XX水庫供水隧洞結(jié)構(gòu)計算書

龍洞河水電站有壓引水隧洞結(jié)構(gòu)計算書工程概況公明供水調(diào)蓄工程供水隧洞是從鵝頸至公明水庫連通隧洞L0+387樁號接往石巖水庫的一條供水隧洞，全長6.397km,樁號為G0+000~G6+397。根據(jù)初步設(shè)計報告供水隧洞為2級建筑物,設(shè)計流量為10.24m3/s,采用圓型斷面，內(nèi)徑為3.4m。供水隧洞進口底高程為29.60m,出口底高程為27.50m,隧洞全段縱坡為-0.0328%。供水隧洞U類圍巖3576m、川類圍巖1836m、W類圍巖345m、V類圍巖310m。設(shè)計依據(jù)規(guī)范、規(guī)程《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》（SL279-2002）（以下簡稱“隧洞規(guī)范”）《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》（DL/T5195-2004）（電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，下稱“電力隧洞規(guī)范”）《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（試行）》（SDJ20-78）（以下簡稱“砼規(guī)”）《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）參考資料《深圳市公明水庫調(diào)蓄工程初步設(shè)計報告》（深圳市水利規(guī)劃設(shè)計院，2007.05） 《G-12隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算通用程序》《PC1500程序集地下結(jié)構(gòu)計算程序使用中的幾個問題》（新疆水利廳，張校正）《取水輸水建筑物叢書－隧洞》《水工設(shè)計手冊－水電站建筑物》（水利電力出版社，1989）《水擊理論與水擊計算》（清華大學(xué)出版社，1981）《水力學(xué)－下冊》（吳持恭，高等教育出版社，1982）計算方法隧洞支護及襯砌結(jié)構(gòu)按新奧法理論進行設(shè)計，支護型式采用錨噴支護通過工程類比確定，噴錨支護類型及其參數(shù)參照電力隧洞規(guī)范附錄 F表F.1選??；襯砌型式采用鋼筋混凝土襯砌。根據(jù)隧洞規(guī)范6.1.8條第2點規(guī)定，圍巖具有一定的抗?jié)B能力、內(nèi)水外滲可能造成不良地質(zhì)段的局部失穩(wěn)，經(jīng)處理不會造成危害者，宜提出一般防滲要求，本工程按限制裂縫寬度設(shè)計，裂縫寬度短期組合不超過0.3mm,長期組合不超過0.25mm。隧洞襯砌采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算。隧洞結(jié)構(gòu)計算軟件采用PC1500程序集中的G-12隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算通用程序。計算工況4.1基本組合工況1：正常運行期（襯砌自重+圍巖壓力+彈性抗力+設(shè)計內(nèi)水壓力+外水壓力）工況2:檢修期（襯砌自重+圍巖壓力+彈性抗力+外水壓力）4.2特殊組合工況3:施工期（襯砌自重+彈性抗力+外水壓力或灌漿壓力）工況4:校核工況（襯砌自重+圍巖壓力+彈性抗力+校核內(nèi)水壓力+外水壓力）典型計算斷面及其選擇原則u、m、w、V及土洞典型斷面按荷載受力不利原則選取。