天生桥二级水电站引水隧洞设计.doc

天生桥二级水电站引水隧洞设计 天生桥二级水电站引水隧洞设计 冉懋鸽 (国家电力公司贵阳勘测设计研究院,贵州　贵阳　550002) 摘　要:天生桥二级水电站引水隧洞长,埋深大,外水压力高,沿线工程地质和水文地质条件极其复杂。结构设计采用新奥法施工,衬砌采用限裂设计,对高达4MPa的外水压力段,采用加厚衬砌、高压固结灌浆及排水措施,对断层破碎带、岩溶洞穴、暗河等不良地质洞段,采用高压固结灌浆和灌浆孔内布设锚杆加固围岩、再用桩管、管梁、明钢管、拱桥等结构通过,取得了良好的效果和施工经验。关键词:天生桥二级水电站;引水隧洞;不良地质洞段;加固设计;施工 中图分类号:TV732　　　文献标识码:B　　　文章编号:1007-0133(2001)03-0031-07 1　工程概况 南盘江天生桥二级(坝索)水电站位于贵州安 龙和广西隆林界河南盘江下游天然落差最集中的河段上,从坝索坝址至厂房河段长约1415km。电站坝址以上的流域面积50194km2,约占全流域面积的8914%。 本工程为大型低坝引水式水电工程,以发电为单一开发目标。电站的主要建筑物由首部枢纽、引水系统和发电厂房3部分组成。 首部枢纽布置在天生桥峡谷出口的坝索,由左、右非溢流重力坝段、河床溢流坝段和冲沙闸组成,坝轴线全长469196m。大坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高6017m,坝顶长471m。坝身进水口后接引水系统,整个引水系统由进口明管、引水隧洞、调压井及压力管道组成。 首部进水口共6个,每个隧洞2个,孔口尺寸为6m×9m(宽×高),经1514m的渐变段变为内径817m的圆形断面与其后的3条坝后引水明管衔接。进口明管内径均为817m,平均长度约175m,采用钢筋混凝土圆形结构,壁厚115m。引水明管之间的中心距为1715m。 引水隧洞共3条,平均(从进口至隧洞末端,含引水明管),其中隧洞部分平均。引水隧洞洞径为:钻爆法开挖段衬砌内径817m,TBM开挖段衬砌内径918m。3条引水隧洞平行布置,隧洞中心距在灰岩地区为40m,在砂页岩地区为50m。进口底板高程为622m,调压井底部处高程为592m。 隧洞直径在中间部分由817m内径变为918m 内径,然后在隧洞2号施工支洞附近又从918m内径变为817m内径,后在施工过程中因需抢工期,在、号隧洞处增设了部分内径9m及916m的衬砌断面;隧洞末端由长24m的渐变段从内径817m变为10m×515m的方圆形断面后接调压井。根 据每条洞实际情况,3条隧洞的长度及内径有一些差别,见附表。 附表　引水隧洞洞径及长度 隧洞明管长号 内径内径内径817m长910m长918m长 m 总长 1451484617116343407183492741952 1721732550815937321075336219259776132519916794610167385210004165100098271352 　　隧洞采用混凝土或钢筋混凝土衬砌,其糙率n=01014,设计最大引用流量每条285m3/s,经动 能经济分析,与内径817m、918m和910m相对应的流速为41793m/s、3178m/s和4148m/s。设计内水压力为0123～0183MPa(相应于正常库水位645m情况)。 3个调压井分别位于3条隧洞末端,每个调压 井下部还有一分岔段,由10m×515m的方圆形断面分岔为2个415m×515m(宽×高)的矩形断面,分岔后接压力钢管的闸门室,再接2条压力钢管。调压井为带上室阻抗式圆形结构布置型式,上室为10m×10m(宽×高)、长160m、底坡为 收稿日期:2001-04-28 作者简介:冉懋鸽(1962-),男,贵州省绥阳县人,高级工程师, 学士,现任国家电力公司贵阳勘测设计研究院副院长、 副总工程师,兼南盘江天生桥二级水电站设计总工程师及项目经理、洪家渡水电站项目经理。 31? 0101的隧洞,井顶高程680m,井筒衬砌后内径为21m,井底高程600m,阻抗孔直径311m。 压力钢管由上平段、上弯段、竖管段、下弯段和下平段组成,平均长度为600m,直径517m,进厂房前直径变为412m。压力钢管承受最大内水压力217MPa。 厂区枢纽由发电厂房、500kV开关站、220kV开关站、500kV/220kV联络变电站、中控楼等组成。发电厂房共安装6台水轮发电机组,单机容量220MW,共1320MW,保证出力730MW,多年平 理力学指标更差。其中号主洞有大于10m空腔的溶洞9个、中小溶洞12个,号主洞有大于10m空腔的溶洞11个、中小溶洞10个,号主洞有大于10m空腔的溶洞3个、中小溶洞3个。 3　衬砌计算假定及设计原则 311　隧洞一期支护设计 隧洞设计衬砌内径为817m的洞段,采