水工隧洞设计中的几个问题的探讨
摘要:在水利水电工程中,为了满足灌溉以及泄洪和发电等而进行设置的隧洞称之为水工隧洞,通常水工隧洞按照水流状态可将其分为无压洞和有压洞。在实际的隧洞设计中,同一洞段内,一定要防止有压和无压时而交替的明满流交替现象出现,以避免对流态不利。
关键词:水工隧道;构造设计;布置 一、水工隧洞的线路选择
(一)地质条件
隧洞路线应选在地质构造简单、岩体完整坚硬的地区,尽可能避开不利地质构造,尽量避开地下水位高、渗水严重地段,以减少隧洞衬砌上的外水压力。洞线要与岩层、构造断裂面及主要软弱带走向有较大的交角。在高地应力地区,洞线应与最大水平地应力方向尽量一致,以减少隧洞的侧向围岩压力。隧洞应有足够的覆盖厚度,对于有压隧洞,当考虑弹性抗力时,围岩的最小覆盖厚度≥3倍洞径。
(二)地形条件
洞线应尽量短直,如因地形、地质、等原因需要转弯时,对于低流速的隧洞弯道曲率半径≥5倍洞径或洞宽,转弯转角≤60°,弯道两端的直线段长度也≥5倍的洞径或洞宽。高流速的隧洞设弯道时,最好通过试验确定。
(三)水流条件
隧洞进口应力求水流顺畅,出口水流应与下游河道平顺衔接,与土石坝下游坝脚及其建筑物保持足够距离,防止出现冲刷。
(四)施工条件
洞线选择应考虑施工出渣通道及施工场地布置问题。设置曲线时,其弯曲半径应考虑施工所要求的转弯半径。对于长洞,应利用地形、地质条件布置施工支洞、斜洞、竖井。以便进料、出渣和通风,改善施工条件,加快施工进度。此外,洞线选择应满足总体布置和运行要求,避免对其它建筑物的干扰。
二、水工隧洞的构造设计
(一)止水设计
无防渗要求的无压洞衬砌的环向施工缝可不设止水;对有防渗要求的无压洞(水面线以下)和有压隧洞,应设止水铜片或止水带。