北疆某引水式电站引水隧洞衬砌结构的优化设计

色尔古水电站引水隧洞在施工过程中出现多次塌方,部分洞段临时支护变形后侵占衬砌断面,严重威胁施工安全,影响工程进度。经研究,在基本不拆除临时支护、满足调压井涌浪要求的前提下,调整了引水隧洞的衬砌,最大限度地保障了施工期安全,促进了工程进展。

湖南润海水电站引水隧洞长553.5m,地质构造复杂,对隧洞不同部位的衬砌结构型式进行了优选,并付诸实施,经长期运行后,检查表明效果较好。

引水隧洞衬砌结构的内力和配筋与围岩弹性抗力(模量)关系密切,传统设计所采用围岩参数是通过现场地质情况以及相似工程类比得到的,这种方法由于岩体参数的不准确导致配筋结果与实际工程之间出现很大的偏差。结合现场位移监测结果进行反分析得到的岩体参数,采用三维有限元法,开展引水隧洞衬砌结构受力特性研究,利用应力场成果进行结构配筋计算,并与规范配筋成果进行对比分析,从而提出合理的配筋方案。

对于引水隧洞的衬砌设计,采用不同的设计理论会得出不同的结果;对于长引水隧洞,若隧洞中不良地质段长,在保证隧洞安全运行条件下,尽可能减少衬砌工程量和造价是设计和业主必须考虑的问题。通过金康水电站高压长引水隧洞衬砌设计、优化及实测钢筋应力分析表明,即使在地质条件差的隧洞,围岩仍然是承担内水压力的主体。

水利水电技术　第38卷　2007年第12期 waterresourcesandhydropowerengineeringvol138no112 水电站长有压引水隧洞衬砌型式的探讨 张　磊,郑鼎雄 (云南省水利水电勘测设计研究院,云南昆明　650021) 　水电站;长有压引水隧洞;衬砌型式;锚喷 中图分类号:tv73213　　　　文献标识码:b　　　　文章编号:100020860(2007)1220078203 　　　　　　　　　　 收稿日期:2007210211 作者简介:张　磊(1968—),男,高级工程师。 1　引　言 当前随着水电资源大规模开发,对于云南省以山 区河流为主的中小型水电站,其开发形式多以径流引 水式电站为主,引水发电站隧洞在工程布置上具有洞 线长、投资大的特点,

依尔甘南水电站弓l水隧洞 衬砌布筋的研究与优化 依尔甘南水电橄计过程中，对其弓j水隧洞岩石坚硬系数夫干 4的洞线段(约占806洞长)的衬砌结构计算表明，在遵守裂 缝张开宽度限制绦件下，合镏率可低予建筑法规chun 2．o8·09⋯84的规定．为论证减少布筋的可能性．需对岩石抗 力系数较高(k0=80一loompa／cm)的滑进行实验研究． 隧洞的开挖考虑采用《robbins)掘进机，村砌浇啊采用高工艺 和无焊按的钢筋． 与钻爆法不同，掘进机开挖可保证形成设甘断面，减少固岩的 破坏，从而为洞室周边形成均匀的岩石抗力创造了有利条件． 依尔甘南水电站曲二条引水洞长各为5000m，座落在坚硬 的自云石、砂岩和泥板岩互层的沉积岩中，其极限轴向抗压强度在 60一il0mp嫂问。 沿洞线的外部静水头达2

. . 木瓜墩水电站引水隧洞衬砌工程 施 工 方 案 . . 重庆力通建筑工程有限公司 木瓜墩电站项目部 2010年9月12日 引水隧洞衬砌施工方案 一、工程概况： 1、木瓜墩电站引水隧洞位于四川省阿坝州松潘县小河乡丰岩堡至 小河乡木瓜墩村涪江与虎牙河汇合处涪江右岸建厂发电。引水 隧洞工程包括引水隧洞、调压井、压力管道。 2、木瓜墩电站引水隧洞全长3552.738m.要根据施工要求其中：全 部为衬砌30cm混凝土，钢筋制作约400吨。其中分为四个工 作面。 3、木瓜墩电站调压井与压力管道工程。调压井衬砌工程，高度为 41.363m。所需钢筋68.86t。压力管道工程全长128.9m.其中 斜井段72m. 二、施工路线安排： 1、根据合同工期2011年3月30日整个引水隧洞衬砌施工全面 工的要求，及现场实际情况，把现场划分为5

柬埔寨额勒赛水电站引水隧洞在施工过程中根据开挖揭露的地质情况，在充分利用洞室围岩自稳、承载和抗渗的基础上，结合水头及电量损失进行综合研究，确定了横断面衬砌结构优化方案并实施，达到节约工程投资，加快工程进度的目的，取得了良好效果。

洞松水电站引水隧洞结构设计中,拟定圆形与平底马蹄形两种过流断面进行分析比较,计算过程采用边值法、有限元法进行计算,计算结果分析表明引水隧洞采用圆形断面较马蹄形断面配筋相对减小,钢筋间距相对增大,更能保证施工期混凝土浇筑质量,圆形隧洞断面运行期可更好地发挥衬砌结构与围岩联合承受内水压力作用,衬砌结构的应力状态均匀,工作条件好,对地质条件适应性更强,更能保证工程运行安全,并节省工程投资。

引水隧洞工期是固滴水电站关键线路,投资占总投资比例较大.对隧洞衬砌结构设计进一步优化研究是有必要的.固滴水电站引水隧洞总长10852.32m,其中ⅳ类偏好围岩洞段约占全洞长20%,具备衬砌设计优化的可行性.通过固结灌浆能够提高引水隧洞围岩力学参数,使衬砌与围岩形成承载圈,从而达到加固引水隧洞围岩的作用,同时也可提高引水隧洞围岩防渗性能.本文研究思路及技术路线可为类似工程设计提供参考.

