水工隧洞設計（47清楚明了）

第七章水工隧洞洞設計熟練掌握握選擇水水工隧洞洞的基本本條件與與設計原原則。熟練掌握握洞線選選擇與進進、出口口布置原原則。熟練掌握握隧洞受受力狀態(tài)態(tài)與隧洞洞斷面型型式及尺尺寸選擇擇。掌握隧洞洞水力計計算與出出口消能能設計。。熟練掌握握隧洞支支護與襯襯砌的基基本型式式與選擇擇。掌握襯砌砌結(jié)構(gòu)設設計。了解鋼筋筋混凝土土岔管布布置。掌握隧洞洞灌漿、、防滲與與排水設設計?？荚嚧蟠缶V綱太平峪引引水隧洞洞第一節(jié)水工隧洞洞分類水工隧洞洞設計應應符合SL279-2002（或DL/T5195-2004）《水工隧洞洞設計規(guī)規(guī)范》的要求。。水工隧洞洞是以輸輸水為目目的，在在巖、土土體中通通過開挖挖形成的的隧洞，，不包括括埋管和和回填管管。水工工隧洞可可按不同同原則分分類。按按其用途途，水工工隧洞可可以分為為：發(fā)電隧洞洞；灌溉溉隧洞；；供水隧隧洞；導導流隧洞洞；排水水隧洞；；泄洪隧隧洞；航航運隧洞洞；排沙沙隧洞；；多用途途隧洞按隧洞過過水流態(tài)態(tài)可分為為有壓隧隧洞和無無壓隧洞洞，在同同一條隧隧洞中允允許有不不同流態(tài)態(tài)，如上上游為有有壓隧洞洞，下游游為無壓壓隧洞；；按對圍巖巖加固方方式可分分為不襯襯砌隧洞洞，噴錨錨襯砌隧隧洞，混混凝土或或鋼筋混混凝土襯襯砌隧洞洞；按流速大大小可分分為低流流速隧洞洞和高流流速隧洞洞。第二節(jié)水工隧洞洞選擇基基本條件件與設計計原則（一）選選擇水工工隧洞的的基本條條件（1）水工隧隧洞不受受地形影影響，可可以在兩兩點間取取直線，，以最小小的水頭頭損失換換取最大大的落差差；（2）泄水建建筑物設設計用明明渠因挖挖方過大大而不經(jīng)經(jīng)濟；（3）修建明明渠可能能受到滑滑坡、塌塌方、泥泥石流、、雪崩及及冰凍威威脅；（4）深山峽峽谷中修修建當?shù)氐夭牧蠅螇螣o條件件采用其其他導流流及泄洪洪建筑物物；（5）水電站站廠房采采用地下下結(jié)構(gòu)。。（二）水水工隧洞洞設計原原則（1）水工隧隧洞的級級別按現(xiàn)現(xiàn)行GB50201－1994《防洪標準準》和DL5180-2003《水電樞紐紐工程等等級劃分分及設計計安全標標準》、SL252－2000《水利水電電樞紐工工程等級級劃分及及洪水標標準》的規(guī)定執(zhí)執(zhí)行。（2）水工隧隧洞設計計應滿足足工程總總體規(guī)劃劃和環(huán)境境及水土土保持要要求。（3）水工隧隧洞的設設計除符符合SL279－2002《水工隧洞洞設計規(guī)規(guī)范》和DL/T5195-2004《水工隧洞洞設計規(guī)規(guī)范》外，還應應符合國國家現(xiàn)行行有關標標準的規(guī)規(guī)定。（三）基基本資料料的收集集與分析析（1）水工隧隧洞設計計應根據(jù)據(jù)隧洞用用途和不不同設計計階段的的要求，，收集的的基本資資料。（2）地質(zhì)資資料是水水工隧洞洞設計的的重要依依據(jù)之一一，也是是施工、、運行的的重要資資料，水水工隧洞洞開工前前，設計計人員應應逐步地地詳細掌掌握隧洞洞地區(qū)的的基本地地質(zhì)情況況。（3）對高地應應力區(qū)1、2級水工隧隧洞的重重要洞段段，設計計人員應應在初設設階段掌掌握地應應力的測測驗成果果，并做做出評價價。施工工階段應應根據(jù)地地應力的的現(xiàn)場復復核成果果，對設設計進行行校核、、補充或或修改。。（1）水工隧隧洞的線線路應根根據(jù)隧洞洞的用途途，綜合合考慮地地形、地地質(zhì)、水水力學、、施工、、運行、、沿線建建筑物、、樞紐總總布置及及對周圍圍環(huán)境的的影響等等因素，，通過技技術(shù)經(jīng)濟濟比較選選定。（2）在滿足足樞紐總總布置要要求的條條件下，，洞線應應選在線線路短、、沿線地地質(zhì)構(gòu)造造簡單、、巖體完完整穩(wěn)定定、上覆覆巖層厚厚度適中中、水文文地質(zhì)條條件有利利及施工工方便的的地區(qū)。。（3）洞線布布置宜避避免相鄰鄰建筑物物的不利利影響。。（4）洞線布布置應根根據(jù)隧洞洞區(qū)巖層層及主要要地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造的分分布特性性，滿足足的要求求。