水利水電勘測設(shè)計技術(shù)文件范本全文庫FJD35200a

水利水電勘測設(shè)計技術(shù)文件范本全文庫FJD35200aPAGEPAGE3FJD35200FJD水利水電工程技術(shù)設(shè)計階段豎井設(shè)計大綱范本水利水電勘測設(shè)計標準化信息網(wǎng)1998年8月

１引言1.1工程概況工程位于，是以為主，兼有等綜合利用的水利水電樞紐工程。電站總裝機容量ＭＷ，年發(fā)電量ｋＷ·ｈ。電站為廠房，廠房高ｍ，寬ｍ，長ｍ。本工程初步設(shè)計報告于年月審查通過。提示：按豎井內(nèi)有無水情況可分為干井和濕井兩大類；（1）干井：主要包括交通運輸井、電纜井、通風豎井、施工豎井等；（2）濕井：主要包括壓力水道豎井、調(diào)壓井、豎井式溢洪道、閘門井等；本大綱僅適用于干井設(shè)計，不涉及濕井設(shè)計。1.2提示：按豎井內(nèi)有無水情況可分為干井和濕井兩大類；（1）干井：主要包括交通運輸井、電纜井、通風豎井、施工豎井等；（2）濕井：主要包括壓力水道豎井、調(diào)壓井、豎井式溢洪道、閘門井等；本大綱僅適用于干井設(shè)計，不涉及濕井設(shè)計。2設(shè)計依據(jù)文件和規(guī)范2.1有關(guān)本工程的文件（1）工程初步設(shè)計報告；（2）工程初步設(shè)計審批文件；（3）工程技術(shù)設(shè)計任務(wù)書。2.2主要設(shè)計規(guī)范（1）ＳＤ335－89水電站廠房設(shè)計規(guī)范（試行）；（2）ＳＤＪ20－78水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（試行）；（3）ＳＤＪ10－78水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范（試行）；（4）ＳＤ134－84水工隧洞設(shè)計規(guī)范；（5）ＧＢＪ86－85錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范；（6）ＳＤＪ212－83水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范；（7）ＳＬ47－94水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范；（8）ＳＤＪ207－82水工混凝土施工規(guī)范。3基本資料3.1工程等別與建筑物級別（1）工程等別：等；（2）建筑物級別：級。3.2地震烈度（1）基本地震烈度：度；（2）設(shè)計地震烈度：度。3.3洪水標準（1）豎井進口處設(shè)計洪水重現(xiàn)期：a；（2）豎井進口處校核洪水重現(xiàn)期：a。3.4水位和流量水位和流量見表1。表1水位和流量表指標項目單位設(shè)計洪水校核洪水流量（Ｑ）ｍ3／ｓ水位（Ｚ）ｍ3.5氣象（1）月平均氣溫，見表2。表2月平均氣溫表單位：℃月份123456789101112全年平均氣溫（2）絕對最高氣溫：℃；絕對最低氣溫：℃。（3）多年平均最大風速：ｍ／ｓ；風的吹程：ｋｍ。（4）凍土厚度：ｍ。3.6水文地質(zhì)（1）地下水位：ｍ；（2）滲透系數(shù)：ｍ／ｓ；（3）井筒內(nèi)涌水量：ｍ3／ｓ；（4）地下水有無侵蝕性：。3.7工程地質(zhì)（1）地形圖（1／200～1／500）；（2）地質(zhì)剖面圖及柱狀圖；（3）圍巖物理力學特性指標見表3。表3圍巖物理力學特性指標巖層巖性巖、土厚度,ｍ容重kN／ｍ3承載能力MPa內(nèi)摩擦角(°)凝聚力ＭＰａ堅固系數(shù)抗壓強度MPa抗拉強度MPa彈性抗力kN／ｍ2彈性模量MPa泊桑比圍巖分類第一層第二層…注：1.按豎井自上而下穿過地層的順序逐層填寫；2.各項指標根據(jù)實際情況增減。3.8豎井設(shè)計參數(shù)（1）井筒中心座標：ｘｍ；ｙｍ；（2）豎井井口標高：ｍ；（3）豎井井底標高：ｍ；（4）豎井深度：ｍ；（5）豎井內(nèi)允許最大風速：ｍ／ｓ；（6）豎井內(nèi)交通允許最大運行速度：ｍ／ｓ。3.9材料特性及安全系數(shù)3.9.1混凝土（1）混凝土標號：。（2）混凝土容重：ｋＮ／ｍ3；鋼筋混凝土容重：ｋＮ／ｍ3。（3）混凝土彈性模量，見表4。表4混凝土彈性模量混凝土標號彈性模量，ＭＰａ混凝土泊桑比：。（4）混凝土設(shè)計強度，見表5。表5混凝土設(shè)計強度指標單位：ＭＰａ混凝土標號軸心抗壓彎曲抗壓抗拉抗裂3.9.2鋼筋（1）鋼筋彈性模量，見表6。