計算圍巖壓力時，采用圍巖壓力最大處斷面；計算彈性抗力時，采用地勘提供參數(shù)的小值平均值；計算內(nèi)水壓力時，采用各類圍巖承受最大靜水壓力處斷面；計算外水壓力時，對無內(nèi)水組合工況采用地下水作用最大水頭處斷面，對有內(nèi)水組合工況采用地下水作用最小水頭處斷面。各類圍巖斷面幾何初步擬定情況見表5-1。表5-1各類圍巖斷面幾何參數(shù)圍巖斷面內(nèi)徑初襯厚度二襯厚度開挖洞徑彈性抗力計結(jié)構(gòu)計算半類別形式(m)(m)(m)(m)算半徑（m）徑（m）n圓形3.40.050.34.12.051.85出圓形3.40.10.34.22.11.85IV圓形3.40.10.44.42.21.9V圓形3.40.20.44.62.31.9土洞圓形3.40.20.44.62.31.9荷載計算6.1圍巖壓力n>E類圍巖自穩(wěn)條件好并采取了有效的支護，不考慮圍巖壓力。W類圍巖能自穩(wěn)數(shù)日，采取了有效的支護，圍巖壓力按隧洞規(guī)范6.2.4-1~2式計算:Q4=0.2>YXB=0.223>4.4=20.24kN/m=2.024WkN/mQ2=Q3=0.05為和=0.05>23>4.4=5.06kN/m=0.50610kN/mV類圍巖自穩(wěn)能力較差，采用有效支護后能自穩(wěn)，圍巖壓力按隧洞規(guī)范 6.2.4-1~2式計算：Q4=0.3XYrXB=0.3X21x4.6=28.98kN/m=2.898X10kN/mQ2=Q3=0.1XyrXH=0.1X21X4.6=9.66kN/m=0.966X10kN/m土洞圍巖壓力計算1）計算依據(jù)土洞圍巖壓力按隧洞規(guī)范8.1.2條確定：對能形成塌落拱的土洞，可按松動介質(zhì)平衡理論估算圍巖壓力；不能形成塌落拱的淺埋土洞，圍巖壓力宜按頂拱的上覆土體重力計算圍巖壓力，并根據(jù)地形條件、施工所采取的穩(wěn)定措施予以修正。2）計算斷面的確定對供水隧洞進出口處深埋土洞根據(jù)北線隧洞經(jīng)驗可以形成塌落拱，故土洞圍巖壓力最大處為深淺埋土洞的分界處，計算斷面亦取深淺埋土洞的分界處。3）塌落拱高度計算TOC\o"1-5"\h\z查《取水輸水建筑物叢書-隧洞》P54表3-2巖石堅固系數(shù)及其它力學(xué)指標(biāo)表，密實粘土及粘質(zhì)土堅固系數(shù)fK=1.0，換算內(nèi)摩擦角為 一’■'^①=45° 廠 r-.b1=2.3m，b2=b1+b1Xtg（45-①/2）=3.253m。 -— . 計算塌落拱高度等于拱跨度之半b2除以巖石的 ’’??/堅固系數(shù)fK,即h=b2/fK=3.253/1=3.253m。 工 根據(jù)《取水輸水建筑物叢書—隧洞》3-9式，取 \ /I[曲線形洞頂實際塌落拱高度為計算塌落拱高度的0.7L.I丨=1倍，荷載等效高度（塌落拱高度）Hg=0?7h=2?277m。 —4）垂直圍巖壓力計算根據(jù)規(guī)范8.1.2條條文說明，深淺埋土洞的分界深度Hp=2.5Hg=2.5X2.277=5.69m《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》第447條規(guī)定：淺埋土質(zhì)隧洞采用鋼架噴混凝土支護時，鋼架應(yīng)有足夠的剛度和強度，應(yīng)能承受40~60kN/m2的垂直土壓力?！惰F路隧道新奧法指南》第3.4.13條規(guī)定：鋼架的設(shè)計強度，應(yīng)保證能單獨承受2~4m高的松動巖柱重量。本次計算按初期支護承擔(dān)2m土重考慮，則折減以后土洞圍巖壓力為:Q4=(5.69-2)X18=66.42kN/m=6.642X10kN/m側(cè)向圍巖壓力計算側(cè)向水平圍巖壓力計算按松散體理論，根據(jù)《取水輸水建筑物叢書-隧洞》P57頁公式3-10及3-11計算。