第四節(jié)水工隧洞洞洞線的的選擇（5）隧洞沿沿線遇有有斷裂構(gòu)構(gòu)造、不不利構(gòu)造造面、軟軟弱帶、、蝕變帶帶、膨脹脹巖等時時，應充充分考慮慮地下水水活動的的影響，，注意圍圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定條件件。（6）在高地地應力區(qū)區(qū)，水工工隧洞的的軸線方方向宜與與最大水水平地應應力方向向有較小小交角。。（7）水工隧隧洞垂直直和側(cè)向向最小覆覆蓋厚度度，應根根據(jù)地質(zhì)質(zhì)條件、、隧洞斷斷面形狀狀及尺寸寸、施工工成洞條條件、內(nèi)內(nèi)水壓力力、支護護（襯砌砌）型式式、圍巖巖滲透特特性等因因素，按按要求綜綜合分析析決定。。（8）相鄰兩兩隧洞間間的巖體體厚度，，應根據(jù)據(jù)布置需需要、地地質(zhì)條件件、圍巖巖承受的的內(nèi)水壓壓力、圍圍巖的應應力和變變形、隧隧洞橫斷斷面尺寸寸和形狀狀、施工工方法和和運行情情況（如如一洞有有水臨洞洞無水））等因素素綜合分分析決定定。（9）經(jīng)論證證必須穿穿過壩基基、壩肩肩或其他他建筑物物基礎的的水工隧隧洞，與與建筑物物基礎之之間的圍圍巖應有有足夠的的厚度，，滿足建建筑物基基礎和隧隧洞對應應力、應應變、穩(wěn)穩(wěn)定和滲滲透的要要求。（10）洞線遇遇有溝谷谷時，應應根據(jù)地地形、地地質(zhì)、水水文及施施工條件件進行繞繞溝或跨跨溝方案案的技術(shù)術(shù)經(jīng)濟比比較。當當采用跨跨溝方案案時，應應合理選選擇跨溝溝位置。。（11）沿河傍傍山地段段的土洞洞，洞線線應向山山里側(cè)內(nèi)內(nèi)移，避避免產(chǎn)生生偏壓，，防止水水流沖刷刷山體影影響洞身身穩(wěn)定。。（12）洞線在在平面上上宜布置置為直線線。如需需要設置置彎段時時，應符符合的要要求。（13）洞身段段設置豎豎向曲線線時，對對高流速速隧洞（（有壓或或無壓）），其型型式和豎豎向曲線線半徑應應通過試試驗確定定。（14）水工隧隧洞設置置平面或或豎向曲曲線時其其彎曲半半徑尚應應考慮施施工方法法和大型型施工設設備的要要求。（15）洞身段段的縱坡坡應根據(jù)據(jù)運用要要求、上上下游銜銜接、沿沿線建筑筑物的底底部高程程以及施施工和檢檢修條件件等綜合合分析決決定。（16）布置在在多泥沙沙河流上上的排沙沙隧洞，，其平面面和豎向向的轉(zhuǎn)彎彎曲線、、轉(zhuǎn)彎角角度、縱縱坡坡度度均應通通過水工工模型試試驗確定定。泥沙沙問題是是個復雜雜的問題題，二維維計算成成果還不不能很準準確地反反映實際際沖淤分分布，故故多沙河河流上排排沙洞的的布置不不便用計計算解決決，有關關布置問問題規(guī)定定用水工工模型試試驗確定定。（17）長隧洞洞需設置置施工支支洞時，，支洞的的數(shù)目及及長度應應根據(jù)隧隧洞沿線線地形地地質(zhì)條件件、施工工方法、、對外交交通情況況，并有有利于均均衡各段段隧洞的的工程量量及工期期的要求求分析決決定。地地質(zhì)條件件較差時時，應研研究施工工支洞對對主洞的的影響。。（18）布置水水工隧洞洞時應考考慮臨時時占地、、永久占占地、植植被破壞壞和恢復復、施工工污染、、運行期期地下水水位變化化等對環(huán)環(huán)境的影影響和水水土保持持的要求求。宜使使原自然然環(huán)境較較少破壞壞，較易易恢復，，環(huán)境投投資最小小。（1）進、出出口布置置，應根根據(jù)樞紐紐總體布布置要求求、地形形地質(zhì)條條件，使使水流順順暢，進進流均勻勻，出流流平穩(wěn)，，滿足使使用功能能和運行行安全的的要求，，并應考考慮閘門門、攔污污清淤設設備的設設置及對對外交通通。（2）進、出出口宜選選在地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造簡簡單，巖巖體完整整，風化化覆蓋層層較淺的的地區(qū)，，避開不不良地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造和和容易發(fā)發(fā)生崩塌塌、沖溝溝、危崖崖、滑坡坡的地區(qū)區(qū)。（3）進、出出口布置置應充分分考慮水水工隧洞洞的布置置。在地地形地質(zhì)質(zhì)條件較較復雜地地區(qū)，應應通過技技術(shù)經(jīng)濟濟論證，，選擇最最佳布置置方案。。