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第47卷第03期水电站机电技术Vol.47No.03
2024年03月MechanicalElectricalTechniqueofHydropowerStationMar.202449
基于ABAQUS软件的钢筋砼输水隧洞分岔口有限元分析
吴浩然，宦如胤1，刘睿璇²
（1.贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州贵阳550000；2.江苏省南京市滁河河道管理处，江苏南京210048）
摘要：本工程钢筋砼输水隧洞分岔口由主洞、支洞、检修洞以及渐变段组成，深埋地下，结构体型、外荷载复杂，
常规简化模型受力分析难以准确描述其应力应变分布规律。本文基于ABAQUS软件，按照实际围岩地层及设计文
件，建立细化三维有限元模型，针对不同荷载组合，对隧洞衬砌的应力分布特征进行分析及评价，并给出配筋建议。
计算分析成果可为混凝土输水隧洞分岔口设计提供有效理论支撑依据，具有理论与现实双重意义。
关键词：输水隧洞；分岔口；三维有限元分析；配筋设计
中图分类号：TU31文献标识码：B文章编号：1672-5387(2024)03-0049-06
DOl:10.13599/j.cnki.11-5130.2024.03.014
残坡积黏土、黏土夹碎石等,厚度0~3m。
1概况
三叠系下统大冶组第一段(T,d）：浅灰、灰色中
1.1工程总况至厚层泥晶灰岩，时夹厚层粒灰岩及少量薄层灰
花南花中输水工程主要由花南输水工程、花中岩，竹叶状灰岩，偶夹页岩，泥质条带较发育；强风
输水工程组成，总输水量为10168万m/a（现状）和化层厚度为4~5m,弱风化层厚度为6~7m。
13073万m/a（远期）,其中向南郊水厂输水5810
1.3隧洞分岔口设计要点
万m/a（现状）和7263万m/a（远期）向中曹水厂花溪隧洞及花南隧洞：二衬施作前，洞身为城
输水4358万m/a（现状）和5810万m/a（远期）。门洞型,标准洞段洞宽4m，洞高3.85m,扩大段洞
根据SL252一2017《水利水电工程等级划分及洪水
宽7m，洞高4.621m，由标准段到扩大段的过渡段
标准》GB50201一2014《防洪标准》,工程等别为Ⅲ
长7m，在检修洞侧单侧扩大，渐变段的洞身尺寸按
等,工程规模属中型。
线性变化。二衬施作后,洞身尺寸均为直径3m的
花南花中输水工程采用集中输水方案，花溪隧圆洞。
洞从花溪水库取水，在靠近中曹水厂位置设置分水
花中隧洞：二衬施作前，洞身为城门洞型，标准
口，一支接南郊水厂方向为花南隧洞，一支接中曹水
洞段洞宽4m，洞高3.85m，扩大段洞宽7m，洞高
厂方向为花中隧洞，同时根据运行要求，在分水口上
4.621m，由标准段到扩大段的过渡段长7m按双侧
游设置一检修支洞。在该洞段范围内，由于多隧洞
等尺寸扩大，渐变段的洞身尺寸按线性变化。二衬
相交，隧洞外尺寸发生变化，隧洞衬砌受力复杂，需
施作后，洞身尺寸为直径3m的圆洞。
对该洞段进行有限元分析！，揭示隧洞衬砌的应力
情况，分析其分布规律[2]。检修洞：二衬施作前，标准洞段洞身为城门洞
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