表6鋼筋彈性模量單位：ＭＰａ鋼筋種類彈性模量鋼筋泊桑比：。（2）鋼筋的設(shè)計強度，見表7。表7鋼筋設(shè)計強度單位：ＭＰａ鋼筋種類設(shè)計強度受拉鋼筋受壓鋼筋3.9.3安全系數(shù)（1）強度安全系數(shù)，見表8。表8強度安全系數(shù)結(jié)構(gòu)受力特征荷載組合基本特殊混凝土按抗壓強度計算的受壓構(gòu)件、局部承壓按抗拉強度計算的受壓、受彎、受拉構(gòu)件鋼筋混凝土軸心受壓、偏心受壓構(gòu)件、局部承壓軸心受拉、受彎、偏心受拉構(gòu)件（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗裂安全系數(shù)，見表9。表9抗裂安全系數(shù)序號受力特征建筑物級別1軸心受拉、小偏心受拉構(gòu)件2受彎、偏心受壓、大偏心受拉構(gòu)件（3）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件允許最大裂縫寬度mm。（4）鋼筋混凝土襯砌最小配筋率，見表10。表10鋼筋混凝土最小配筋率序號鋼筋受力情況混凝土標號≤200250～400500～6001軸心受壓構(gòu)件全部受壓鋼筋2偏心受壓、偏心受拉構(gòu)件受壓鋼筋3受彎構(gòu)件、偏心受壓、偏心受拉構(gòu)件中的受拉鋼筋4豎井結(jié)構(gòu)設(shè)計提示：（1）豎井盡量布置在地質(zhì)構(gòu)造簡單、巖體完整穩(wěn)定、巖石堅硬的地方，豎井進口山體穩(wěn)定，無滑坡體；（2）豎井盡量避免穿過流沙、含水層、斷層破碎帶，對地下水應(yīng)予以重視；（3）豎井進口不應(yīng)設(shè)在可能被洪水淹沒處，要注意防洪問題；提示：（1）豎井盡量布置在地質(zhì)構(gòu)造簡單、巖體完整穩(wěn)定、巖石堅硬的地方，豎井進口山體穩(wěn)定，無滑坡體；（2）豎井盡量避免穿過流沙、含水層、斷層破碎帶，對地下水應(yīng)予以重視；（3）豎井進口不應(yīng)設(shè)在可能被洪水淹沒處，要注意防洪問題；（4）豎井布置要綜合考慮施工條件、對外交通、豎井通風等具體情況；（5）為增加井壁與巖層的結(jié)合力，使襯砌自重傳給巖層，可在豎井襯砌上設(shè)置壁座。4.2豎井襯砌型式和襯砌材料提示：豎井襯砌材料主要有：（1）混凝土；（2）鋼筋混凝土；（3）預(yù)制混凝土磚；（4）漿砌石等。提示：豎井襯砌材料主要有：（1）混凝土；（2）鋼筋混凝土；（3）預(yù)制混凝土磚；（4）漿砌石等。本工程主要考慮混凝土和鋼筋混凝土兩種材料。提示：（1）混凝土襯砌；（2）鋼筋混凝土襯砌；（3）噴錨支護；提示：（1）混凝土襯砌；（2）鋼筋混凝土襯砌；（3）噴錨支護；（4）組合襯砌；（5）不襯砌。本工程豎井采用襯砌。4.3豎井斷面形式及尺寸選定4.3.1斷面形式選擇提示：（1）圓形斷面：井壁受力均勻，節(jié)省材料，通風阻力小，通風費用省，斷面利用率較低，適用于山巖壓力較大、地質(zhì)條件復雜的巖層；（2）矩形斷面：對設(shè)備布置有利，襯砌受力條件較差，一般適用于山巖壓力較小地段；（3）橢圓形：目前橢圓形斷面采用較少。提示：（1）圓形斷面：井壁受力均勻，節(jié)省材料，通風阻力小，通風費用省，斷面利用率較低，適用于山巖壓力較大、地質(zhì)條件復雜的巖層；（2）矩形斷面：對設(shè)備布置有利，襯砌受力條件較差，一般適用于山巖壓力較小地段；（3）橢圓形：目前橢圓形斷面采用較少。本工程豎井采用斷面。提示：（1）根據(jù)施工需要、運行要求、結(jié)合交通運輸設(shè)備、管線路布置和安全間隙等需要的面積確定；（2）通過豎井的最大風速不超過規(guī)范要求；（3）根據(jù)工程經(jīng)驗，采用工程類比方法初步確定斷面尺寸。4.3.2提示：（1）根據(jù)施工需要、運行要求、結(jié)合交通運輸設(shè)備、管線路布置和安全間隙等需要的面積確定；（2）通過豎井的最大風速不超過規(guī)范要求；（3）根據(jù)工程經(jīng)驗，采用工程類比方法初步確定斷面尺寸。4.4計算原則及基本假定提示：（1）圓筒與底板剛接；（2）圓筒與底板鉸接，鉸接不易施工，工程中應(yīng)用很少；（3）圓筒與底板用伸縮縫脫開。4.4.1圓筒與底板連提示：（1）圓筒與底板剛接；（2）圓筒與底板鉸接，鉸接不易施工，工程中應(yīng)用很少；（3）圓筒與底板用伸縮縫脫開。