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1、1FJD34100 FJD水利水电工程 技术设计阶段 发电(或引水)无压隧洞 设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1997 年 11 月2水电站技术设计阶段 发电(或引水)无压隧洞 设 计 大 纲主 编 单 位:主编单位总工程师: 参 编 单 位:主 要 编 写 人 员: 软 件 开 发 单 位: 软 件 编 写 人 员: 勘测设计研究院年 月3目 次1. 引 言 .4 2. 设计依据文件和规范 .4 3.设计基本资料 .5 4.隧洞线路总体设计.10 5.隧洞总体水力设计.12 6.隧洞工程结构设计.137.隧洞运行期观测设计.25 8.技术专题研究.25 9.工程量计算.26 10.
2、应提供的设计成果.2641 引 言工程位于 ，是以 为主，兼有 等综合利用的水利水电枢纽工程。电站总装机容量 MW，年发电量 kWh。发电(或引水)无压隧洞长 m，过水断面积 m2，引水流量 m3/s。本工程初步设计报告于 年 月 日审查通过。2. 设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件(1) 工程初步设计报告；(2) 工程初步设计报告审批文件；(3) 工程技术设计任务书；(4) 有关会议纪要或文件。(5) 专题研究(试验)报告。2.2 主要设计规范(1) SD134-84 水工隧洞设计规范(试行)；(2) SDJ10-78 水工建筑物抗震设计规范(试行)；(3) SDJ20-78 水工钢
3、筋混凝土结构设计规范(试行)；(4) SDJ57-85 水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范；(5) SDJ207-82 水工混凝土施工规范；(6) SDJ212-83 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范；(7) SDJ217-87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(试行)；(8) SL62-94 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范；(9) SDJ12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(试行)及补充规定；(10) SL47-94 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范；(11) GBJ17-88 钢结构设计规范；(12) GBJ86-85 锚杆喷射混
4、凝土支护技术规范；(13) 国家建委 1977 黄土地下建筑技术条例；(14) GBJ25-90 湿陷性黄土地区建筑规范；(15) JGJ55-96 普通混凝土配合比设计规程；5(16) GB50204-92 混凝土结构工程施工及验收规范；(17) JGJ18-96 钢筋焊接及验收规程；(18) SD120-84 浆砌石坝施工技术规定(试行)；(19) SDJ336-89 混凝土大坝安全监测技术规范(试行)；(20) SL36-92 水工金属结构焊接通用技术条件。2.3 主要参考资料(1) 水力学计算手册(武汉水院编) 水利电力出版社 1983 年；(2) 成都科大出版水力学上、下册 高等教育
5、出版社 1979 年；(3) 灌区水工建筑物丛书涵洞、隧洞水利电力出版社 1980 年；(4) 水工设计手册 水利电力出版社 1980 年；(5) 地下建筑物设计手册 四川科学技术出版 1993 年；(6) 铁路工程设计技术手册 中国铁道出版社 1975 年；(7) 喷射混凝土 水利电力出版社 1990 年；(8) 铁路隧道新奥法指南 中国铁道出版社 1988 年。3. 设计基本资料3.1 工程等别与建筑物级别(1) 工程等别为 等；(2) 建筑物级别为 级。3.2 地震烈度(1) 基本地震烈度为 度；(2) 设计地震烈度为 度。提示：线路上各洞段地震烈度不同可分列。3.3 洪水标准提示：首部
6、洪水和各洞口、沟谷、河等设计洪水标准可分列。(1) 设计洪水重现期：Ts= a；(2) 校核洪水重现期：Tx= a；提示：隧洞进出口及各支洞进口处河道的施工期各频率洪水流量及相应水位也应列出。3.4 取水口水位流量及泥沙含量(1) 取水口底板顶面高程 m；引水流量 m3/s；(2) 取水口泥沙含量 kg/m3。63.5 气温与水温(1) 月平均气温，见表 1。表 1 月 平 均 气 温 单位：月份 123456789101112年平均水温(2) 绝对最高气温 ；绝对最低气温 ；(3) 气温上升率(供计算冰压力用) /h；洞内最低气温 ；洞内最低水温 。(4)月平均水温，见表 2。表 2 月 平
