導(dǎo)流洞堵頭長(zhǎng)度計(jì)算

1、導(dǎo)流隧洞堵頭的設(shè)計(jì)計(jì)算.基本設(shè)計(jì)資料隧洞概況沐若水電站左岸布置1條導(dǎo)流隧洞，導(dǎo)流隧洞進(jìn)口底板高程為418m出口底板高程為394.72m。導(dǎo)流隧洞標(biāo)準(zhǔn)過水?dāng)嗝鏋?0.0mX15.9m斜墻平底馬蹄形，其中頂拱為半圓弧形，圓弧半徑5.0m,中心角180°。過流面積約137m2,導(dǎo)流隧洞全長(zhǎng)810.455m,典型剖面見圖1。圖1隧洞典型剖面地質(zhì)條件與巖石力學(xué)參數(shù)導(dǎo)流隧洞穿過壩區(qū)主要的地層，包括砂巖、雜砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖等。導(dǎo)流隧洞圍巖基本級(jí)別：完全由砂巖、雜砂巖構(gòu)成的洞段，巖體基本質(zhì)量可按n級(jí)考慮；由砂巖、雜砂巖夾頁巖、泥巖、粉砂巖等軟巖構(gòu)成的洞段，巖體基本質(zhì)量按田級(jí)考慮較為合適；完全

2、由頁巖、泥巖、粉砂巖等軟巖構(gòu)成的洞段，巖體基本質(zhì)量按iv一級(jí)考慮較為合適。各類巖（石）體的物理力學(xué)參數(shù)建議值如表1。導(dǎo)流隧洞堵頭段地質(zhì)參數(shù)建議值巖石類別天然容重（kN/m3）碎與巖石抗剪強(qiáng)度fC(MPa)泥巖、頁巖24.5250.50.2粉砂巖25.5260.650.3硬砂巖、雜砂巖25.51.01.0.堵頭長(zhǎng)度計(jì)算2.1計(jì)算公式堵頭的長(zhǎng)度和穩(wěn)定，常用抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算;用戶1=羽T"£運(yùn)（并8-24。）式中設(shè)計(jì)水頭的總推力；K安全系數(shù),人4S一堵頭長(zhǎng)度.斷面面枳和斷團(tuán)周長(zhǎng).7混凝土容里混凝土與巖石（或混塘土與混凝土）的摩擦系數(shù)；二一指剪斷面積有鼓系數(shù),可取d7。.75,主

3、要考唐原部接觸不艮、接縫濯漿效果不佳，接觸期的處理清洗不良和混凝上收絹髡晌等因素；C一混凝土與巖石（或海凝土）接觸面的抗剪斷整聚力.按擾獨(dú)斷強(qiáng)度公式計(jì)算時(shí)，我國富力壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SDJ21-7R）規(guī)定，安全系數(shù)K=2.3工0C值需樁野外和室內(nèi)試驗(yàn)峰值的小值平均值分析確定，日本規(guī)工設(shè)訐規(guī)范裁定，安全系數(shù)應(yīng)大于卻實(shí)際應(yīng)用中.也有取C為容許值CO,安全系數(shù)取用K=J/1.5.總之，在于C值如何取用，如果C值取用較大，則須用較大的安全系數(shù)，當(dāng)匚值取得較小時(shí)，安全系數(shù)也可相應(yīng)減小。2.2荷載計(jì)算、參數(shù)確定.水頭總推力。采用校核洪水位時(shí)：上游水位EL.542.46m,永久堵頭上游面底板高程為418-440X

4、2.8725%=405.36m導(dǎo)流洞永久堵頭底部承擔(dān)水頭高度為：542.46-405.36m=137.1m,永久堵頭頂部承擔(dān)水頭高度=137.1-16=121.1。永久堵頭處承擔(dān)水平推力：P=QpghAP一水的密度，1000kg/m3；g一重力加速度，9.8N/Kg；h平均水頭高度，129.1m；A導(dǎo)流洞過流面積，137n2;yq-可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，取1.0。計(jì)算可得水平推力P=173464KN.參數(shù)確定。按公式中說明，其參數(shù)取值如下:K-安全系數(shù)，取2.3;丫一混凝土容重，取2400Kg/m3A一堵頭斷面面積，137m；S一堵頭斷面周長(zhǎng)，45.6m；?一摩擦系數(shù)，取0.65;入一抗剪斷面積有

5、效系數(shù)，取0.75;C-抗剪凝聚力，取0.3Mpa；經(jīng)計(jì)算可知堵頭的長(zhǎng)度L=38m荷載組合作用在堵頭上的荷載作用分別為堵頭自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力，不考慮地震作用的影響。1）堵頭自重：混凝土容重取24.0kN/m3。2）靜水壓力：正常蓄水位基本組合時(shí)：上游水位541.91,下游水位405.00m；校核洪水位偶然組合時(shí)：上游水位542.46m,下游水位412.00m。3）揚(yáng)壓力：考慮到地下水位較高，為安全起見，堵頭揚(yáng)壓力標(biāo)準(zhǔn)值按照堵頭體積對(duì)應(yīng)水重考慮。堵頭計(jì)算相應(yīng)荷載組合見表2表2荷載作用組合表工作狀況作用組合考慮情況相應(yīng)水位(上游/下游)靜水壓力揚(yáng)壓力1基本組合設(shè)計(jì)洪水541.91/(無水)VV

6、2偶然組合校核洪水542.46/(無水)VV7V7計(jì)算參數(shù)堵頭按I級(jí)永久建筑物設(shè)計(jì)，抗滑穩(wěn)定極限狀態(tài)公式中：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)與取1.1;堵頭在設(shè)計(jì)洪水位下的基本組合按持久狀況考慮，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)取1.0,在校核洪水位下的偶然組合按短暫狀況考慮，設(shè)計(jì)狀況系數(shù)取0.95;結(jié)構(gòu)系數(shù)7d取1.2,混凝土與基巖抗剪斷摩擦系數(shù)及粘聚力材料性能分項(xiàng)系數(shù)分別為1.3和3.0。荷載作用分項(xiàng)系數(shù)見表3。表3荷載作用分項(xiàng)系數(shù)序號(hào)作用類別分項(xiàng)系數(shù)1自重兀1.02靜水壓力？p1.03揚(yáng)壓力7u1.23.3計(jì)算結(jié)果綜合考慮臨時(shí)堵頭所起的作用后，根據(jù)封堵段地質(zhì)情況，堵頭計(jì)算結(jié)果見表4。表4堵頭受力與長(zhǎng)度計(jì)算成果荷載組合擋水水頭H(m)自重T(KN)靜水壓力P