术及应用提供了有益的参考.