新疆某水电站引水发电洞施工支洞堵头设计.docx

广西水利水电GXWATERRESOURCESHYDROPOWERENGINEERING2011(1)

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·规划设计·

新疆某水电站引水发电洞施工支洞堵头设计

王永涛，张万军

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830000)

[摘要]结合新疆某水电站工程引水发电洞施工支洞实际情况，介绍了堵头长度的确定和抗滑稳定安全系数的复核，并对堵头的结构及封堵施工进行了系统设计。

[关键词]施工支洞；堵头；设计；施工

[中图分类号]TV732;TV543.3[文献标识码]B[文章编号]1003-1510(2011)01-0025-04

1概况

新疆某水电站由引水发电系统发电洞、发电厂房、砼壅水坝等建筑物组成。砼壅水坝设计洪水位1282.000m,正常蓄水位1282.000m,校核洪水位1283.55m,为Ⅲ等中型工程。发电洞全长1720.221m,进水口底板高程1262.0m,纵坡为1/377.5。

2平面布置及设计标准

为加快施工进度、方便施工，该工程引水发电洞布置两条施工支洞，1#、3#施工支洞分别布置在主洞桩号0+112.204m处和桩号1+346.000m处。1#施工支洞布置在主洞线左侧，设计断面为7.7m×6.0m城门洞型，与主洞轴线夹角45°。采用全段封堵回填的方式，封堵段桩号Z0+050.995-Z0+

090.995,采用微膨胀混凝土。桩号Z0+0300.000-Z0+050.995下部采用砂砾石回填，上部回填混凝土。桩号Z0+000.000-Z0+030.000回填混凝土，设灌浆廊道。

3#施工支洞布置在主洞线右侧，设计断面为8.0m×8.0m城门洞型，与主洞轴线夹角90°。封堵段桩号Z0+140.792-Z0+155.792,采用微膨胀混凝土。

为确保安全，堵头的位置靠发电洞布置，以保证发电洞内水流不会通过堵头绕渗到洞外。该水电站为Ⅲ等中型工程，水工建筑物按VI度地震设防，引水发电系统发电洞、发电厂房、砼壅水坝为3级建筑

物，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。发电洞施工支洞堵头属于永久挡水建筑物，设计标准与引水发电洞相同，为3级建筑物。

1#施工支洞稳定受库水位控制，按水库设计水位计算设计、校核两种工况下的堵头长度；3#施工支洞因水锤压力大于静水压力，稳定受发电洞内水压力控制，计算洞内内水压力工况下的堵头长度。

3荷载组合

3.11#施工支洞堵头

基本荷载组合：正常蓄水位水推力(1282m)+堵头自重，

特殊荷载组合：校核洪水位水推力(1283.55m)+堵头自重。

1#施工支洞堵头处施工支洞洞底高程为1261.703m,堵头的设计外水压力为20.297m、校核外水压力为21.847m。

3.23#施工支洞堵头

基本荷载组合：发电洞设计内水压力+堵头自重；

特殊荷载组合：发电洞校核内水压力+堵头自重。

3#施工支洞堵头处发电洞洞底高程为1258.434m,堵头的内水压力按发电洞洞内静水压力与水锤压力升高值之和考虑，堵头的设计内水压力为29.375m,校核内水压力为30.925m。

[收稿日期]2010-11-23

[作者简介]王永涛(1982-),男，新疆乌鲁木齐人，新疆水利水电勘测设计研究院助理工程师，学士，主要从事水利水电工程施工组织设计工作。

王永涛，张万军：新疆某水电站引水发电洞施工支洞堵头设计

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4堵头抗滑稳定计算

参照国内已建工程堵头的计算方法，本堵头计算采用《水工隧洞设计规范》(DL/T5195-2004)中的公式进行堵头长度计算1]。

作用效用函数：S(·)=ZPR

抗力函数：R(·)=fr∑WR+CrAR

式中：ZPr——滑动面上封堵体承受的全部切向

作用力之和，kN;

∑wR——滑动面上封堵体全部法向作用力

之和，向下为正，kN;

fr——混凝土与岩石抗剪断摩擦系数，由地质试验可知1#施工支洞取0.4,3#施工支洞取0.8;

混凝土与岩石的抗剪断粘结力CR值，由地质试验可知1#施工支洞取0.015,3#施工支洞取0.6;

Ar——除顶拱部位外，封堵体与混凝土接触面的面积，m2。

按上述计算参数、荷载组合和计算公式进行堵头长度计算，1#施工支洞堵头的计算长度为33.149m,3#施工支洞堵头的计算长度为11.362m。

综合考虑支洞周围岩体的性质和抗渗性能，1#施工支洞堵头设计长度取40m,3#施工支洞堵头设计长度取15m。

5堵头抗滑稳定安全系数复