7、 均 水 温 单位：月 份 123456789101112年平均水温3.6 风速、风向和吹程(1) 多年平均风速 m/s；(2) 多年最大风速 m/s；(3) 风的吹程 km；(4) 风向：风向多为 风。3.7 冻土情况线路各洞段、明洞段冻土深 m。3.8 年降雨量年降雨量 mm 左右；主要集中在 月。3.9 无压隧洞主要设计参数无压隧洞主要设计参数，见表 3。表 3 隧 洞 主 要 设 计 参 数 表洞 型隧洞进口隧洞出口桩 号 隧 洞分 段编 号引水流量m/s宽高或直径 m底板高程 m水 深m底板高程 m水 深m纵 坡 进 口出 口1 3.10 地质资料3.10.1 区域地质及水文地质资料
8、。提示：(1)简述地形地貌、地层岩土性质、有无大的地质构造及断裂、板块划分、向7斜、背斜、岩层产状、有无其它有害气体等；(2)简述含水层的类型、基岩裂隙、水的渗透性、地下水的补给与排泄、沿线地表水和地下水动态、地下水的化学性质等；(3)地质结论和其它尚需解决的特殊地质问题。3.10.2 隧洞沿线地下水位。提示：(1)提供隧洞沿线桩号洞段地下水位高程，有无相对隔水层、承压水情况；(2)有无大的构造及地下水的连通情况，如地表水、覆盖层潜水、基岩裂隙水的连通情况、岩土层的分层渗透系数、每延米洞段开挖后预测渗水量；(3)预测隧洞运行期地下水位的变幅；(4)地质可提供隧洞开挖后地下水的排、堵措施供设计参
9、考；(5)提供地下水的水质情况，特别是对混凝土和钢筋、 钢材有无腐蚀及对引水水质的影响等。3.10.3 隧洞沿线岩土分类及岩土物理力学指标、地应力资料，见表 4。表 4 岩 土 物 理 力 学 指 标、地 应 力 表地 应 力地质时期岩性及代号水土围岩分类岩土体坚固系数天然容重kN/m3单轴饱和抗压强度MPa 抗拉强度MPa 弹性模量MPa变形模量MPa 泊松比弹抗系数MN/m3凝聚力MPa 内摩 擦角度渗透系数cm/s承载力MPa 岩体纵横波m/sxMPa yMPa IIIIIIIV岩体VV1土体V2提示：(1)如隧洞埋藏深度大、地应力高，需提出埋藏深度、有无可能发生岩爆等具体指标；(2)如
10、有膨胀岩、红粘土、湿陷性黄土需提出膨胀量、流变数值、粘土缩径指标、黄土的湿陷系数等指标；(3)提供最大地应力主应力的方向及量值，隧洞开挖最大危石重度；(4)较大断裂构造破碎带的各种力学指标。3.10.4 隧洞进出口地段岩土开挖边坡值：岩体开挖边坡：永久 ，临时 ；土体开挖边坡：永久 ，临时 。8提示：(1)开挖边坡要注明水上、水下开挖边坡；(2)提出最大开挖坡高，马道宽度及综合边坡值。3.10.5 隧洞沿线地温及岩石热传导常数：(1) 各洞段洞身处岩体地温；最高 ；最低 。(2) 岩体的热传导常数 ；(3) 岩体线膨胀系数 K-1。3.11 材料特性及安全系数3.11.1 喷混凝土(1) 喷射
11、混凝土设计指标：标 号： ；轴心抗压： MPa ；弯曲抗压： MPa ；抗 拉： MPa ；弹 模： MPa ；容 重： kN/m3；粘 结 力： MPa 。(2) 钢纤维喷射混凝土设计指标：普通碳素钢纤维抗拉强度不低于 MPa；钢纤维直径为 mm；钢纤维长度为 mm；钢纤维的掺量为混合料重的 %；钢纤维喷射混凝土重度 kN/m3。提示：对于喷混凝土和钢纤维喷射混凝土、要提出：抗渗、抗冻、抗磨指标。3.11.2 混凝土(1)混凝土设计强度指标，见表 5。表 5 混 凝 土 设 计 强 度 指 标 表混 凝 土 标 号强 度 种 类轴心抗压，MPa9弯曲抗压，Mpa抗 拉，MPa 抗 裂，MPa
12、 弹 模，MPa 泊桑比混凝土重度，kN/m3提示: 根据工程的具体情况与需要确定：(1)混凝土的抗渗、抗冻指标、混凝土渗透系数；(2)线膨胀系数、导热系数、比热 c。(2) 强度安全系数、见表 6。表 6 安 全 系 数荷载组合结 构受 力 特 征 基本特殊混 凝 土按抗拉强度设计的受压、拉、弯构件轴心受压、偏心受压、局部承压、斜截面受剪、受扭构件 钢筋混凝土 轴心受拉、受弯、偏心受拉构件(3) 钢筋混凝土轴心受拉、小偏心受拉构件抗裂安全系数： 。(4) 钢筋混凝土结构构件允许最大裂缝宽度： mm。3.11.3 钢 筋(1) 钢筋品种： ；(2) 钢筋设计强度与弹性模量，见表 7。表 7 钢 筋 设 计 强 度 与 弹 性 模 量 单位： MPa设 计 强 度 钢筋种类直 径mm受 拉 钢 筋受 压 钢 筋弹性模量(3) 泊桑比： 。3.11.4 钢支撑型钢、钢板(1) 钢材品种 ；(2) 强度： 钢 号 ； 钢板厚度 mm； 屈服强度 MPa；10 极限强度 MPa 。(3) 允许应力： 钢 号 ； 荷载组合基本荷载 MPa；特殊荷载 MPa 。 钢
