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水利工程论文-浅谈水利工程中压力隧洞型式的研究.doc

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水利工程论文-浅谈水利工程中压力隧洞型式的研究.doc

水利工程论文-浅谈水利工程中压力隧洞型式的研究论文关键词:水利工程;水工建筑物;隧洞设计;原理分析;计算论文摘要:水工压力隧洞的埋设深度决定其施工工期的长短和造价的高低。若能将隧洞内的水压力荷载传递到岩体内,而不引起岩石滑移或涌水的危险,则隧洞距地表面的距离即为压力隧洞的最小埋深。在工程实践中,确定埋深不大的压力隧洞的衬砌型式及参数应仔细研究山岩岩体的结构和应力状态,其最终方案的选择必须进行系统的数值研究。水工压力隧洞距地表的距离究竟相对靠近到什么程度?其主要取决于水利枢纽布置中各主要建筑物的相互位置、地势低洼地段隧洞的横断面尺寸以及其它因素,其中,尽量减少隧洞的建筑工程量最为重要。1选择压力隧洞型式的前提设计压力隧洞的主导思想:是保证能将水压力引起的荷载尽可能大的部分(最好是全部)传递给周围的山岩岩体。高水头隧洞推广采用无承力衬砌型式,在岩石破碎地段建造的混凝土或钢筋混凝土衬砌,旨在用来保证隧洞开挖和运行时岩体的稳定性,并不承受水压力。这种观点是基于对现实情况的考虑——混凝土或钢筋混凝士衬砌不可能承受很大的拉应力,衬砌中裂缝的形成,促使将水压力的主要部分传递给岩体,而衬砌材料则只能为该隧洞段创造有利的水力学条件,并在某种程度上减少其渗流量。在隧洞泄空的情况下,则恰恰相反,裂缝闭合,衬砌结构能承受山岩的压力。在设计时,考虑这一实际情况,就有可能采用更经济的结构。若遇到不可能将水压力的主要部分传递给岩体的情况,则采用预应力钢筋混凝土衬砌或承力钢板衬砌。当压力隧洞接近地面时,在相当坚固的岩石中,必须采用这样的衬的方式,将有可能缩短工期,降低工程造价。2无衬砌压力隧洞的最小埋深计算分析压力隧洞的最小埋深指的是,若能将隧洞内的水压力荷载传递到山岩岩体,而不致引起岩石滑移或涌水的危险,则隧洞距地表面的距离,即为压力隧洞的最小埋深。实际上,是指无衬砌压力隧洞的最小允许埋设深度。下面以某埋深不大的压力隧洞附近山岩岩体应力——变形状态的分析成果,作为具体实例进行研究。该压力隧洞内径9.5m,水头为160m(P=1.6MPa),穿越一段地形低洼地段。隧洞在地形低洼地段的最小埋深(至隧洞的顶拱)为36m。该洼地是一个山谷隘口,两侧与水平面的坡度分别为26。在岩体力学性能各相同性的情况下,埋深最小的隧洞其未来衬砌顶拱点处没有受到损坏的岩体的计算应力状态为,σmin=-2.1MPa,σma

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