4.4.2筒壁按平面圓筒計算（不考慮底板與筒壁的整體作用）（1）豎井襯砌內(nèi)力計算常取水平截條，忽略襯砌自重和山巖壓力；提示：考慮筒壁與底板整體作用：提示：考慮筒壁與底板整體作用：（1）底板與筒壁剛接；（2）在各高程上直井襯砌外半徑一致，在每一段圓筒中斷面不變；（3）直井、底板皆屬薄殼結(jié)構(gòu)，可用薄殼理論計算；（4）襯砌與圍巖密接，直井襯砌與基巖摩擦力可以維持襯砌自重，故認為筒底垂直變位為零；（5）底板受到井壁傳來的對稱徑向力所引起的變形與井壁撓曲變形相比很小，可忽略，即底板無水平變位；（6）圍巖彈性抗力與變形關(guān)系采用文克爾假定。4.5荷載及荷載組合4.5.1設(shè)計荷載（1）側(cè)向山巖壓力Ａ1提示：側(cè)向山巖壓力(地壓)計算可參考：（1）《建井工程手冊》第三卷第十一篇第二章；（2）《地下工程》1979年第5期及1982年第12期中有關(guān)文章。提示：側(cè)向山巖壓力(地壓)計算可參考：（1）《建井工程手冊》第三卷第十一篇第二章；（2）《地下工程》1979年第5期及1982年第12期中有關(guān)文章。提示：利用凍土方法施工的豎井，采用混凝土、鋼筋混凝土襯砌時有凍脹力。凍脹力一般按實測資料選取，可參考下表選用。凍脹力值表單位：ＭＰａ土層名稱提示：利用凍土方法施工的豎井，采用混凝土、鋼筋混凝土襯砌時有凍脹力。凍脹力一般按實測資料選取，可參考下表選用。凍脹力值表單位：ＭＰａ土層名稱砂層、砂礫層砂土、砂質(zhì)粘土粘土、砂質(zhì)粘土鈣質(zhì)粘土凍脹力值0.51.01.5～1.81.8提示：（1）計算井壁內(nèi)力時自重可忽略，計算底板內(nèi)力時可考慮自重；（2）自重包括井內(nèi)永久設(shè)備重。（3）自重Ａ提示：（1）計算井壁內(nèi)力時自重可忽略，計算底板內(nèi)力時可考慮自重；（2）自重包括井內(nèi)永久設(shè)備重。（4）井口建筑物對井壁產(chǎn)生的側(cè)壓力Ａ4提示：井口建筑物對豎井井壁產(chǎn)生的側(cè)壓力按下表中介紹的公式計算。提示：井口建筑物對豎井井壁產(chǎn)生的側(cè)壓力按下表中介紹的公式計算。井口建筑物對井壁產(chǎn)生的側(cè)壓力計算公式基礎(chǔ)型式計算公式符號解釋帶形基礎(chǔ)基礎(chǔ)底下ｈ深度處井壁所受側(cè)壓力在基礎(chǔ)底下ｈ＝Ｌ－Ａ/2處Ｐ——井口建筑物基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)總重（包括基礎(chǔ)自重）；Ａｎ——土層側(cè)壓力系數(shù)；Ａｎ＝ｔｇ2（45°－φ/2）Ｌ——基礎(chǔ)中心到井筒外緣距離；Ａ——帶形、環(huán)形基礎(chǔ)寬；Ｂ——帶形基礎(chǔ)長；ｈ——從基礎(chǔ)底部至計算斷面深度；Ｒ——井筒外半徑。環(huán)形基礎(chǔ)基礎(chǔ)底下ｈ深度處井筒所受側(cè)壓力在ｈ＝Ｌ－Ａ/2處（5）彈性抗力Ａ5提示：一般情況下可以不考慮彈性抗力，僅在底板計算時視具體情況考慮彈性抗力。（6）灌漿壓力Ａ6提示：灌漿壓力為施工完建時期荷載，灌漿壓力分布規(guī)律可參考有關(guān)資料。（7）外水壓力Ａ7提示：外水壓力值要考慮地質(zhì)條件、排水情況而定，并且計算外水壓力時，要考慮外水折減系數(shù)β，β值參見規(guī)范。提示：（1）參考楊述仁等編寫的《地下水電站廠房設(shè)計》；（2）參考《水工設(shè)計手冊》第七篇第三十二章第三節(jié)；提示：（1）參考楊述仁等編寫的《地下水電站廠房設(shè)計》；（2）參考《水工設(shè)計手冊》第七篇第三十二章第三節(jié)；（3）地震對淺埋部位豎井破壞較嚴重，對埋深大于60ｍ的豎井段破壞較??；（4）地震作用的計算主要考慮襯砌自重慣性力和山巖壓力增減值；（5）對于豎井出口地面建筑的抗震計算參見ＳＤＪ10－78。4.5.2荷載組合（1）基本組合：Ａ1＋Ａ3＋Ａ4＋Ａ5＋Ａ7（2）特殊組合：完建Ａ1＋Ａ2＋Ａ3＋Ａ4＋Ａ5＋Ａ6＋Ａ7地震Ａ1＋Ａ3＋Ａ4＋Ａ5＋Ａ7＋Ａ84.6圓形豎井井壁厚度計算提示：選擇襯砌厚度是豎井襯砌計算重要內(nèi)容，一般應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、井筒直徑、襯砌材料、施工方法進行初選，然后對井壁圓環(huán)進行內(nèi)力計算和穩(wěn)定驗算，使井壁厚度滿足要求，一般按下表中公式進行計算。井壁厚度計算公式表提示：選擇襯砌厚度是豎井襯砌計算重要內(nèi)容，一般應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、井筒直徑、襯砌材料、施工方法進行初選，然后對井壁圓環(huán)進行內(nèi)力計算和穩(wěn)定驗算，使井壁厚度滿足要求，一般按下表中公式進行計算。