Q2=0.7YhXg2(45°-①/2)=0.7WX3.253務(wù)(45-45/2)=7.03kN/m=0.70310kN/mQ3=(0.7xh+H)xY45°tg-①/2)=(0.73253+4.6)1XXg2(22.5°)=22.17kN/m=2.2171XkN/m6.2彈性抗力圍巖單位彈性抗力主要根據(jù)初步設(shè)計報告第 3章表3.622選取(P89),如表6-1所示表6-1 公明水庫輸水隧洞圍巖主要物理力學(xué)參數(shù)圍巖類別密度丫(g/cm3)內(nèi)摩擦角?(°)凝聚力C(MPa)變形模量E(GPa)泊松比卩單位彈性抗力系數(shù)K0(MPa/cm)備注有壓洞無壓洞n2.5~2.740~451.7~3.510.0~20.00.17~0.2350~10015~20川-12.4~2.537~401.0~1.77.0~10.00.23~0.2635~5010~15偏于n類巖特征川-22.3~2.435~370.4~1.05.0~7.00.26~0.2920~355~10偏于V類巖特征IV-12.2~2.332~350.25~0.42.0~5.00.29~0.3212~203~5位于地下水位以上或偏于川類巖特征IV-22.1~2.230~320.1~0.250.5~2.00.32~0.355~121~3位于地下水位以下或偏于V類巖特征V-11.9~2.120~300.05~0.10.05~0.50.35~0.362~50.75~1位于地下水位以上V-21.8~1.910~200.02~0.050.02~0.050.36~0.381~20.5~0.75位于地下水位以下6.2.1有內(nèi)水壓力時彈性抗力有壓隧洞圍巖彈性抗力系數(shù)k=k0/r,單位彈性抗力系數(shù)偏安全考慮采用小值平均值,計算結(jié)果如下:n類圍巖彈性抗力系數(shù)川類圍巖彈性抗力系數(shù)V類圍巖彈性抗力系數(shù)V類圍巖彈性抗力系數(shù)k2=((50+75)/2)/2.15=29.07MPa/cm=290700X10kN/m3n類圍巖彈性抗力系數(shù)川類圍巖彈性抗力系數(shù)V類圍巖彈性抗力系數(shù)V類圍巖彈性抗力系數(shù)3k3=((20+35)/2)/2.2=12.5MPa/cm=125000X10kN/mk4=((5+12)/2)/2.3=3?7MPa/cm=37000X10kN/m3k5=((1+2)/2)/2.4=0.625MPa/cm=6250X10kN/m3土洞根據(jù)隧洞規(guī)范8.1.3條按不計土體聯(lián)合作用考慮，根據(jù)《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》(SD134-84)附錄程序說明取彈性抗力系數(shù)k6=100x10kN/m36.2.2無內(nèi)水壓力時彈性抗力根據(jù)《水工設(shè)計手冊》第七卷P7-47頁，無壓隧洞圍巖彈性抗力系數(shù)（又稱地基系數(shù)）k=bxk。,其中b為彈性地基梁寬度，取單寬b=1m;單位彈性抗力系數(shù)偏安全考慮采用小值平均值，計算結(jié)果如下：u類圍巖彈性抗力系數(shù)k2=（15+17?5）/2=16.25MPa/cm=1625OoXlOkN/m33川類圍巖彈性抗力系數(shù)k3=（5+10）/2=7.5MPa/cm=75000X10kN/m3W類圍巖彈性抗力系數(shù)丘4=（1+3）/2=2MPa/cm=20000X10kN/m3V類圍巖彈性抗力系數(shù)k5=（0.5+0?75）/2=0.625MPa/cm=625°X10kN/m3土洞根據(jù)隧洞規(guī)范8.1.3條按不計土體聯(lián)合作用考慮，根據(jù)《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》（SD134-84）附錄程序說明取彈性抗力系數(shù)k6=ioox10kN/m3內(nèi)水壓力鵝頸水庫正常蓄水位（擴建后）為66.70m,設(shè)計洪水位為67.43m,校核洪水位為67.8m；公明水庫正常蓄水位為59.70m,設(shè)計洪水位為60?25m,校核洪水位為60.58m；石巖水庫正常蓄水位為36.59m,設(shè)計洪水位為38?98m，校核洪水位為39.94m。