水工建筑物课件-水工隧洞.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 级 别 1 2 3 4 5 地下水 活动状态 洞壁 干燥 或潮湿 沿结构面 有渗水 或滴水 沿裂隙或软弱结构面有大 量滴水、线状流水或喷水 严重滴水，沿软弱 结构面有小量涌水 严重股状流水，断层 等软弱带有大量涌水 β值 0~0.20 0.10~0.40 0.25~0.60 0.40~0.80 0.65~1.00 第八章?水工隧洞 地下水位线以下的水柱高乘以折减系数β作为外水压力的计算值。 外水压力 §8.水工隧洞衬砌的荷载和荷载组合 一、荷载 第八章?水工隧洞 衬砌自重 水压力 渗透压力：水头折减系数? 温度荷载：一般依靠构造措施 灌浆压力 地震荷载 §8.水工隧洞衬砌的荷载和荷载组合 一、荷载 其他 第八章?水工地下洞室 基本荷载组合 设计洪水工作闸门关闭 设计洪水闸门全开 设计洪水检修闸门关闭，工作闸门开启 特殊荷载组合 校核洪水闸门开启 设计洪水遇地震 施工期 §8.水工隧洞衬砌的荷载和荷载组合 二、荷载组合 §9.水工隧洞的衬砌计算与支护设计  结构力学Structural Mechanics方法 弹性理论Elastic Theory方法 有限元Finite Element方法 选取代表性断面设计 内力组合的考虑 最大内水压力＋最小外水压力 最大外水压力 应力分布不均匀，按段配筋 限制混凝土裂缝 §9.水工隧洞的衬砌计算与支护设计 一、衬砌设计 喷锚支护是喷混凝土支护和锚杆支护的总称 锚杆的工作原理与构造 二、喷锚支护 楔缝式锚杆 锚杆支护的工作原理 §9.水工隧洞的衬砌计算与支护设计 喷混凝土支护的工作原理 为加强支护效果，可以在锚杆基础上采用挂钢筋网喷混凝土支护，钢筋网与锚杆用焊接 喷锚支护的糙率大，要求采用光面爆破控制起伏差 允许流速建议小于8m/s 二、喷锚支护 冲切破坏示意图 §9.水工隧洞的衬砌计算与支护设计 三臂钻孔台车在隧洞内作业 * * * * * 第八章?水工隧洞 底流消能 §5.水工隧洞的出口段及消能设施 一、出口段的体形 洞中突扩消能 一、出口段的体形 第八章?水工隧洞 §5.水工隧洞的出口段及消能设施 螺旋流沿流程均匀消能 螺旋流在消能室中集中消能； 按消能工结构可分为: 旋流式竖井消能 水平螺旋流消能。 一、出口段的体形 洞内旋流消能 第八章?水工隧洞 §5.水工隧洞的出口段及消能设施 §6.高流速泄水隧洞的水流脉动压力与空蚀 第八章?水工隧洞 高水头泄水隧洞内，水流的流速很高，有的已达到50m/s以上。 高速水流现象： 水流脉动压力及脉动可能引起建筑物的振动， 水流的空化而产生的空蚀破坏 水流的掺气和冲刷等。 水流脉动压力是否诱发隧洞结构振动，应视脉动压力大小、频率特性、隧洞结构形状、尺寸和自振特性等因素 设计中应做到水流的最小空化数大于其初生空化数。 一、脉动压力、空化与空蚀 §6.高流速泄水隧洞的水流脉动压力与空蚀 第八章?水工隧洞 泄洪洞的空蚀破坏 1–空蚀破坏区；2–导流洞堵塞段 黄尾泄洪洞掺气槽布置（单位：m） 1–掺气槽；2–挑坎，高度从洞底至水平中心线以上3.8cm处，由7.6cm渐变到0 §6.高流速泄水隧洞的水流脉动压力与空蚀 二、减蚀措施 第八章?水工隧洞 石头河泄洪洞掺气槽布置（单位：m） 1–通气孔；2–掺气槽 图8–22 常用的掺气设施类型 （a）掺气槽式；（b）挑坎式；（c）跌坎式；（d）挑坎跌坎式；（e）突扩突跌式 石砭峪泄洪洞掺气跌坎布置（单位：cm） 1–通气孔；2–喷混凝土 §7.水工地下洞室的围岩稳定性 岩石的力学特性 作用在水工隧洞上的荷载 衬砌的结构计算 岩石的变形特性与破坏形式 §7.水工地下洞室的围岩稳定性 第八章?水工隧洞 分类 名称 主要特征 地下水活动 稳定能力 I 稳定 坚硬，大块，新鲜或微风化 节理不发育 几乎没有 能长期稳定 II 基本稳定 坚硬或中硬岩 节理较发育，但连续性不强 微弱 较长时间维持稳定 III 稳定性差 地质影响大的硬岩，影响较大中硬岩或影响较小的软岩 显著 局部塌落，短时间维持稳定 IV 不稳定 有软弱夹层等 强烈 自稳能力差 V 极不稳定 散体结构 剧烈 边挖边塌 §7.水工地下洞室的围岩稳定性 围岩的分类 第八章?水工隧洞 为岩体的泊松比 λ称为侧压力系数 以自重作用为主的重力应力场 以构造运动为主的构造应力场 一、岩体初始应力 §7.水工地下洞室的围岩稳定性 第八章?水工隧洞 预钻排孔防止岩爆 1–掌子面；2–预钻排孔；3–岩爆部位 岩爆 一、岩体初始应力 §7.水工地下洞室的围岩稳定性 第八章?水工隧洞