(完整word版)导流洞堵头长度计算

导流隧洞堵头的设计计算1.基本设计资料1.1隧洞概况沐若水电站左岸布置1条导流隧洞，导流隧洞进口底板高程为418m，出口底板高程为394.72m。导流隧洞过水断面为10.0m×15.9m斜墙平底马蹄形，其中顶拱为半圆弧形，圆弧半径5.0m，中心角180°。过流面积约137m2，导流隧洞全长810.455m，典型剖面见图1。图1隧洞典型剖面1.2地质条件与岩石力学参数导流隧洞穿过坝区主要的地层，包括砂岩、杂砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩等。导流隧洞围岩基本级别：完全由砂岩、杂砂岩构成的洞段，岩体基本质量可按Ⅱ级考虑；由砂岩、杂砂岩夹页岩、泥岩、粉砂岩等软岩构成的洞段，岩体基本质量按Ⅲ级考虑较为合适；完全由页岩、泥岩、粉砂岩等软岩构成的洞段，岩体基本质量按Ⅳ—级考虑较为合适。各类岩（石）体的物理力学参数建议值如表1。表1导流隧洞堵头段地质参数建议值岩石类别天然容重砼与岩石抗剪强度（kN/m3）fC(MPa)泥岩、页岩24.5～250.50.2粉砂岩25.5～260.650.3硬砂岩、杂砂岩25.51.01.02.堵头长度计算2.1计算公式2.2荷载计算、参数确定1.水头总推力。采用校核洪水位时：上游水位EL.542.46m，永久堵头上游面底板高程为418-440×2.8725%=405.36m，导流洞永久堵头底部承担水头高1度为：542.46-405.36m=137.1m，永久堵头顶部承担水头高度=137.1-16=121.1。永久堵头处承担水平推力：PQghAρ—水的密度，1000kg/m3；g—重力加速度，9.8N/Kg；h—平均水头高度，129.1m；A—导流洞过流面积，137m2；γQ—可变荷载分项系数，取1.0。计算可得水平推力P=173464KN。2.参数确定。按公式中说明，其参数取值如下：K—安全系数，取2.3；γ—混凝土容重，取2400Kg/m3；A—堵头断面面积，137m2；S—堵头断面周长，45.6m；?—摩擦系数，取0.65；λ—抗剪断面积有效系数，取0.75；C—抗剪凝聚力，取0.3Mpa；经计算可知堵头的长度L=38m22.1荷载组合作用在堵头上的荷载作用分别为堵头自重、静水压力、扬压力，不考虑地震作用的影响。1）堵头自重:混凝土容重取24.0kN/m3。2）静水压力:正常蓄水位基本组合时：上游水位541.91，下游水位405.00m；校核洪水位偶然组合时：上游水位542.46m，下游水位412.00m。3）扬压力：考虑到地下水位较高，为安全起见，堵头扬压力标准值按照堵头体积对应水重考虑。堵头计算相应荷载组合见表2。表2荷载作用组合表工作作用组合考虑情况相应水位自重静水压力扬压力状况（上游/下游）1基本组合设计洪水541.91/（无水）√√√2偶然组合校核洪水542.46/（无水）√√√2.2计算参数堵头按Ⅰ级永久建筑物设计，抗滑稳定极限状态公式中：结构重要性系数0取1.1；堵头在设计洪水位下的基本组合按持久状况考虑，设计状况系数取1.0,在校核洪水位下的偶然组合按短暂状况考虑，设计状况系数取0.95；结构系数d3取1.2,混凝土与基岩抗剪断摩擦系数及粘聚力性能分项系数分别为1.3和3.0。荷载作用分项系数见表3。表3荷载作用分项系数序号作用类别分项系数1自重G1.02静水压力P1.03扬压力U1.23.3计算结果综合考虑临时堵头所起的作用后，根据封堵段地质情况，堵头计算结果见表4。表4堵头受力与长度计算成果荷载组合挡水水头H自重静水压力扬压力堵头长度计堵头长度取（m）T（KN）P（KN）U（KN）算L（m）值（m）基本组合131.91123322373969148832.332.5偶然组合132.82124172317867776532.04