正常運行期設(shè)計水位采用正常蓄水位,校核工況采用校核水位；供水隧洞樁號L6+397（出口處）洞底高程最低，為27.50m,此處為V類圍巖，供水隧洞正常運行由公明水庫向石巖水庫供水，正常運行期最大內(nèi)水壓力（靜水壓力）為 59.7-27.5=32.2m,考慮到供水隧洞縱坡較緩（0.0238%），不遠處就有類圍巖，高程相差不到0.4m，故所有類別圍巖正常運行期最大內(nèi)水壓力（靜水壓力）偏安全考慮均取 32.2m?？紤]北線鵝頸-石巖隧洞檢修或事故情況下可利用本工程供水隧洞供水，故校核內(nèi)水壓力（靜水壓力）取67.8-27.5=40.3m。外水壓力作用在襯砌結(jié)構(gòu)上的外水壓力根據(jù)隧洞規(guī)范第6.2.5式進行估算。Pe=BeXywXHe根據(jù)不同的地下水活動情況按隧洞規(guī)范表6.2.5對外水壓力進行折減：干燥或潮濕Be=0~0.2滲水或滴水Be=0.1~0.4大量滴水或線狀流水 Be=0.25~0.6嚴重滴水或小量涌水Be=0.4~0.8股狀流水或大量涌水Be=0.65?1.0當(dāng)有內(nèi)水組合時，Be取較小值；無內(nèi)水組合時，Be取較大值。根據(jù)初設(shè)報告P87-P89供水隧洞地質(zhì)描述(摘錄見斜體字)及供水隧洞縱斷面圖，對無內(nèi)水組合工況，典型斷面選地下水作用最大處水頭處；對有內(nèi)水組合工況，典型斷面選地下水作用最小外水頭處，典型斷面樁號、計算水頭、折減系數(shù)及作用水頭詳見表 6-2表6-2 外水壓力水頭計算表工 況U類川類W類V類土洞無內(nèi)水組合(最大地下水作用水頭處斷面)樁號L4+860L4+840L0+240L2+530L1+000Be0.40.60.81.01.0He(m)122.8122.839.126.14.3Pe(m)49.1273.6831.2826.14.3有內(nèi)水組合(最小地下水作用水頭處斷面)樁號L6+250L1+356L2+450L1+340L1+010Be0.10.250.40.650.65He(m)11.23.58.703.7Pe(m)1.120.8753.4802.4(15)、G2+737?G6+250，段長3513m,隧洞埋深27.8-180.1m，地下水位至隧洞頂板27.8-120.2m，H類圍巖，局部川類(約占10%)，弱-微風(fēng)化花崗巖，巖體呈整體塊狀結(jié)構(gòu)，較完整，裂隙不發(fā)育，潮濕，沿裂隙有滴水，在局部可形成線狀流水，圍巖基本穩(wěn)定，但局部可能掉塊。局部裂隙相對集中區(qū)域成川類圍巖，完整性稍差，圍巖局部穩(wěn)定性差，可能出現(xiàn)坍塌和變形。(8)、G1+355?G1+465,段長110m，隧洞埋深11.5-44.7m，地下水位至隧洞頂板2.1?20.9m，川類圍巖，弱風(fēng)化片麻巖，巖體完整性較差，裂隙較發(fā)育，圍巖局部穩(wěn)定性差，可發(fā)生坍落或掉塊。以滴水為主，沿裂隙有線狀流水。⑵、G0+080?G0+280，段長200m，隧洞埋深60.5?77.5m，地下水位至隧洞頂板32.3?37.5m，W類圍巖，弱風(fēng)化片麻巖，巖體完整性差，裂隙發(fā)育，圍巖穩(wěn)定性差，易坍塌或掉塊。沿裂隙多有線狀流水。