第四節(jié)進、出口布布置（4）進、出口口洞臉和兩兩側(cè)邊坡宜宜避免高邊邊坡開挖。。無法避免免時，應分分析開挖后后的穩(wěn)定性性，采取相相應的加固固措施。（5）進、出口口應有必要要的清坡范范圍，并采采取適當?shù)牡墓こ檀胧┦?，防止覆覆蓋層、坡坡積物、松松動巖塊等等在風力、、地面徑流流、水位變變化等自然然因素作用用下滾落，，影響其正正常運行。。（6）土洞洞口口應選在山山坡穩(wěn)定、、土質(zhì)條件件較好處，，不宜布置置在卸荷帶帶上。（7）土洞洞口口與渡槽、、巖洞等建建筑物連接接處應設永永久縫。在在寒冷地區(qū)區(qū)，應結(jié)合合防凍要求求加深洞口口基礎埋深深，基底標標高應符合合SL211—1998、DL/T5082-1998《水工建筑物物抗凍設計計規(guī)范》的規(guī)定。（8）有壓泄水水隧洞的出出口洞段體體形設計應應符合的要要求。（9）泄水隧洞洞的出口，，應根據(jù)地地形地質(zhì)和和水力學條條件，運行行方式，下下游水深和和變幅，下下游河床的的抗沖能力力，水流銜銜接、消能能防沖要求求以及對相相鄰建筑物物的影響，，通過技術(shù)術(shù)經(jīng)濟比較較選擇適宜宜的消能防防沖措施。。（10）布置泄水水隧洞時，，應根據(jù)可可能出現(xiàn)的的泄洪運行行工況，充充分研究泄泄水隧洞出出口的位置置、水流流流態(tài)、沖淤淤范圍和對對相鄰建筑筑物的影響響，并宜通通過技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟比較和和水工模型型試驗驗證證確定合理理方案。（11）對有壓隧隧洞排水補補氣、充水水排氣和無無壓隧洞水水面線以上上的通氣以以及其他需需要通氣的的洞段，應應估算通氣氣面積，并并留有余地地。(1)選擇隧洞布布置方案時時，應根據(jù)據(jù)隧洞的用用途、使用用和施工條條件，在保保證隧洞可可靠運行的的前提下，，研究臨時時與永久相相結(jié)合以及及一洞多用用的合理性性。(2)臨時與永久久相結(jié)合的的隧洞，應應對洞線、、縱坡、支支護及襯砌砌型式、進進出口高程程及位置、、運行及檢檢修條件等等進行綜合合比較論證證。(3)泄洪與發(fā)電電共用一條條主洞布置置時，必須須保證各自自的運行要要求和較好好的水力條條件，安全全宣泄規(guī)定定的泄洪流流量，保證證發(fā)電隧洞洞的壓力狀狀態(tài)及發(fā)電電時的最小小水頭，并并采取適當當?shù)拇胧?，，防止機組組振動和分分岔附近空空蝕破壞。。泄洪洞宜宜布置在主主洞上，發(fā)發(fā)電洞宜布布置在支洞洞上。第五節(jié)多用途隧洞洞的布置(4)主、支洞的的分岔角宜宜在30°～60°范圍內(nèi)選取取，在滿足足布置和結(jié)結(jié)構(gòu)要求的的條件下，，應采用較較小的分岔岔角度。(5)泄洪、發(fā)電電共用一條條主洞時，，分岔型式式宜根據(jù)水水頭、流量量以及分流流比確定，，必要時應應進行水工工模型試驗驗驗證。分分岔后發(fā)電電洞的長度度不宜小于于10倍洞徑或洞洞寬（若泄泄洪時不發(fā)發(fā)電或發(fā)電電引水系統(tǒng)統(tǒng)有穩(wěn)壓設設施，則長長度可適當當減?。?。。當發(fā)電洞設設置調(diào)壓（（減壓）設設施時，其其分岔位置置、型式、、分流比等等，都應經(jīng)經(jīng)過整體水水工模型試試驗驗證。。(6)永久泄洪洞洞與導流洞洞結(jié)合時，，除采用常常規(guī)的外部部消能外，，可結(jié)合工工程條件進進行內(nèi)部消消能（如孔孔板消能、、漩渦消能能）或內(nèi)、、外結(jié)合消消能的方案案比選。第六節(jié)水工隧洞壓壓力狀態(tài)及及洞型尺寸寸（一）壓力力狀態(tài)選擇擇（1）發(fā)電引水水隧洞宜采采用有壓隧隧洞。當上上游水位變變化不大、、引用流量量比較穩(wěn)定定時，可采采用無壓隧隧洞。（2）有壓隧洞洞嚴禁出現(xiàn)現(xiàn)明滿流交交替運行的的運行方式式，在最不不利運行條條件下，洞洞頂以上應應有不小于于2.0m的壓力水頭頭。（3）高流速的的泄水隧洞洞，嚴禁采采用明滿流流交替運行行方式。低流速泄水水隧洞，正正常情況下下按明流方方式運行者者，可在校校核洪水位位時出現(xiàn)明明滿流交替替的運行方方式。（4）導流隧洞洞經(jīng)論證在在設計過流流條件下水水流流態(tài)不不致造成洞洞身破壞時時，可采用用明滿流交交替的運行行方式。