井壁厚度計算公式表公式名稱計算公式符號解釋麥拉公式*Ｐ——計算截面處最大側(cè)壓力；Ｒ——豎井內(nèi)半徑；〔σａ〕——允許應(yīng)力；；Ｒａ——混凝土軸心受壓設(shè)計強度；Ｋ——安全系數(shù)；Ｈ——井筒深度；Ｄ——豎井內(nèi)徑；ｄ——襯砌厚度。普氏經(jīng)驗公式普氏半經(jīng)驗公式*參見《建井工程手冊》第三卷。4.7混凝土襯砌內(nèi)力計算4.7.1計算公式豎井在外壓力作用時，可采用麥拉公式計算：（1）式中：σθ——豎井襯砌環(huán)向應(yīng)力；ｑｂ——豎井襯砌所承受的外壓力；ａ——豎井內(nèi)半徑；ｂ——豎井外半徑；ｒ——計算點處半徑。由（1）式即可求出襯砌內(nèi)緣應(yīng)力σ0及外緣應(yīng)力σｂ：（2）（3）襯砌厚度可按下式計算：（4）式中：ｄ——豎井襯砌厚度；〔σａ〕——混凝土允許壓應(yīng)力；Ｒａ——混凝土軸心受壓設(shè)計強度；Ｋ——安全系數(shù)。其余符號意義同上。提示：（1）根據(jù)式（4）計算豎井襯砌厚度；（2）根據(jù)公式（2）、公式（3）計算襯砌內(nèi)外緣應(yīng)力σ0提示：（1）根據(jù)式（4）計算豎井襯砌厚度；（2）根據(jù)公式（2）、公式（3）計算襯砌內(nèi)外緣應(yīng)力σ0及σｂ；（3）若σ0≤〔σａ〕，則襯砌厚度ｄ合適，否則需重新假定厚度ｄ，直到計算滿足要求止。4.8鋼筋混凝土襯砌內(nèi)力計算提示：（1）可使用水規(guī)總院、天津院等主編的《ＰＣ－1500程序集》中Ｇ－12隧洞襯砌內(nèi)力及配筋通用程序進行計算；（2）推薦使用中南院編《鋼筋混凝土襯砌計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)(ＳＤＣＡＤ)》計算鋼筋混凝土襯砌內(nèi)力。4.8.1利用計算機軟件計算鋼筋混凝土襯砌內(nèi)力提示：（1）可使用水規(guī)總院、天津院等主編的《ＰＣ－1500程序集》中Ｇ－12隧洞襯砌內(nèi)力及配筋通用程序進行計算；（2）推薦使用中南院編《鋼筋混凝土襯砌計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)(ＳＤＣＡＤ)》計算鋼筋混凝土襯砌內(nèi)力。4.8.2井壁及底板襯砌內(nèi)力計算提示：（1）參考潘家錚主編《水工隧洞與調(diào)壓室》（調(diào)壓室部分）一書中介紹的方法；（2）可參考潘家錚主編《調(diào)壓井襯砌》一書中介紹的計算方法。（1）計算方法。提示：（1）參考潘家錚主編《水工隧洞與調(diào)壓室》（調(diào)壓室部分）一書中介紹的方法；（2）可參考潘家錚主編《調(diào)壓井襯砌》一書中介紹的計算方法。提示：（1）根據(jù)工程類比及經(jīng)驗假定襯砌厚度；（2）分別求出井壁底部、底板端部的定端力矩、剪力、抗撓勁度；（3）對井壁及底板進行力矩分配；提示：（1）根據(jù)工程類比及經(jīng)驗假定襯砌厚度；（2）分別求出井壁底部、底板端部的定端力矩、剪力、抗撓勁度；（3）對井壁及底板進行力矩分配；（4）計算沿井壁的力矩、剪力、環(huán)向力之分布；（5）計算底板力矩、變位、反力分布。提示：（1）利用平面有限元程序分析豎井周邊圍巖穩(wěn)定及鋼筋混凝土襯砌應(yīng)力及應(yīng)變；（2）根據(jù)應(yīng)力圖配置鋼筋。4.8.3提示：（1）利用平面有限元程序分析豎井周邊圍巖穩(wěn)定及鋼筋混凝土襯砌應(yīng)力及應(yīng)變；（2）根據(jù)應(yīng)力圖配置鋼筋。4.9配筋計算提示：（1）按ＳＤＪ20－78的要求進行配筋計算；（2）沿井筒取單位高度，按環(huán)向力配置環(huán)向受力鋼筋；（3）沿環(huán)向取單位寬度，按縱向彎矩配置縱向鋼筋，縱向鋼筋應(yīng)有一定數(shù)量直達井頂；（4）在底板中根據(jù)切向及徑向彎矩配筋，組成鋼筋網(wǎng)；（5）根據(jù)規(guī)范要求進行抗裂及限裂計算。提示：（1）按ＳＤＪ20－78的要求進行配筋計算；（2）沿井筒取單位高度，按環(huán)向力配置環(huán)向受力鋼筋；（3）沿環(huán)向取單位寬度，按縱向彎矩配置縱向鋼筋，縱向鋼筋應(yīng)有一定數(shù)量直達井頂；（4）在底板中根據(jù)切向及徑向彎矩配筋，組成鋼筋網(wǎng)；（5）根據(jù)規(guī)范要求進行抗裂及限裂計算。