(13)、G2+435?G2+648，段長213m，隧洞埋深10.4?48m，地下水位至隧洞頂板7.6?24.5m，W-V類圍巖，f4斷層及影響帶，形成構(gòu)造碎裂巖糜棱巖，裂隙極發(fā)育，巖體極破碎(但有初步膠結(jié)，膠結(jié)力較弱)，沿裂隙有線狀流水，部分股狀，圍巖不穩(wěn)定，易坍塌或變形。(7)、G1+340?G1+355，段長15m，隧洞埋深3.7?11.5m,地下水位至隧洞頂板0?2.1m，V類圍巖，全-強風(fēng)化片麻巖，不穩(wěn)定，極易坍塌,滴水及線狀流水。(5)G0+922?G1+010，段長88m，隧洞埋深12.2?44.3m，地下水位至隧洞頂板2.1?12.2m，V類圍巖，強風(fēng)化片麻巖，呈風(fēng)化巖塊狀和半巖土狀，不穩(wěn)定，極易坍塌，滴水及線狀流水。鑒于有內(nèi)水組合工況外水壓力僅0~3.48m，數(shù)值較??；另處根據(jù)北線隧洞U、M、W、V類圍巖及土洞初期支護后部分洞壁較為干燥，偏安全考慮本次計算有內(nèi)水組合工況時有外水壓力取值為0。6.5動水壓力發(fā)電引水隧洞進水口設(shè)有檢修閘門和工作閘門，下接壓力鋼管，設(shè)計引水流量 8m3/s,下游接沖擊式水輪機的控制閥門，引水隧洞運行時可考慮關(guān)閘水錘動水壓力增加值。6.5.1水位組合參考有壓引水隧洞的水力計算成果，取滿足發(fā)電要求的最低水位1294.0m為計算水錘動水壓力的上游水位，對應(yīng)下游尾水位為 1087?7m,尾水坎高程1087.05m。計算方法本次計算對是否考慮有引水隧洞和壓力鋼管水力損失分別進行計算，不考慮水損時采用《水工設(shè)計手冊》簡化方法計算；考慮水損時采用《水擊理論與水擊計算》中的特征線法編制程序求解。初始條件洞徑分兩種：起始段為有壓引水隧洞，D1=2.2m,隧洞長L1=2644m；末段為緊接水輪機的壓力鋼管，D2=1.44m,隧洞長L2=263?77m。隧洞上游進口水位Z°=1294?0m，下游壓力鋼管出口水位Zn=1087?7m，水頭差△H二1294-1087.7=206?3m,出口尾水坎高程為Zn=1087.05m。6.5.4水錘傳播速度根據(jù)《水工設(shè)計手冊》P7-100:除均質(zhì)薄壁管外，各組合管的水錘波速公式都是近似的，水錘波速對第一相水錘影響較大，對于最大水錘壓強出現(xiàn)在第一相末的情況，可取一個略為偏小的數(shù)值以策安全。水錘波速應(yīng)對以后各相水錘的影響逐漸減小， 對大多數(shù)電站，最大水錘壓強出現(xiàn)在開度變化接近終了時刻，此時不必過分追求水錘波速的精度。根據(jù)《水工設(shè)計手冊》第七卷（以下稱《手冊》）P7-99,水錘波速按式（33-1-7）計CVEwg/<1__2Ew/kr（33-1-7）式中：Ew、丫------水的體積彈性模量和容重，在一般溫度和壓力下， Ew=2.1X104kg/cm2,丫=0.001kg/cm3；r------管道半徑k------抗力系數(shù)，引水隧洞為鋼筋混凝土管，按式（33-1-11）計算k值；壓力鋼管為薄壁管，按式（33-1-8）計算k值kECkECrE33-1-11）式中：r—管道半徑；Es和Ec——鋼筋和混凝土的彈性模量，取C25砼彈性模量Ec=2.85X105鋼筋kg/cm2，彈性模量Es=2.09X106kg/cm2。