（5）土洞宜采采用無壓隧隧洞。采用用有壓隧洞洞時，應根根據(jù)土體抗抗力、內(nèi)水水壓力、土土體的滲流流變形等情情況，選定定適宜的襯襯砌型式。。（二）水工工隧洞的受受力狀態(tài)水工隧洞可可能受以下下荷載的作作用：（1）圍巖壓力力；（2）圍巖彈性性抗力；（3）地層摩擦擦力；（4）襯砌自重重；（5）均勻內(nèi)水水壓力；（6）滿洞水壓壓力；（7）外水壓力力；（8）灌漿壓力力；（9）溫度壓力力；（10）地震力。。（三）橫斷斷面型式（1）隧洞的橫橫斷面形狀狀應根據(jù)隧隧洞的用途途、水力學學、工程地地質(zhì)與水文文地質(zhì)、襯襯砌工作條條件以及地地應力情況況、施工方方法等因素素，通過技技術(shù)經(jīng)濟分分析確定。。（2）有壓隧洞洞宜采用圓圓形斷面。。在圍巖穩(wěn)穩(wěn)定性較好好，內(nèi)、外外水壓力不不大時，可可采用便于于施工的其其他斷面形形狀。（3）高高地地應應力力區(qū)區(qū)采采用用非非圓圓形形斷斷面面時時，，斷斷面面的的高高寬寬比比與與地地應應力力條條件件相相適適應應，，若若水水平平地地應應力力大大于于垂垂直直地地應應力力時時，，宜宜采采用用高高度度較較小小而而寬寬度度較較大大的的斷斷面面；；若若垂垂直直地地應應力力大大于于水水平平地地應應力力時時，，宜宜采采用用高高度度較較大大而而寬寬度度較較小小的的斷斷面面。。（4）對對發(fā)發(fā)電電與與泄泄洪洪、、導導流流與與發(fā)發(fā)電電或或?qū)Я髁髋c與泄泄洪洪等等共共同同的的多多用用途途隧隧洞洞，，斷斷面面形形狀狀應應經(jīng)經(jīng)技技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)濟濟比比較較后后確確定定，，必必要要時時宜宜通通過過水水工工模模型型試試驗驗驗驗證證。。（5）較較長長隧隧洞洞可可采采用用多多種種斷斷面面形形狀狀和和襯襯砌砌型型式式，，但但不不宜宜過過多多過過密密。。不不同同斷斷面面或或襯襯砌砌型型式式之之間間應應設設置置過過渡渡段段，，過過渡渡段段的的邊邊界界應應采采用用平平緩緩曲曲線線，，并并便便于于施施工工。。（四四））橫橫斷斷面面尺尺寸寸（1）水水電電站站、、抽抽水水蓄蓄能能電電站站或或泵泵站站輸輸水水隧隧洞洞（（引引水水及及尾尾水水洞洞））的的斷斷面面尺尺寸寸，，應應進進行行經(jīng)經(jīng)濟濟斷斷面面論論證證。。（2）灌灌溉溉隧隧洞洞的的橫橫斷斷面面尺尺寸寸，，應應根根據(jù)據(jù)隧隧洞洞的的進進、、出出口口高高程程和和加加大大流流量量確確定定。。（3）泄泄洪洪隧隧洞洞的的橫橫斷斷面面尺尺寸寸，，應應在在各各種種可可能能運運行行條條件件下下均均能能滿滿足足規(guī)規(guī)定定的的過過流流能能力力要要求求。。并并應應通通過過技技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)濟濟比比較較確確定定。。（4）導導流流隧隧洞洞的的橫橫斷斷面面尺尺寸寸，，應應根根據(jù)據(jù)導導流流流流量量的的要要求求，，結(jié)結(jié)合合進進口口高高程程、、圍圍堰堰的的高高度度、、出出口口水水流流銜銜接接以以及及通通航航、、過過冰冰、、施施工工要要求求等等，，通通過過技技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)濟濟比比較較確確定定。。（5）多多用用途途隧隧洞洞的的橫橫斷斷面面尺尺寸寸，，除除應應滿滿足足各各自自的的運運行行要要求求外外，，共共用用部部分分應應通通過過技技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)濟濟比比較較確確定定。。（6）橫橫斷斷面面的的最最小小尺尺寸寸除除應應滿滿足足運運行行要要求求外外，，還還應應符符合合施施工工要要求求。。圓圓形形斷斷面面的的內(nèi)內(nèi)徑徑不不宜宜小小于于1.8m；非非圓圓形形斷斷面面的的高高度度不不宜宜小小于于1.8m，寬寬度度不不宜宜小小于于1.5m。