15#施工支洞混凝土封堵设计及施工措施

15#施工支洞混凝土封堵设计及施工措施

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1、瀑布沟水电站地下厂房系统土建工程15#施工支洞封堵设计及施工措施15#施工支洞封堵设计及施工措施1、概述15#施工支洞断面为8.0m×7.0m,城门洞型,起点从进厂交通洞桩号厂(纵)0+656.6875开口,以i=10.394%的坡度经187.42m的距离降坡先到达1#尾水隧洞EL661.2m底板高程,贯通1#尾水隧洞后再水平接通2#尾水隧洞。该洞全长241.67m,其平面布置参见(15#施工支洞平面布置图)。2、施工支洞封堵设计2.1设计标准因15#施工支洞分别布置在6条尾水管洞及尾闸室1#、2#闸井,水能经过发电机组消耗后能量较小,水头较低,虽然尾水管洞为有压洞,根据设计提供水头计算方法

2、,其设计水头按照尾闸室正常尾水位进行(EL678.90m)设计,以校核尾水位进行校核(EL679.84m),相应5#施工支洞和8#施工支洞底板面最低高程分别为EL638.20m和EL655.40m。假设堵头和围岩均为刚体,水头推力均匀的作用在堵头横截面上,则5#施工支洞设计水头为679.84-638.20=41.64m,设计取值为42m,8#施工支洞设计水头为679.84-655.40=24.44m,设计取值为25m,其堵头长度计算过程如下第2.2所示。2.2堵头长度设计⑴计算公式堵头长度计算有力学公式和经验公式。①力学公式L=Kγ水×Hω×[f′ω(γ混凝土-γ水)+c′S×a]-1式中:

3、L--堵头设计长度(m);K--安全系数,(设计K=3);γ水--水的容重(1.0×10-2MN/m3);H--作用水头(m);ω--堵头截面积(m2);f′--抗剪断摩擦系数;γ混凝土--混凝土容重(2.4×10-2MN/m3);c′--周界粘聚力;S--堵头周长(m);四川瀑布沟电站厂房七局十四局联营体第13页/共13页瀑布沟水电站地下厂房系统土建工程15#施工支洞封堵设计及施工措施a--粘结力有效面积系数。②经验公式L=HD/50式中:L--堵头设计长度(m);H--作用水头(m);D--混凝土堵头的等效直径(m),D=(4ω/π)0.5。③计算参数取值K--安全系数,设计K=3;H-

4、-作用水头;f′--抗剪段摩擦系数,取f′=0.70;c′--周界粘聚力,取c′=0.5MPa;a--粘结力有效面积系数,取a=0.9。⑵计算结果根据以上计算公式,将作用水头,校核尾水位(EL679.84m),堵头横截面为:5#施工支洞堵头截面积为20.89m2,堵头周长为:17.41m,8#施工支洞堵头截面积为41.73m2,堵头周长为:24.58m,以上公式中的f′--抗剪段摩擦系数值和c′--周界粘聚力的取值根据《四川省大渡河瀑布沟水电站下闸蓄水设计报告(送审稿)》--枢纽区工程岩体物理力学性指标建议值表3.3-2,结合5#施工支洞和6条尾水管洞及8#施工支洞尾闸室连接部位地质情况,该

5、段围岩类别主要为Ⅲ类和Ⅳ类围岩,在实际参数取值时,为了安全起见,根据最不利围岩类别(Ⅳ类围岩)进行取值。将以上数据先代入力学公式进行计算得:L=3×1.0×10-2mn/m3×42×20.89×[0.70×20.89×(2.4×10-2mn/m3-1.0×10-2mn/m3)+0.5MPa×17.41×0.9]-1=3.274m。再将以上参数代入经验公式计算得:L=42×[(4×20.89/3.14)0.5]/50=4.333m。以上计算结果为5#施工支洞贯穿6条尾水管洞段的堵头设计长度,其它部位计算结果如下表01所示:表01四川瀑布沟电站厂房七局十四局联营体第13页/共13页瀑布沟水电站地

6、下厂房系统土建工程15#施工支洞封堵设计及施工措施序号项目名称力学公式经验公式实际取值15#施工支洞L=3.274mL=4.333m全断面封堵25#施工支洞与1#尾水管左侧交叉部位L=4.584mL=6.124m10.0m(按照大于1.5倍洞径取值)38#施工支洞L=2.73mL=3.65m10.0m(按照大于1.5倍洞径取值)以上计算按照封堵混凝土基本和周围岩石接触(a=0.9)进行计算得出的封堵长度,在实际进行封堵混凝土施工中,顶拱部位不易浇满,容易和岩石脱开。因此,通常需要需要在顶拱部位进行回填灌浆以增加整体的饱满度和粘结性。假如封堵混凝土顶拱部位已经和岩石脱开(4.5×5.0m断面:

7、a=0.695)(7.0×6.5m:a=0.667),进行以上封堵长度的计算,其计算结果如下表02所示:表02序号项目名称力学公式经验公式实际取值15#施工支洞L=4.208mL=4.333m全断面封堵25#施工支洞与1#尾水管左侧交叉部位L=6.109mL=6.124m10.0m(按照大于1.5倍洞径取值)38#施工支洞L=3.637mL=3.65m10.0m(按照大于1.5倍洞径取值)结论:通过以上表01

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