f 每厘米長管壁中鋼筋的截面積； 管壁厚度，取30?0cmkksEs2A （33-1-8）r式中：r 管道半徑；Es 管材的彈性模量，取E=2.1x106kg/cm2――管壁厚度，取1.0cm前段引水隧洞r=――管壁厚度，取1.0cm前段引水隧洞r=2.2m，=30cm2.8510 302.091052.855.2104kg/cm22202.2.1104.2.11049.8100/0.001122.1104/5.2104220143120cm/s=1431.2m/s2后段壓力管道r=1.44m，s=1.0cmO由、上述公式（33-1-11）和（33-1-8）計算水錘波速值如下:.2.1101.0k與 _2- 1.013106kg/cm2S2.1r 1-44104143457cm/s=1434.57m/s122.1104/1.013106144根據(jù)《手冊》式（33-1-17），計算隧洞平均波速為:2L22907.77tr云1432.44.06s2907.771432.4m/s2907.77相長：根據(jù)《手冊》式（33-1-18），水錘的相長為:L1/C1L2/C2 2644/1431.2263.77/1434.57等價隧洞中的流速《水力學(xué)》計算公式:8g

c28gRvfn1、引水隧洞R=D/4=0.55m,n=0.015代入上式得：A0.02考慮10%局部水頭損失，刀=1?1X后0.022①二Cv0/(2gH0)=1432?4X2.1/(2X9.8X15.213)=10.088mZ=2O=2X10.088=20.176閥門斷面水頭增值為△H1=20?176X15.213=306?94m關(guān)閉閥門后閥門前水頭為H1=H0+△H1=15.213+306.94=322?153m引水隧洞中最大流速：v1 ..2gVH-—「2gVH 1 194306.94264.270.0222644/2.22、供水隧洞R=D2/4=0.85m,n=0.015代入上式得：入2=0.01864考慮10%局部水頭損失，入2=1.1XX=0.0205供水隧洞中最大流速：2—V2 議5 2.6548m/s供水隧洞水頭差為△H2=6397/10670X23.11二13.855m3、等價最大流速:根據(jù)《手冊》式33-1-57,根據(jù)管道中水體動能不變的要求得:427327588639726548va也亠 ? —2.696m/sL106704、等價過流斷面面積根據(jù)水電站33-1-57及各斷面過流量不變原則反推:I0670 9.485m24273/(3.14*1.82) 6397/(3.14*1.72)5、等價直徑：d6.5.7邊界條件與基本假設(shè)3.476m1）隧洞末端斷面的邊界條件隧洞末端與水庫相連，故隧洞末端斷面的流動條件與控制設(shè)備及其控制規(guī)律相關(guān)，下游端閘門按線性開關(guān)考慮，閘門開度與時間關(guān)系為直線規(guī)律變化:i由于閘門的關(guān)閉時間可由設(shè)計設(shè)定，故分別取不同的關(guān)閉時間進行試算，選取合適的關(guān)門時間，Ts分別取300s、360sx420s、480s、540?2)隧洞進口斷面的邊界條件隧洞進口與水庫相連，由于庫容很大，庫水位不會因隧洞流量的變化而漲落，所以，進口的邊界條件是：水擊波的傳播過程中，進口斷面的水位保持為常數(shù)即 Z0。6.5.8等價隧洞特性常數(shù)《手冊》式(33-1-管道斷面特征系數(shù)： 込9345_礙5.562gH0 29.8123.11水錘特征系數(shù)： LVmax106702.696 《手冊》式(33-1-37)gH°Ts9.819.09Ts°s sH0 管道出口初始作用水頭，23.11m=0.423、0.352、0.302、0.264、0.235(分別為 360s、420s、 540s的關(guān)門時間)300s、 480s、6.5.9水錘計算1)不考慮隧洞水力損失:—05.5611(T0閘門初始開度)，根據(jù)《手冊》P7-103產(chǎn)生極限水錘的判別條件，屬極限水錘范疇。將數(shù)據(jù)代入《手冊》式33-1-43，不同關(guān)門條件計算結(jié)果見表6-3。