（7）在在低低流流速速無無壓壓隧隧洞洞中中，，若若通通氣氣條條件件良良好好，，在在恒恒定定流流情情況況下下，，洞洞內(nèi)內(nèi)水水面面線線以以上上的的空空間間不不宜宜小小于于隧隧洞洞斷斷面面面面積積的的15％，，且且高高度度不不應應小小于于400mm；在在非非恒恒定定流流條條件件下下，，若若計計算算中中已已考考慮慮了了涌涌波波時時，，上上述述數(shù)數(shù)值值允允許許適適當當減減小小。。（8）高高流流速速無無壓壓隧隧洞洞的的橫橫斷斷面面尺尺寸寸宜宜通通過過試試驗驗確確定定，，并并宜宜考考慮慮摻摻氣氣的的影影響響。。第七七節(jié)節(jié)水工工隧隧洞洞水水力力計計算算1.水工工隧隧洞洞水水力力計計算算應應根根據(jù)據(jù)隧隧洞洞用用途途和和不不同同設設計計階階段段在在下下列列項項目目中中選選擇擇：：（1）過過流流能能力力；；（2）上上、、下下游游水水流流銜銜接接；；（3）水水頭頭損損失失；；（4）壓壓坡坡線線；；（5）水水面面線線；；（6）摻摻氣氣、、充充放放水水方方式式及及其其他他水水力力現(xiàn)現(xiàn)象象。。2．水水工工隧隧洞洞的的沿沿程程水水頭頭損損失失和和局局部部水水頭頭損損失失應應分分別別進進行行計計算算，，并并應應符符合合下下列列規(guī)規(guī)定定：：（1）沿沿程程水水頭頭損損失失計計算算中中的的粗粗糙糙系系數(shù)數(shù)n值，，應應根根據(jù)據(jù)襯襯砌砌型型式式和和施施工工方方法法及及運運行行后后可可能能的的變變化化，，參參照照已已有有工工程程綜綜合合分分析析選選用用。。（2）局局部部水水頭頭損損失失計計算算中中采采用用的的局局部部阻阻力力系系數(shù)數(shù)，，可可參參照照水水力力學學資資料料分分析析決決定定，，必必要要時時可可通通過過試試驗驗確確定定。。（3）無無壓壓隧隧洞洞洞洞身身的的過過流流能能力力，，對對長長洞洞按按均均勻勻流流計計算算；；對對短短洞洞可可按按非非均均勻勻流流計計算算。。3．水水工工隧隧洞洞的的過過流流能能力力計計算算應應符符合合下下列列規(guī)規(guī)定定：：（1）有有壓壓隧隧洞洞按按管管流流計計算算。。（2）無無壓壓隧隧洞洞，，對對開開敞敞式式進進口口按按堰堰流流情情況況計計算算；；對對深深式式進進口口按按管管流流計計算算。。無壓洞可分為為長洞和短洞洞，對短洞其其過流能力不不受洞長影響響，僅取決于于進口型式，，開敞式進口口按堰流計算算，深式有壓壓進口按管流流計算。無壓壓長洞，泄流流能力受洞長長影響，應通通過推求控制制斷面的水面面線后，計算算過流能力。。4．計算無壓隧隧洞的水面線線，首先應判判別水面線的的類型，在選選定控制斷面面后，可按分分段求和法或或其他方法計計算。水面線線的計算方法法很多，經(jīng)調(diào)調(diào)查分析，分分段求和法計計算較簡單，，設計中采用用的較多，與與實測值比較較吻合，國內(nèi)內(nèi)的計算機程程序也多用此此法。5．對高流速、、大流量、水水流條件復雜雜的水工隧洞洞，應進行整整體或局部水水工模型試驗驗，驗證水力力計算和建筑筑物布置的合合理性。高流流速、大流量量、水流條件件復雜的水工工隧洞設計條條件和運行條條件都很復雜雜，很難用工工程類比和計計算分析確定定設計參數(shù)和和工程措施，，而一旦失事事或設計失誤誤將造成較大大甚至不易彌彌補的損失，，故應通過局局部或整體水水工模型試驗驗驗證設計的的合理性。6．高流速的水水工隧洞，應應根據(jù)試驗選選定各部位的的體形，并使使選定體形最最低壓力點(或可疑點)的“初生空化化數(shù)”小于該該處的“水流流空化數(shù)”，，否則必須采采取相應的措措施。7．高流速的水水工隧洞應特特別重視下列列容易發(fā)生空空蝕的部位：：（1）有壓隧洞的的進口、閘門門槽、過渡段段、分岔段、、彎曲段、出出口及水流邊邊壁突變的部部位。（2）無壓洞的陡陡坡泄流曲線線段、反弧段段、擴散或收收縮段、閘墩墩、門槽及其其出口段等部部位。（3）出口消能部部位。8．對易于發(fā)生生空蝕的部位位，可采用下下列防空蝕措措施：（1）選擇合適的的體形。（2）控制水流邊邊壁表面的局局部不平整度度。（3）向水流中摻摻氣。（4）采用抗蝕材材料。（5）選用合理的的運行方式。。9．對多泥沙河河流泄水建筑筑物的過水部部位，應選用用抗磨損能力力較強的材料料。試驗表明明，含沙水流流對混凝土表表面的磨蝕率率隨流速、含含沙濃度及渾渾水密度的加加大而加大，，隨材料強度度和摻氣濃度度加大而減小小，故對多泥泥沙河流除正正常的防空蝕蝕設計外，過過水表面應采采用抗磨損材材料。第八節(jié)水工隧洞支護護與襯砌1.