提示：（1）井口圍巖多系表層強風化帶或為松軟土層，側(cè)壓力較大，襯砌應(yīng)加強。（2）一般在豎井井口設(shè)置平臺，下端設(shè)置壁座，可防止井圈滑脫。4.10.1豎井井圈鎖口提示：（1）井口圍巖多系表層強風化帶或為松軟土層，側(cè)壓力較大，襯砌應(yīng)加強。（2）一般在豎井井口設(shè)置平臺，下端設(shè)置壁座，可防止井圈滑脫。4.10.2井頸型式及尺寸提示：井頸型式及尺寸可參考《冶金礦山設(shè)計參考資料》下冊。4.10.3井頸承壓能力驗算提示：井頸承壓能力驗算可參考《冶金礦山設(shè)計參考資料》下冊。4.10.4井頸基底承壓力計算4.10.4.1基底承壓力計算公式豎井井頸基底最外邊緣的最大和最小承壓強度為：（5）式中：ΣＰ0——通過基底形心的總豎向力；Ｆ0——基底壁座的橫截面積；Ｗ0——基底截面模量；Ｍｈ——外荷載及井頸側(cè)向巖土的彈性抗力對基底形心的力矩。（6）式中：ａ——井頸變形系數(shù)，其值為：Ｋｈ——基底彈性固著系數(shù)，其值為：Ｃ0——基底巖土豎向基床系數(shù)；Ｃｈ——基底巖土側(cè)向基床系數(shù)；ｈ——井頸高度；Ｉ0——基底截面慣性矩；Ｉ——井頸截面慣性矩；Ｅ——井頸所用材料的彈性模量；ｂｐ——井頸截面計算寬度，其值為：ｂｐ＝0.9（1＋Ｒ）Ｒ——井頸截面外徑；Ｈ——作用于井頸頂部（地面處）水平外荷載，其值為：Ｈ＝ΣＨ0；Ｍ——作用于井頸頂部的彎矩，其值為：Ｍ＝ΣＨｉｈｉ＋ΣＰｉｅｉ；Ｈｉ——作用于井頸頂面以上的水平外荷載；ｈｉ——水平荷載距井頸頂面距離；Ｐｉ——作用于井頸頂面以上的豎向荷載；ｅｉ——豎向荷載Ｐｉ對豎直軸偏心距；ａｈ＝Ａφ/Ａφ′——井頸換算深度；提示：井頸基底承壓力也可用下式計算：式中：ΣΜ0——外荷載對基底形心的總力矩；φ——巖土彈性固著作用對基底承壓力折減系數(shù)，其值為：式中Ａ″φ——特征數(shù)，見4.10.4.2的提示。Ａ提示：井頸基底承壓力也可用下式計算：式中：ΣΜ0——外荷載對基底形心的總力矩；φ——巖土彈性固著作用對基底承壓力折減系數(shù)，其值為：式中Ａ″φ——特征數(shù)，見4.10.4.2的提示。提示：（1）計算井頸幾何及物理參數(shù)Ｆ0、Ｗ0、ｂ提示：（1）計算井頸幾何及物理參數(shù)Ｆ0、Ｗ0、ｂｐ、ａ及ａｈ；（2）計算外荷載ΣΗ0、ΣＰ0、ΣＭ0、Ｈ、Ｍ及λ；（3）根據(jù)ａｈ值(見附錄B)查Ａ′φ、Ａ″φ、Ｂφ、Ｄφ；（4）代入公式計算Ｍｈ或φ及σｍａｘ和σｍｉｎ。提示：我國豎井施工實踐中，已基本上取消壁座，但遇下列情況時仍應(yīng)考慮設(shè)壁座：（1）井口段；（2）表土段下部；（3）地質(zhì)條件較差的井身段；（4）豎井與隧洞連接處上部。提示：我國豎井施工實踐中，已基本上取消壁座，但遇下列情況時仍應(yīng)考慮設(shè)壁座：（1）井口段；（2）表土段下部；（3）地質(zhì)條件較差的井身段；（4）豎井與隧洞連接處上部。4.11.1設(shè)計原則（1）兩壁座之間的襯砌自重假定全由壁座支承；（2）壁座底面應(yīng)力不超過地基容許壓應(yīng)力與抗剪強度；（3）壁座間距根據(jù)地質(zhì)條件、施工方法、襯砌結(jié)構(gòu)確定，一般每隔10m～20ｍ沿井壁四周澆筑混凝土壁座；（4）壁座材料采用混凝土；（5）按壁座巖層容許壓應(yīng)力和井壁材料的容許應(yīng)力設(shè)計壁座。提示：巖石容許抗壓強度可參考下表。提示：巖石容許抗壓強度可參考下表。巖石容許抗壓強度單位：ＭＰａ巖石種類容許抗壓強度堅硬致密巖石1.0～1.5中硬砂巖及石灰?guī)r0.5～1.0砂質(zhì)頁巖0.3～0.5致密粘土0.15～0.3提示：豎井壁座設(shè)計根據(jù)巖層情況常采用下列三種類型。（1）單錐形：適用于較堅硬巖層中，位置宜選在巖層強度較高，涌水較小的巖層中；（2）雙錐形：適用于段高較大，或抗壓強度較低巖層中，位置選擇同單錐形；（3）長腿式：適用于松軟、不穩(wěn)定巖層中。4.11.2提示：豎井壁座設(shè)計根據(jù)巖層情況常采用下列三種類型。（1）單錐形：適用于較堅硬巖層中，位置宜選在巖層強度較高，涌水較小的巖層中；（2）雙錐形：適用于段高較大，或抗壓強度較低巖層中，位置選擇同單錐形；（3）長腿式：適用于松軟、不穩(wěn)定巖層中。4.11.3計算公式，見附錄C4.12豎井與隧洞的聯(lián)接提示：根據(jù)豎井平面位置，一般有兩種聯(lián)接形式，見附錄D。