式33-1-432)考慮隧洞水力損失:將以上數(shù)據(jù)代入程序，不同關(guān)門條件計算結(jié)果同列于表6-3表6-3 不同關(guān)門時間下游端水錘計算成果表關(guān)門時間(min)設(shè)計內(nèi)水靜水壓力(m)上下游水位差厶H(m)考慮隧洞水力損失不考慮水損最高水位(m)最高水頭(m)動水壓力P(m)Z=P/△HZm動水壓力532.223.1173.5746.0713.870.6000.52212.06632.223.1170.943.4011.20.4850.4199.68732.223.1169.0941.599.390.4060.3518.11832.223.1167.7940.298.090.3500.3016.96932.223.1166.839.307.10.3070.2646.10根據(jù)《手冊》P7-118說明，在水頭較低'壓力隧洞較長和閥門關(guān)閉時間較長的情況下，進行水錘計算時考慮壓力水管的水力損失是必要的。 綜合考慮選取關(guān)門時間為6min，采用不考慮隧洞水力損失的計算成果，動水壓力為 11.20m,水錘壓力升高系數(shù)為0.485。由于還未考慮調(diào)壓室(檢修支洞)的影響，本計算成果是偏安全的。灌漿壓力根據(jù)隧洞規(guī)范9.1.2條，U、川'W'V類圍巖段回填灌漿壓力采用 0.4MPa，對填土洞灌漿壓力采用不大于0.2MPa。根據(jù)《水工設(shè)計手冊-水電站建筑物》荷載組合說明(P7-53)，灌漿壓力與外水壓力不疊加。灌漿壓力大于外水壓力時，頂部只計灌漿壓力，其余為外水壓力；灌漿壓力小于外水壓力時,可不計灌漿壓力。不同工況荷載取值情況不同工況荷載取值詳見表6-3。不同工況荷載取值情況表\工類\別■■■基本組合工況1(正常運行)工況2(檢修期)襯砌自重(m)圍巖壓力(10kN/m)彈性抗力(10kN/m3)內(nèi)水壓力(m)動水壓力(m)計算內(nèi)壓(m)圍巖壓力(10kN/m)彈性抗力(10kN/m3)外水壓力(m)nd=0.30J0?29070032.211.243.40J0t162500-49.12岀d=0.30J0?12500032.211.243.40J0t75000-73.68d=0.42.024J0.506t3700032.211.243.42.024J0.506t20000-31.28Vd=0.42.898J0.966t625032.211.243.42.898J0.966t6250-26.10土洞d=0.46.642J0.703t2.217t10032.211.243.46.642J0.703t2.217t100-4.3特殊組合工況3(施工期)工況4(校核)襯砌圍巖彈性抗力外壓(取大值)圍巖 彈性抗力 內(nèi)水 外水

類\另叭自重(m)壓力(10kN/m)(10kN/m3)外水壓力(m)灌漿壓力(m)壓力(10kN/m)(10kN/m3)壓力(m)壓力(m)nd=0.30JOf162500-49.12-400J0f29070040.30出d=0.30JOf75000-73.68-4000f12500040.30IVd=0.40Of20000-31.28-402.024J0.506f3700040.30Vd=0.40JOf6250-26.10-402.898J0.966f625040.30土洞d=0.40J0f0f100-4.3-206.642J0.703f2.217f10040.307計算簡圖供水隧洞計算簡圖以W類圍巖段為例，如圖6-1所示，其它類圍巖段尺寸見表8參數(shù)取值G-12隧洞襯砌內(nèi)力及配筋計算通用程序參數(shù)含義及取值如表 8-1所示表8-1G-12通用程序參數(shù)含義及取值情況表參數(shù) 數(shù)值 備 注u類川類w類V類土洞A11111斷面形狀編號，參閱G-12程序說明附圖。