水工隧洞支護護應保持圍巖巖穩(wěn)定或提供供必要的穩(wěn)定定時間。隧洞設計規(guī)范范將支護與襯襯砌分開，明明確支護設計計作為隧洞的的設計內(nèi)容之之一。支護即即通常所稱的的施工期臨時時支護。支護護的目的是加加固圍巖，提提高圍巖的自自承能力，保保證施工期的的圍巖穩(wěn)定。。一些不良地地質(zhì)洞段，開開挖后圍巖的的變形速率大大，出現(xiàn)失穩(wěn)穩(wěn)傾向或已經(jīng)經(jīng)發(fā)生局部失失穩(wěn)，臨時支支護的措施應應起到防止失失穩(wěn)擴大的作作用，保證后后續(xù)工作有足足夠的施工時時間。2．水工隧洞襯襯砌應符合下下列規(guī)定：（1）保持圍巖穩(wěn)穩(wěn)定；（2）滿足運行所所要求的水力力學條件；（3）滿足防滲要要求；（4）防止水流沖沖刷以及溫度度、濕度、大大氣等因素對對圍巖的破壞壞作用；（5）滿足環(huán)境保保護要求。3．水工隧洞支支護和襯砌設設計應充分發(fā)發(fā)揮圍巖的自自承和承載能能力，支護結(jié)結(jié)構(gòu)宜按圍巖巖自承能力確確定，襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)宜按圍巖巖與襯砌聯(lián)合合承受作用設設計。4．支護型式應應根據(jù)工程地地質(zhì)、水文地地質(zhì)、斷面大大小、施工方方法等，通過過分析計算或或工程類比決決定。5．水工隧洞襯襯砌型式應綜綜合考慮斷面面形狀和尺寸寸、運行條件件及內(nèi)水壓力力、圍巖條件件(覆蓋厚度、圍圍巖分類、承承擔內(nèi)水壓力力能力、地下下水分布及連連通情況、地地質(zhì)構(gòu)造及影影響程度)、防滲要求、、支護效果、、施工方法等等因素，經(jīng)過過技術(shù)經(jīng)濟比比較確定。6．水工隧洞的的襯砌型式包包括錨噴襯砌砌、混凝土襯襯砌、鋼筋混混凝土襯砌和和預應力混凝凝土襯砌(機械式或灌漿漿式)。7．根據(jù)防滲要要求，隧洞襯襯砌結(jié)構(gòu)設計計原則可分為為抗裂設計、、限制裂縫開開展寬度設計計和不限制裂裂縫開展寬度度設計。8．水工隧洞襯襯砌結(jié)構(gòu)的防防滲應符合下下列規(guī)定：（1）圍巖抗?jié)B能能力差，內(nèi)水水外滲造成的的危害(圍巖、邊坡、、進口建筑物物的滲透失穩(wěn)穩(wěn)或環(huán)境破壞壞)，處理費用大大或很難處理理時，應提出出嚴格的防滲滲要求；（2）圍巖具有抗抗?jié)B能力，內(nèi)內(nèi)水外滲可能能造成不良地地質(zhì)段的局部部失穩(wěn)，經(jīng)處處理不會造成成危害者，宜宜提出一般防防滲要求。（3）圍巖具有較較好的抗?jié)B性性，內(nèi)水外滲滲不存在滲透透失穩(wěn)和環(huán)境境破壞問題，，可不提出防防滲要求。9．圍巖承擔內(nèi)內(nèi)水壓力能力力的判別，應應符合圍巖中中初始地應力力的最小主應應力大于隧洞洞設計的最大大內(nèi)水壓力的的規(guī)定。10．根據(jù)隧洞襯襯砌結(jié)構(gòu)的不不同設計原則則，考慮隧洞洞的壓力狀態(tài)態(tài)、圍巖最小小覆蓋厚度、、圍巖分類、、圍巖承擔內(nèi)內(nèi)水壓力的能能力等四項因因素，進行巖巖洞襯砌型式式選擇時，可可按表5.1.4-2并通過工程類類比研究確定定。11．混凝土及鋼鋼筋混凝土襯襯砌應控制裂裂縫及裂縫開開展寬度。對對超過最大裂裂縫允許值而而引起嚴重滲滲漏的裂縫應應加以處理。。12．混凝土和鋼鋼筋混凝土襯襯砌厚度(不包括圍巖超超挖部分)，應根據(jù)強度度、抗?jié)B和構(gòu)構(gòu)造要求等，，結(jié)合施工方方法分析確定定。單層鋼筋混凝凝土襯砌厚度度不宜小于250mm，雙層鋼筋混混凝土襯砌厚厚度不宜小于于300mm。13．混凝土和鋼鋼筋混凝土襯襯砌，應根據(jù)據(jù)需要提出混混凝土的強度度、抗?jié)B、抗抗凍、抗磨和和抗侵蝕等要要求，其強度度標號不應低低于R150，采用28d齡期，經(jīng)論證證可采用后期期強度。對平平整圍巖表面面設置的混凝凝土襯砌，可可不提抗?jié)B要要求。14．混凝土和鋼鋼筋混凝土襯襯砌的強度計計算仍按SDJ20——78《水工鋼筋混凝凝上結(jié)構(gòu)設計計規(guī)范(試行)》或按DL/T5057-1996《水工混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設計規(guī)范范》的規(guī)定執(zhí)行。。