1、導流隧洞堵頭的設計計算.基本設計資料隧洞概況沐若水電站左岸布置1條導流隧洞，導流隧洞進口底板高程為418m出口底板高程為394.72m。導流隧洞標準過水斷面為10.0mX15.9m斜墻平底馬蹄形，其中頂拱為半圓弧形，圓弧半徑5.0m,中心角180°。過流面積約137m2,導流隧洞全長810.455m,典型剖面見圖1。圖1隧洞典型剖面地質條件與巖石力學參數導流隧洞穿過壩區主要的地層，包括砂巖、雜砂巖、粉砂巖、泥巖、頁巖等。導流隧洞圍巖基本級別：完全由砂巖、雜砂巖構成的洞段，巖體基本質量可按n級考慮；由砂巖、雜砂巖夾頁巖、泥巖、粉砂巖等軟巖構成的洞段，巖體基本質量按田級考慮較為合適；完全

2、由頁巖、泥巖、粉砂巖等軟巖構成的洞段，巖體基本質量按iv一級考慮較為合適。各類巖（石）體的物理力學參數建議值如表1。導流隧洞堵頭段地質參數建議值巖石類別天然容重（kN/m3）碎與巖石抗剪強度fC(MPa)泥巖、頁巖24.5250.50.2粉砂巖25.5260.650.3硬砂巖、雜砂巖25.51.01.0.堵頭長度計算2.1計算公式堵頭的長度和穩定，常用抗剪斷強度公式計算;用戶1=羽T"£運（并8-24。）式中設計水頭的總推力；K安全系數,人4S一堵頭長度.斷面面枳和斷團周長.7混凝土容里混凝土與巖石（或混塘土與混凝土）的摩擦系數；二一指剪斷面積有鼓系數,可取d7。.75,主

3、要考唐原部接觸不艮、接縫濯漿效果不佳，接觸期的處理清洗不良和混凝上收絹髡晌等因素；C一混凝土與巖石（或海凝土）接觸面的抗剪斷整聚力.按擾獨斷強度公式計算時，我國富力壩設計規范（SDJ21-7R）規定，安全系數K=2.3工0C值需樁野外和室內試驗峰值的小值平均值分析確定，日本規工設訐規范裁定，安全系數應大于卻實際應用中.也有取C為容許值CO,安全系數取用K=J/1.5.總之，在于C值如何取用，如果C值取用較大，則須用較大的安全系數，當匚值取得較小時，安全系數也可相應減小。2.2荷載計算、參數確定.水頭總推力。采用校核洪水位時：上游水位EL.542.46m,永久堵頭上游面底板高程為418-440X

4、2.8725%=405.36m導流洞永久堵頭底部承擔水頭高度為：542.46-405.36m=137.1m,永久堵頭頂部承擔水頭高度=137.1-16=121.1。永久堵頭處承擔水平推力：P=QpghAP一水的密度，1000kg/m3；g一重力加速度，9.8N/Kg；h平均水頭高度，129.1m；A導流洞過流面積，137n2;yq-可變荷載分項系數，取1.0。計算可得水平推力P=173464KN.參數確定。按公式中說明，其參數取值如下:K-安全系數，取2.3;丫一混凝土容重，取2400Kg/m3A一堵頭斷面面積，137m；S一堵頭斷面周長，45.6m；?一摩擦系數，取0.65;入一抗剪斷面積有

5、效系數，取0.75;C-抗剪凝聚力，取0.3Mpa；經計算可知堵頭的長度L=38m荷載組合作用在堵頭上的荷載作用分別為堵頭自重、靜水壓力、揚壓力，不考慮地震作用的影響。1）堵頭自重：混凝土容重取24.0kN/m3。2）靜水壓力：正常蓄水位基本組合時：上游水位541.91,下游水位405.00m；校核洪水位偶然組合時：上游水位542.46m,下游水位412.00m。3）揚壓力：考慮到地下水位較高，為安全起見，堵頭揚壓力標準值按照堵頭體積對應水重考慮。堵頭計算相應荷載組合見表2表2荷載作用組合表工作狀況作用組合考慮情況相應水位(上游/下游)靜水壓力揚壓力1基本組合設計洪水541.91/(無水)VV

6、2偶然組合校核洪水542.46/(無水)VV7V7計算參數堵頭按I級永久建筑物設計，抗滑穩定極限狀態公式中：結構重要性系數與取1.1;堵頭在設計洪水位下的基本組合按持久狀況考慮，設計狀況系數取1.0,在校核洪水位下的偶然組合按短暫狀況考慮，設計狀況系數取0.95;結構系數7d取1.2,混凝土與基巖抗剪斷摩擦系數及粘聚力材料性能分項系數分別為1.3和3.0。荷載作用分項系數見表3。表3荷載作用分項系數序號作用類別分項系數1自重兀1.02靜水壓力？p1.03揚壓力7u1.23.3計算結果綜合考慮臨時堵頭所起的作用后，根據封堵段地質情況，堵頭計算結果見表4。表4堵頭受力與長度計算成果荷載組合擋水水頭H(m)自重T(KN)靜水壓力P