Ky基本：1.60特殊1.45鋼筋砼偏心受壓安全系數(shù) 砼規(guī)31條表8K1基本：1.80特殊1.60受內(nèi)水壓力控制情況， 隧洞規(guī)范表6.3.3基本：1.50特殊1.40其他情況砼抗拉安全系數(shù) 砼規(guī)31條表8R#250250250250250混凝土標(biāo)號，如250#應(yīng)為“250”Rg34003400340034003400鋼筋強度（kg/cm2）砼規(guī)18條表5Eg2E+062E+062E+062E+062E+06鋼筋彈性模量（kg/cm2）砼規(guī)19條表6A55555鋼筋毛保護層（cm）D1.61.822.22.5鋼筋直徑（cm），用以計算裂縫開展寬度L100000半跨底寬（m）H200000側(cè)墻咼度（m）R100000弧形底板半徑（m）R21.851.851.91.91.9側(cè)底拱半徑（m）R41.851.851.91.91.9側(cè)頂拱半徑（m）al00000弧型底板半中心角（角度）a29090909090側(cè)底拱中心角（或半中心角）（角度）a49090909090側(cè)頂拱中心角（或半中心角）（角度）D100000底板厚度（m）D20.30.30.40.40.4側(cè)底拱厚度D300000側(cè)墻厚度（m）D40.30.30.40.40.4側(cè)頂拱起點厚度（m）D500000頂板厚度（m）（或側(cè)頂拱終點厚度）Q4002.0242.8986.642頂部垂直均布何載（10kN/m）Q3000.5060.9660.703側(cè)向分布荷載上端點值（10kN/m）Q2000.5060.9662.217側(cè)向分布何載下端點值（10kN/m）Q100000底部垂直均布何載（10kN/m）HOP詳見6.7不冋工況荷載取值情況水壓荷載水頭值（內(nèi)壓為正）（m）灌漿壓力（各邊均布法向荷載，外壓為正 ）（m）Rh2.52.52.52.52.5襯砌容重（10kN/m3）Eh2.85E+62.85E+62.85E+62.85E+62.85E+6襯砌彈性模量（10kN/m2）砼規(guī)17條表4K1詳見6.7不同工況荷載取值情況底板、側(cè)底拱部位圍巖彈抗系數(shù)（ 10kN/m3）K200000側(cè)墻部位圍巖彈抗系數(shù)（10kN/m3）K3詳見6.7不同工況荷載取值情況頂板、側(cè)頂拱部位圍巖彈抗系數(shù)（ 10kN/m3）9程序計算結(jié)果表9-1供水隧洞U類圍巖段計算成果表單元軸向力10kN剪力10kN彎矩10kN-m受壓鋼筋2cm受拉鋼筋2cm抗裂系數(shù)裂縫寬度cm實際配筋實配面積2cm工況136.2020.0030.0069.5689.5982.5420.014工況2-93.7851.200-0.7980.0000.00099.9990少6@20.11工況3-93.7851.200-0.7980.0000.00099.9990100工況434.2610.0030.0068.0488.0752.6670.017表9-2供水隧洞川類圍巖段計算成果表單元軸向力10kN剪力10kN彎矩10kN.m受壓鋼筋2cm受拉鋼筋2cm抗裂系數(shù)裂縫寬度cm實際配筋實配面積2cm工況151.5940.0030.00613.64213.6721.8180.013@18@100工況2-138.9761.195-0.9310.0000.00099.999025.24工況3-138.9761.195-0.9310.0000.00099.9990工況448.7950.0030.00611.46811.4941.9040.016表9-3供水隧洞W類圍巖段計算成果表單元軸向力剪力彎矩受壓鋼筋受拉鋼筋抗裂系數(shù)裂縫寬度實際配筋實配面積10kN10kN10kN.m2cm2cmcm