15．水工隧洞襯襯砌結(jié)構(gòu)計算算可根據(jù)襯砌砌結(jié)構(gòu)特點、、荷載作用形形式、圍巖條條件和施工方方法及各設計計階段的要求求等，選取合合適的計算方方法和計算模模型，并應符符合的規(guī)定。。16．襯砌按結(jié)構(gòu)構(gòu)力學方法計計算時，圍巖巖抗力的大小小和分布，可可根據(jù)實測變變形數(shù)據(jù)、工工程類比或理理論公式分析析確定。17．裝配式混凝凝土襯砌的結(jié)結(jié)構(gòu)計算，應應考慮預制塊塊間的拼裝縫縫型式和連接接型式。在軟軟弱、穩(wěn)定性性差的圍巖中中不宜采用無無螺栓的連接接型式。18．當隧洞襯砌砌承受明顯的的不對稱荷載載時，宜根據(jù)據(jù)產(chǎn)生偏壓的的地質(zhì)、地形形等條件進行行專門研究。。19．不襯砌長隧隧洞的開挖，，宜采用掘進進機。若用鉆鉆爆法施工，，必須采用光光面爆破(或預裂爆破)的方法，且宜宜逆水流方向向開挖。20．不襯砌和錨錨噴襯砌隧洞洞的底部應用用現(xiàn)澆混凝土土找平，厚度度不宜小于100mm。對不襯砌和和錨噴襯砌隧隧洞，底板通通常都用現(xiàn)澆澆混凝土找平平以減少糙率率和便于檢修修。為保證找找平層的結(jié)構(gòu)構(gòu)強度和施工工質(zhì)量提出最最小厚度不宜宜小于100mm。21．不襯砌和錨錨噴襯砌隧洞洞水電站的輸輸水隧洞應設設置集渣坑，，其位置、深深度和數(shù)目，，根據(jù)洞段的的長度、地質(zhì)質(zhì)條件和水力力學條件以及及清理方式研研究決定。22．不襯砌隧洞洞應根據(jù)地質(zhì)質(zhì)條件分析圍圍巖的穩(wěn)定性性。對重要洞洞段宜采用有有限元方法并并輔以工程類類比法分析判判斷。不襯砌砌隧洞的主要要問題就是在在各種荷載作作用下的圍巖巖穩(wěn)定問題，，該問題實際際上是個場力力作用下的應應力應變分析析問題，有限限元法可較接接近實際的模模擬各種邊界界條件，故推推薦用有限元元進行穩(wěn)定分分析計算。由由于計算參數(shù)數(shù)和計算模型型的限制，尤尤其是計算假假定還不能準準確地反映圍圍巖特性，故故應通過工程程類比和計算算分析綜合分分析后確定。。23．錨噴襯砌隧隧洞，可根據(jù)據(jù)圍巖條件、、隧洞運行要要求、錨噴襯襯砌的作用和和要求，選擇擇類型的襯砌砌。24．錨噴襯砌隧隧洞的允許流流速不宜大于于8m/s；錨噴襯砌的的臨時過水隧隧洞允許流速速不宜超過12m/s。25．噴混凝土厚厚度，無鋼筋筋網(wǎng)時宜為80mm—200mm，有鋼筋網(wǎng)時時宜為100mm——250mm。噴混凝土的的指標應符合合下列要求：：（1）混凝土標號號不小于R200；（2）噴混凝土與與圍巖的粘結(jié)結(jié)力，Ⅰ、Ⅱ類圍巖不低于于1.2MPa；Ⅲ類圍巖不低于于0.8MPa；（3）符合GB50086—2001和SDJ57——85《水利水電工程程錨噴支護施施工技術(shù)規(guī)范范》的規(guī)定。26．承受內(nèi)、外外水壓力作用用的圓形隧洞洞，混凝土噴噴層中的應力力可按GB50086—2001的規(guī)定計算，，處于復雜地地質(zhì)條件下的的非圓形隧洞洞，可用有限限元法估算。。27．局部不穩(wěn)定定巖塊可采用用懸吊式砂漿漿錨桿加固。。錨桿應按最最優(yōu)方向布置置。錨入穩(wěn)定定圍巖的長度度宜為40～50倍錨桿直徑。。錨桿直徑可可按GB50086—2001規(guī)定計算，但但不宜小于16mm。28．整體穩(wěn)定性性較差的圍巖巖宜采用系統(tǒng)統(tǒng)錨桿。錨桿桿直徑不宜小小于16mm，錨桿長度應應根據(jù)地質(zhì)條條件和隧洞開開挖斷面尺寸寸分析確定，，并應符合下下列要求：（1）錨桿宜垂直直主結(jié)構(gòu)面布布置，若主結(jié)結(jié)構(gòu)面不明顯顯時，可與洞洞周邊輪廓線線垂直布置；；（2）在巖面上錨錨桿宜呈菱形形布置；（3）錨桿間距不不宜大于其長長度的1/2，Ⅳ、Ⅴ類圍巖中的錨錨桿間距宜為為0.5m—1.0m，并不得大于于1.5m。29．