由于高压隧洞的常规设计概念在经济上存在不合理性,谢家沟电站高压引水隧洞衬砌结构设计引入了围岩承载的新概念,根据目前国内外水工高压隧洞衬砌结构设计常用的\"挪威准则\"、\"最小地应力准则\"和工程类比,谢家沟电站高压引水隧洞可考虑不衬砌,取得了良好的经济效益。谢家沟电站高压引水隧洞衬砌结构设计的概念和方法可供类似工程参考。

隔河岩电站引水隧洞砼衬砌施工

根据某水电站引水系统实际情况,采用ansys三维非线性有限元法,建立其引水系统中新建引水隧洞的三维有限元模型;并对引水隧洞的衬砌结构进行分析。验证衬砌方案和支护参数的合理性;同时提供衬砌配筋计算结果及优化建议,论证现有衬砌和支护方案合理性,补充和完善加固处理措施。结果表明,引水隧洞各段衬砌在各个工况下,水平位移最大值为0.41mm,出现在侧面;垂直向最大位移为-6.53mm,出现在顶拱处。衬砌最大第一主应力为拉应力,其值为2.33mpa,发生于工况四,出现在顶拱处;衬砌最大第三主应力为压应力,其值为-8.19mpa,发生于工况二,出现在衬砌侧面。由于衬砌c25混凝土的抗压强度为17mpa,故衬砌结构安全。衬砌采取单层筋布置,各段环向配筋φ20@200mm,纵向钢筋φ12@300mm,考虑到方圆渐变段的应力状态较为复杂,优化设计后建议采用50cm厚的衬砌方案。

根据广西下桥水电站引水隧洞工程实际条件,论述在保障工程安全的前提下,对工程特点做具体分析,从抗渗安全性,综合经济效益考虑,选择经济、可靠、效益指标优越的中低水头大流量有压引水隧洞衬砌结构方案为钢筋混凝土衬砌及局部内套钢管结构。电站投入运行5年未发现隐患。

立洲水电站引水隧洞长16.7km,地质条件复杂,围岩较差,开挖揭露芋类围岩占总长的16%、郁类围岩洞段占总长的65%、吁类围岩洞段占总长的19%,郁类、吁类围岩所占比例约达84%,承担水头40140m,采用dl/t5195原2004《水工隧洞设计规范》的公式法计算配筋较大.结合现场固结灌浆试验及其检测成果及类似工程经验,根据相关文献资料数据调研,适当提高围岩固结圈物理力学参数,并应用于有限元分析计算.结合引水隧洞衬砌结构力学法配筋成果、有限元法配筋成果,从计算原理及边界条件、工程类比、工程效益、施工因素等方面综合分析,选择适合该工程隧洞的衬砌钢筋型式,考虑-定的安全余度,是符合实际的、合理的.

立洲水电站引水隧洞长16.7km,地质条件复杂,围岩较差,开挖揭露芋类围岩占总长的16%、郁类围岩洞段占总长的65%、吁类围岩洞段占总长的19%,郁类、吁类围岩所占比例约达84%,承担水头40140m,采用dl/t5195原2004《水工隧洞设计规范》的公式法计算配筋较大.结合现场固结灌浆试验及其检测成果及类似工程经验,根据相关文献资料数据调研,适当提高围岩固结圈物理力学参数,并应用于有限元分析计算.结合引水隧洞衬砌结构力学法配筋成果、有限元法配筋成果,从计算原理及边界条件、工程类比、工程效益、施工因素等方面综合分析,选择适合该工程隧洞的衬砌钢筋型式,考虑-定的安全余度,是符合实际的、合理的.

隔河岩电站引水隧洞砼衬砌施工

结合阿坝州理县米亚罗水电站有压引水隧洞的衬砌设计、优化及各种观测分析结果,阐述了对隧洞围岩进行科学分类、分别采用适合的衬砌方法,在保证洞室安全稳定的情况下,不仅能缩短施工工期,而且能有效降低工程造价,取得安全、经济的综合效益.

采用钢筋混凝土非线性有限元方法，对湖南柘溪水电站引水隧洞衬砌在温度变化和使用荷载作用下的受力情况进行了计算分析，得出了温度变化是引起衬砌开裂的原因和衬砌结构仍具有较高承载力的结论．

新塘房水电站引水隧洞设计为圆形有压隧洞,开挖断面直径为5m,底坡为3.36‰,总长为3876.22m。根据设计地质资料,引水隧洞衬砌分为a、b、c三种型式,衬砌厚度分别为0.4、0.3、0.1m(挂网喷护),衬砌后洞径分别为4.2、4.4、4.8m。通过对引水隧洞不同衬砌方案的水力计算结果对比,为衬砌方案可行性提供了较为科学的依据。同时结合施工方法和施工进度综合考虑,从工程经济角度和推进衬砌施工进度方面选择了更适合工程实际的衬砌方案,保证了节点目标的顺利完成。

昆江2水电站隧洞全长5212m,最大开挖直径4·6m,圆形断面,隧洞系统由主隧洞、调压井、竖井等结构物组成。主隧洞开挖使用汽腿钻造孔,扒碴机配合自卸汽车出碴;砼浇筑采用泵送及大型钢模台车、滑模等先进工艺施工,保证了质量,实现了砼的快速浇筑。

利用隧洞可以保温的特性,边坝县二级电站引水隧洞衬砌混凝土的施工安排在低温季节进行,并采取施工措施,既满足隧洞衬砌混凝土设计要求,又能够使工程施工均衡化,加快整个工程施工的混凝土温度控制进度。表1个。