（1）側(cè)面聯(lián)接：豎井在隧洞一側(cè)，井底與洞底齊平，中間用通道相連；（2）拱頂聯(lián)接：豎井設(shè)在頂拱上，豎井中心線與隧洞中心線重合。提示：根據(jù)豎井平面位置，一般有兩種聯(lián)接形式，見附錄D。（1）側(cè)面聯(lián)接：豎井在隧洞一側(cè)，井底與洞底齊平，中間用通道相連；（2）拱頂聯(lián)接：豎井設(shè)在頂拱上，豎井中心線與隧洞中心線重合。提示：(1)在井筒與車場相接處，圍巖壓力有所增加，應(yīng)力比較集中，通常采用襯砌加厚或增設(shè)鋼筋進行加固。(2)結(jié)構(gòu)尺寸確定可參考礦山、鐵路等有關(guān)設(shè)計資料。4.12.2提示：(1)在井筒與車場相接處，圍巖壓力有所增加，應(yīng)力比較集中，通常采用襯砌加厚或增設(shè)鋼筋進行加固。(2)結(jié)構(gòu)尺寸確定可參考礦山、鐵路等有關(guān)設(shè)計資料。5噴錨支護設(shè)計5.1工程類比法設(shè)計的基本原則與方法5.1.1設(shè)計方法提示：（1）直接設(shè)計法：考慮圍巖力學特性、工程條件、豎井尺寸、施工方法等因素，將要設(shè)計的豎井與已建成并投入運行的工程進行類比，決定支護類型和支護參數(shù)。（2）間接工程類比法：根據(jù)現(xiàn)行錨噴支護設(shè)計規(guī)范，按圍巖分類及錨噴支護設(shè)計參數(shù)表決定支護形式和參數(shù)。提示：（1）直接設(shè)計法：考慮圍巖力學特性、工程條件、豎井尺寸、施工方法等因素，將要設(shè)計的豎井與已建成并投入運行的工程進行類比，決定支護類型和支護參數(shù)。（2）間接工程類比法：根據(jù)現(xiàn)行錨噴支護設(shè)計規(guī)范，按圍巖分類及錨噴支護設(shè)計參數(shù)表決定支護形式和參數(shù)。（1）錨噴支護參數(shù)表制定是以已建工程經(jīng)驗和實踐為依據(jù)，并經(jīng)綜合比較分析確定；（2）應(yīng)用工程類比法時，要弄清圍巖穩(wěn)定破壞類型；（3）最終支護參數(shù)確定，要借助于監(jiān)控設(shè)計指導，必要時要進行修正。5.2錨噴支護型式提示：（1）噴混凝土支護；（2）錨桿支護；提示：（1）噴混凝土支護；（2）錨桿支護；（3）噴混凝土＋錨桿支護；（4）噴混凝土＋錨桿＋鋼筋網(wǎng)支護。根據(jù)工程級別和圍巖類別（Ⅰ類圍巖）等選定。當井徑小于5.0m，圍巖穩(wěn)定，無碎塊脫落時允許“無支護”類型。5.3工程類比法確定噴錨支護設(shè)計參數(shù)提示：（1）井壁采用錨噴作初期支護時，下表（1）中支護參數(shù)可適當減小，可參考下表（2）；（2）Ⅲ類圍巖中井筒深度超過500ｍ時，下表（1）中支護參數(shù)應(yīng)予以增大；（3）設(shè)置混凝土圈梁時，間距宜為8m～12ｍ，加固圍巖的錨桿應(yīng)與圈梁連成一體。提示：（1）井壁采用錨噴作初期支護時，下表（1）中支護參數(shù)可適當減小，可參考下表（2）；（2）Ⅲ類圍巖中井筒深度超過500ｍ時，下表（1）中支護參數(shù)應(yīng)予以增大；（3）設(shè)置混凝土圈梁時，間距宜為8m～12ｍ，加固圍巖的錨桿應(yīng)與圈梁連成一體。表(1)豎井錨噴支護類型和設(shè)計參數(shù)圍巖類別豎井毛徑Ｄ，ｍＤ＜55≤Ｄ＜7Ⅰ100ｍｍ厚噴射混凝土，必要時，局部設(shè)置長1.5m～2.0ｍ的錨桿。100ｍｍ厚噴射混凝土，設(shè)置長2.0m～2.5m的錨桿，或150mm厚噴射混凝土。Ⅱ100mm～150mm厚噴射混凝土，設(shè)置長1.5m～2.0ｍ的錨桿。100mm～150ｍｍ厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，設(shè)置長2.0m～2.5m的錨桿，必要時，加設(shè)混凝土圈梁。Ⅲ150mm～200mm厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，設(shè)置長1.5m～2.0m的錨桿，必要時，加設(shè)混凝土圈梁。150mm～200mm厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，設(shè)置長2.0m～3.0m的錨桿，必要時，加設(shè)混凝土圈梁。表(2)表(2)豎井錨噴支護類型及設(shè)計參數(shù)圍巖類別支護參數(shù)井筒毛徑Ｄ＜5ｍ5m≤D＜8ｍ8ｍ≤D＜12ｍⅠ50mm～80mm厚噴射混凝土與長1.5m～2m的錨桿，或100mm厚噴射混凝土。