7水工地下洞室河海大学重点讲解.pptVIP

第七章 水工地下洞室 刘家峡水电站由混凝土重力坝、黄土副坝、电站厂房及泄洪排沙等建筑物组成，是以发电为主，兼有防洪、防凌等作用的枢纽。由于河谷狭窄，导流及泄洪量大，除布置有开敞式河岸溢洪道外，还设有大断面的导流兼泄洪隧洞。 20世纪60年代在黄河上建成刘家峡重力坝， H=147m，N=122.5万Kw，V=57亿m3； 白山水电站拦河坝为三心等厚重力拱，设有三条引水隧洞和三条尾水隧洞。 在深覆盖层上建成碧口心墙土石坝，H=101.8m，防渗墙深65.4m。 注意： 应提倡“一洞多用”，如导流洞在施工期导流，在运行期改建成泄洪洞；或改建成引水发电洞；或改建成灌溉供水洞；以取得最大的经济效益。 2.工作特点 (1)地质特点 地下结构作用有山岩压力、弹性抗力等； 洞口易坍塌； 山岩压力 山体中任一点处，在未开挖前是处于平衡状态的，开挖后由于围岩的变形、滑移或塌落而施加在衬砌或支护上的压力称为山岩压力，它对衬砌而言是主动荷载。 弹性抗力 隧洞在内水压力作用下，衬砌(部分)向围岩方向发生变形，当变形受到围岩的抵抗时，就有一个抵抗力作用在衬砌上，称该抵抗力为弹性抗力。它对衬砌而言是被动荷载。 请问：这两个荷载是否会同时作用在衬砌上？ (2)水力特点 A.有压洞： 洞内水头大压力高，对衬砌、强度、防渗等要求均较高； 闸门启闭力大，设备复杂，局部开启时易振动。 B.无压洞： 高速水流问题（空化、空蚀、脉动、振动等）； 易掺气； C.隧洞出口水流通常流速高、单宽流量大、需要采取适当的消能防冲措施； D.超泄能力小； (3) 施工特点 a.施工条件差、工序多、工艺复杂； b.工作面小、干扰大； (打炮、出渣、支护等) c.质量要求高、防渗要求高、安全问题突出； d.进度慢、时间紧、任务重； 第二节 隧洞的组成、闸门的位置 及其线路的选择 一、 组成隧洞的组成 上游引水段： （可省）； 进口段：控制流量及流态； 洞身段：输水道的主体； 出口段：消能段； 尾水渠：解决归河问题； 二、闸门的位置 闸门类型： 1.检修门(有时可作为事故门用，故亦称为事故检修门)： 检修门位于隧洞首部，工作门的前部。 要求：能动水关闭、静水开启。 2.工作门：位于检修门后的某个合适位置处，可能紧挨着，也可能离得很远。 作用：封闭孔口、调节流量， 要求：动水启闭。 b、位于出口：——有压洞 优点：洞内水流平稳，门后通气条件好； 便于部分开启，调节流量； 控制闸门的建筑物比较简单； 检修相对容易。 缺点：工作门检修门分离，运行管理不便； 洞内压力大，衬砌一旦开裂，内水外渗; 对岩体和土石坝等建筑物的稳定问题突出； 闸门推力大，支承体受力复杂。 三、线路的选择 关系到围岩整体稳定、工程造价、施工难易、工期长短、运行是否可靠等因素。 一般原则：直、短、少拐弯。 B.应有足够的埋置深度h 当埋置深度不足时： 1.不能很好地利用弹性抗力； 2.漏水的隧洞h小会影响坝体的稳定性； 3.爆破时h小对坝基稳定不利； 2. 地质条件： 构造简单，岩体坚固完整，地下水微弱；围岩稳定，以减小山岩压力和外水压力； 洞线要与岩层层面、破碎带、节理面有较大的交角， ； 高地应力区，隧洞的轴线与最大水平正应力方向一致。 进出口应为覆盖层或风化层较浅，岩石坚固完整的陡坡地段； 3. 水力条件： 进口水流平顺、均匀，不影响洞内流态； 出口水流与下游河道顺畅衔接，以减轻对河岸的冲刷， 出口距坝址应有一段距离，150-200M，特别是土石坝更应注意，以防冲刷坝脚。 4. 其它条件： (1)隧洞纵坡应满足施工、水流条件以及运行、维修的要求。 运输出渣要求底坡i=3-5‰ 不宜超过10‰ ，不宜做成平坡、反坡； 出口处设反坡时，应考虑维修时的排水措施。 无压洞：ii临界，以防在洞内产生水跃。 (2)长隧洞需增设施工支洞或竖井；以增加工作面，加快施工进度，便于通风； 如引滦入津工程，长9.68km，打了15个斜井支洞，４个竖井。 (3)当隧洞穿过坝、坝肩或其他建筑物地基时，之间要留有足够的厚度，以满足结构和防渗上的要求。 A.竖井式进口： 组成：闸前渐变段，竖井，闸后渐变段。 优点：结构简单，节省工作桥,不受风浪和冰的影响，抗震及稳定性好。 缺点：竖井开挖困