鋼筋網(wǎng)的布布置應符合下下列要求：（1）縱向鋼筋直直徑宜為6mm～10mm環(huán)向鋼筋直徑徑宜為6mm～12mm；（2）網(wǎng)格間距宜宜為150mm～300mm；（3）噴射混凝土土保護層厚度度不宜小于50mm；（4）宜與錨桿焊焊接固定；（5）交叉點應連連接牢固，連連接宜采用隔隔點相焊或隔隔點相綁的方方法。30．采用錨噴支支護時，隧洞洞開挖方法及及質(zhì)量要求應應符合規(guī)范SL279－2002的規(guī)定。噴射射混凝土后，，洞壁相鄰表表面的起伏差差應控制在150mm以內(nèi)。31．采用錨噴與與混凝土或錨錨噴與鋼筋混混凝土組合式式襯砌時，其其設計應符合合下列要求：：（1）錨噴襯砌，，可按GB50086—2001的規(guī)定通過計計算并結(jié)合工工程類比確定定設計參數(shù)；；（2）錨噴襯砌如如與臨時支護護結(jié)合時，宜宜緊接開挖面面進行，并應應進行施工期期監(jiān)測。必要要時還應根據(jù)據(jù)監(jiān)測成果修修改設計參數(shù)數(shù)；（3）混凝土或鋼鋼筋混凝土襯襯砌宜適時施施工。32．采用鋼纖維維噴射混凝土土應符合SDJ57——85的規(guī)定。33．應做好噴射射混凝土與混混凝土或鋼筋筋混凝土襯砌砌的接觸處理理。34．不襯砌隧洞洞及錨噴襯砌砌隧洞的進、、出口，閘室室前后均采用用混凝土或鋼鋼筋混凝土襯襯砌。其長度度應根據(jù)工程程地質(zhì)條件決決定，但不宜宜小于2～3倍洞徑(或洞寬)。35．錨噴襯砌砌隧洞的設計計和施工除滿滿足規(guī)范SL279－2002的規(guī)定外，尚尚應符合GB50086—2001和SDJ57——85的規(guī)定。針對對多年來水工工隧洞使用錨錨噴支護和襯襯砌的經(jīng)驗，，對設計人員員所關心的問問題說明。43．混凝土和鋼鋼筋混凝土襯襯砌，在地質(zhì)質(zhì)條件明顯變變化處和井洞洞交匯處，進、出口處或或其他可能產(chǎn)產(chǎn)生較大相對對變位處，應應設置永久縫縫，并采取相相應的防滲措措施。圍巖地地質(zhì)條件比較較均一的洞身身段，可只設設置施工縫。。44．沿洞洞線的的澆筑筑分段段長度度，應應根據(jù)據(jù)澆筑筑能力力和溫溫度收收縮等等因素素分析析確定。。澆筑筑分段段長度度可采采用6m~12m。襯砌砌結(jié)構(gòu)構(gòu)的環(huán)環(huán)向側(cè)側(cè)不得得錯開開。45．無防防滲要要求的的無壓壓隧洞洞，分分布筋筋可不不穿過過襯砌砌環(huán)向向施縫縫，混混凝土土可不鑿鑿毛處處理，，可不不設止止水。。46．襯砌砌的縱縱向施施工縫縫應設設置在在襯砌砌結(jié)構(gòu)構(gòu)拉應應力及及剪應應力均均較小小的部部位，必必須進進行鑿鑿毛處處理。。當施施工需需要先先襯砌砌頂拱拱時，，對拱拱底反反縫縫縫面必須進進行妥妥善處處理。。47．鋼筋筋混凝凝土襯襯砌和和鋼板板襯砌砌的連連接段段，應應按水水頭大大小決決定搭搭接長長度，最最小不不應小小于1.0m。48．封堵堵體位位置應應根據(jù)據(jù)圍巖巖的工工程地地質(zhì)和和水文文地質(zhì)質(zhì)條件件、已已有的的支護護或襯砌砌情況況、相相鄰建建筑物物的布布置及及運行行要求求分析析決定定。49．封堵堵體的的體型型和長長度應應根據(jù)據(jù)承受受內(nèi)水水壓力力的大大小、、地質(zhì)質(zhì)條件件、施施工方法法、封封堵材材料、、運行行要求求，并并考慮慮到施施工工工期，，綜合合各種種因素素分析研究究決定定。50．等斷斷面封封堵體體長度度可按按式5.1.4-1計算51．在封封堵體體設計計和施施工中中應考考慮溫溫控措措施。。封堵堵混凝凝土可可采用用低熱熱水泥泥、摻摻用粉粉煤灰灰等，，必要要時可可考慮慮采用用微膨膨脹水水泥。。選用用徽膨膨脹水水泥的的封堵堵體，，應進進行微微膨脹脹水泥泥的物物理力力學試試驗、、混凝凝土配配比試試驗，，根據(jù)據(jù)試驗驗成果果研究究封堵堵體的的分層層分塊塊和回回填及及接縫縫灌漿漿問題題。采采用微微膨脹脹水泥泥的封封堵體體宜進進行專專門設設計。。采取取了必必要的的溫控控措施施后可可不計計溫度度應力力。高高地溫溫區(qū)封封堵體體的溫溫度應應力問問題應應進行行專門門研究究。52．封封堵堵體體必必須須做做好好回回填填灌灌漿漿，，必必要要時時應應進進行行二二次次回回填填灌灌漿漿。。封封堵堵體體的的回回填填灌灌漿漿和和固固結(jié)結(jié)灌灌漿漿應應符符合合SL62——94《《水工工建建筑筑物物水水泥