80mm～100mm厚噴射混凝土與長2m～2.5m的錨桿，或150m厚噴射混凝土。100mm～150mm厚噴射混凝土與長2.5m～3m的錨桿，必要時設(shè)置鋼筋網(wǎng)。Ⅱ80mm～100mm厚噴射混凝土與長1.5m～2m的錨桿。100mm～120mm厚噴射混凝土與長2m～2.5m的錨桿，必要時加設(shè)混凝土圈梁。120mm～150mm厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土與長2.5m～3.5m的錨桿，必要時加設(shè)混凝土圈梁。Ⅲ100mm～150mm厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土與長1.5m～2m的錨桿，必要時加設(shè)混凝土圈梁。150mm厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土與長2m～3m的錨桿，必要時加設(shè)混凝土圈梁。150mm～200mm厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土與長3m～4m的錨桿，必要時加設(shè)混凝土圈梁。5.3.2直接工程類比法提示：根據(jù)有關(guān)工程實例進行類比，決定設(shè)計參數(shù)。提示：噴錨支護設(shè)計參考：（1）《水利水電工程地下建筑物設(shè)計手冊》第七章第五節(jié)；（2）顧鵬飛等編《水電站廠房設(shè)計》第十二章第二節(jié)及第四節(jié)；提示：噴錨支護設(shè)計參考：（1）《水利水電工程地下建筑物設(shè)計手冊》第七章第五節(jié)；（2）顧鵬飛等編《水電站廠房設(shè)計》第十二章第二節(jié)及第四節(jié)；（3）有關(guān)規(guī)范；（4）《建井工程手冊》第三卷第十一篇第五章第三節(jié)及第四節(jié)。5.4.1噴混凝土設(shè)計提示：噴射混凝土支護設(shè)計可參考下列資料：（1）《建井工程手冊》第三卷第十一篇第五章表11－5－13及表11－5－14；（2）《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》（ＧＢＪ86－85）第三章第四節(jié)及第五節(jié)。提示：噴射混凝土支護設(shè)計可參考下列資料：（1）《建井工程手冊》第三卷第十一篇第五章表11－5－13及表11－5－14；（2）《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》（ＧＢＪ86－85）第三章第四節(jié)及第五節(jié)。提示：錨桿設(shè)計可參考下列資料：（1）《建井工程手冊》第三卷第十一篇第五章表11－5－12；提示：錨桿設(shè)計可參考下列資料：（1）《建井工程手冊》第三卷第十一篇第五章表11－5－12；（2）《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》（ＧＢＪ86－85）第三章第三節(jié)。5.4.3噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合設(shè)計設(shè)計時要分別計算噴混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)提供的支護抗力，然后驗算錨噴支護加固圍巖的安全系數(shù)。提示：（1）利用平面有限元程序分析豎井周邊圍巖穩(wěn)定、應(yīng)力、應(yīng)變和位移等情況；（2）根據(jù)有限元分析成果，提出合理的錨噴支護參數(shù)。5.5利用平面有限元程序確定支護參數(shù)提示：（1）利用平面有限元程序分析豎井周邊圍巖穩(wěn)定、應(yīng)力、應(yīng)變和位移等情況；（2）根據(jù)有限元分析成果，提出合理的錨噴支護參數(shù)。6豎井內(nèi)部交通、排水防潮等設(shè)計6.1豎井內(nèi)部交通6.1.1電梯（1）根據(jù)豎井高度、電梯每站運行高度、運行間隔、運行速度等進行電梯選型；（2）電梯運行速度不超過允許速度；（3）根據(jù)廠家提供的電梯資料進行布置。6.1.2樓梯設(shè)置豎井內(nèi)部除設(shè)置電梯進行上下聯(lián)系外，還要考慮布置樓梯，以便在電梯故障、維修時也不影響交通。提示：(1)豎井要考慮防潮、排水設(shè)計；排水設(shè)計及設(shè)備選擇按有關(guān)規(guī)定進行。(2)處在地下水部位的豎井段，為防止外水內(nèi)滲，在襯砌混凝土拌合過程中需加防水劑，以達到抗?jié)B、限裂之目的。6.2排水、防潮提示：(1)豎井要考慮防潮、排水設(shè)計；排水設(shè)計及設(shè)備選擇按有關(guān)規(guī)定進行。(2)處在地下水部位的豎井段，為防止外水內(nèi)滲，在襯砌混凝土拌合過程中需加防水劑，以達到抗?jié)B、限裂之目的。提示：（1）基礎(chǔ)處理可按有關(guān)規(guī)程、規(guī)范進行設(shè)計；（2）破碎帶處理方法主要采用混凝土塞和進行固結(jié)灌漿。7提示：（1）基礎(chǔ)處理可按有關(guān)規(guī)程、規(guī)范進行設(shè)計；（2）破碎帶處理方法主要采用混凝土塞和進行固結(jié)灌漿。8技術(shù)專題研究(必要時)提示：根據(jù)工程的具體情況與需要選擇專題。9工程量計算提示：參考交通運輸洞設(shè)計大綱范本的工程量計算要求。工程量計算要提供工程量表，并根據(jù)預(yù)算要求分項細列。9.1工程量計算原則提示：參考交通運輸洞設(shè)計大綱范本的工程量計算要求。工程量計算要提供工程量表，并根據(jù)預(yù)算要求分項細列。（1）根據(jù)布置、結(jié)構(gòu)計算成果確定主要結(jié)構(gòu)工程量；（2）工程量計算應(yīng)滿足預(yù)算要求。9.2工程量計算項目工程量計算項目見表11。表11豎井主要工程量表項目單位工程量備注土方明挖ｍ3土方洞挖ｍ3石方明挖ｍ3石方洞挖ｍ3混凝土襯砌ｍ3回填混凝土ｍ3噴混凝土ｍ3回填灌漿ｍ2固結(jié)灌漿ｍ錨桿根鋼筋ｔ鋼材ｔ其它10應(yīng)提供的設(shè)計成果10.1報告與計算書（1）設(shè)計報告(豎井部分)；（2）計算書；（3）專題研究報告(必要時)。10.2圖紙(1)豎井布置圖；(2)豎井結(jié)構(gòu)布置圖。10.3工程量匯總表附錄Ａ豎井側(cè)向山巖壓力(地壓)計算

〔F083FA〕豎井巖石壓力計算,見表Ａ１。表Ａ１豎井側(cè)向山巖壓力計算表

巖石特征計算圖示計算公式符號注釋備注含水層表土重液公式：P=γ′HP——水、土混合重液的側(cè)壓力,kPa；γ′——水、土混合液容重，kN／ｍ３；Ｈ——計算點水頭高度，ｍ。懸浮理論公式：Ｐｋ——計算點側(cè)壓力，ｋＰａ；γｓ——水的容重，ｋＮ／ｍ３；Ｈ′ｋ——計算點水頭高度，ｍ。——地下水位以上各土層容重與厚度乘積之總和，kPa；——地下水位以下各土層懸浮容重與厚度乘積之總和，kPa；Δ——土層顆粒干容重，ｋＮ／ｍ３；ε——土層孔隙比；φ′ｋ——計算點土層的內(nèi)摩擦角。基巖靜水壓力公式Ｐｋ＝γｓ·Ｈ′ｋ符號意義同上欄

巖石特征計算圖示計算公式符號注解備注巖層傾角巖層傾角ω含水層表土和基巖秦巴列維奇公式：Ｐｎ＝（γ１ｈ１＋γ２ｈ２＋…＋γｎ－１ｈｎ－１）·Ａｎ·ωＰ′ｎ＝（γ１ｈ１＋γ２ｈ２＋…＋γｎ－１ｈｎ－１＋γｎｈｎ）·Ａｎ·ωＡｎ＝ｔｇ２（４５°－φｎ/２）Ｐｎ、Ｐ′ｎ—ｎ巖層頂面和底面作用在井壁單位面積上的側(cè)壓力，ｋＰａ；γ１、γ２…γｎ—各巖層容重，ｋＮ／ｍ３；ｈ１、ｈ２…ｈｎ—各巖層厚度，ｍ；Ａｎ——ｎ巖層側(cè)壓力系數(shù)；φ′ｎ——第ｎ層巖石似內(nèi)摩擦角；ω——與第ｎ層巖石傾角有關(guān)的壓力分布不均勻系數(shù),見下表：γｋ＋１、γｋ＋２…γｎ—巖體濕單軸抗壓強度低于該處圍巖切向應(yīng)力的一組巖層容重，ｋＮ／ｍ３；ｈｋ＋１，ｈｋ＋１…ｈｎ—為上面γｋ＋１、γｋ＋２…γｎ相應(yīng)的各巖層之厚度，ｍ。對于堅硬巖層和埋藏很深的軟弱巖層,計算結(jié)果與實際情況有很大差別,此時可采用秦式修正公式。秦式修正公式：Ｐｎ＝（γｋ＋１ｈｋ＋１＋γｋ＋２ｈｋ＋２＋…＋γｎ－１ｈｎ－１）·Ａｎ·ωＰ′ｎ＝（γｋ＋１ｈｋ＋１＋γｋ＋２ｈｋ＋２＋…＋γｎ－１ｈｎ－１＋γｎｈｎ）·Ａｎ·ωＡｎ＝ｔｇ２（４５°－/２）適用條件：σｔ＝３．３４γＨ＞Ｒｂσｔ——圍巖切向應(yīng)力Ｒｂ——計算點處巖體單軸濕抗壓強度松散體理論公式：Ｐ＝γＨｔｇ２（４５－φ２）Ｐ——作用在井筒上單位面積上壓力，ｋＰａ；γ——井筒所通過巖層的加權(quán)平均容重，ｋＮ／ｍ３；Ｈ——井筒計算點距地表深度，ｍ；φ——加權(quán)平均內(nèi)摩擦角。附錄B井頸基底承壓力計算特征表井頸基底承壓力計算特征數(shù)表見表B1。表B1井頸基底承壓力計算特征數(shù)表ahA＇φA＂φBφDφ0∞∞∞∞0.1240000.0-120000.0360