【正文】 在地質(zhì)條件較差，圍巖允許暴露時(shí)間不宜壺久的條件下，可采用上部開挖一段以后，將頂拱襯砌支護(hù)好，再進(jìn)行下部開挖，以策安全。洞內(nèi)工作場(chǎng)面比較大，施工組織因工作面寬而比較容易安排，施工干擾也較易解決，有利于提高平洞施工速度。 隧洞開挖有全斷面開挖、斷面部分開挖和導(dǎo)洞開挖等方法。 ⑶ 隧洞的轉(zhuǎn)彎半徑小于 150m，也不宜采用掘進(jìn)機(jī)。 ⑹ 掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)時(shí)釋放大量熱量工作面上環(huán)境溫度較高，因此要求有較大的通風(fēng)設(shè)備。對(duì)于選定的掘進(jìn)機(jī)，其允許的洞徑變化不能超過(guò) 0010? ，由于掘進(jìn)機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度的限制，隧洞的轉(zhuǎn)彎半徑不能小于 150~450m，對(duì)于斷層，破碎帶等不良地質(zhì)條件，掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)速度將大大降低。掘進(jìn)機(jī)挖掘的洞壁比較落平整，斷面均勻，超欠挖量少，圍巖擾動(dòng)少，對(duì)襯砌支護(hù)有利。對(duì)于非圓形斷面隧洞的開挖，通常通過(guò)調(diào)整底盤傾角來(lái)實(shí)現(xiàn)。 隧洞開挖方式的比較及選取 目前常用的隧洞開挖方式有掘進(jìn)機(jī)式開挖和鉆孔爆破式開挖。 4 二、 下游： 711 0 0 0 9 . 8 1 4 . 4 6 1 4 . 4 6 1 1 1 . 1 2 1 02PN? ? ? ? ? ? ? ? 堵頭長(zhǎng)度為： 7 2 10 6( )17 5 24 00 2 51 10lm????? ? ? ? 實(shí)際采用： ? 。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 由設(shè)計(jì)資料知壩頂高程為 539m，安全超高 1m，計(jì)算時(shí) 取壩前最大水頭，上游取壩前最高水位 ，下游據(jù) 200 年一遇的最大流量 6900 sm3 ，查水位與流量關(guān)系曲線，得出下游水位最高為 。堵頭中部設(shè)有灌漿廊道，對(duì)接縫和固壁巖層進(jìn)行固結(jié)灌漿 。封堵方法，一般先在進(jìn)口進(jìn)行截流、堵漏，然后按永久建筑物要求或其他泄水建筑物。 8） 181122 12 ?????????? ?dcgl?? smQ Fc 32 2 0 0)( ??????????? 綜上所述，當(dāng)上游流量小于 m3／ s時(shí)為明流。當(dāng)上游水位漸增，從半有壓流到有壓流時(shí)，其分界點(diǎn)的 Fc? 值較高；而當(dāng)水位漸落，從有壓流到半有壓流時(shí)，則出口處產(chǎn)生一定的負(fù)壓而 水流暫不脫壁，使在更低的 Fc? 值才能形成半有壓流。 本設(shè)計(jì)流量系數(shù)取μ =，進(jìn)口收縮系數(shù)取 ? =，管道斷面面積 dA = m2，管身 高度 d= m，將數(shù)據(jù)代入上式，則有： mdH pcpc ???? ? pcQ =μ dA 2 ( )pcgd? ?? smd 2 4 4)( 7 ?????? ?? =179。隧洞的水流流態(tài)有三種：無(wú)壓流、半有壓流、有壓流。 隧洞截面參數(shù)的確定 由前節(jié)設(shè)計(jì)可知，本隧洞斷面形式采用城門洞形，頂角為 120? 截面參數(shù)：底寬 ： B=11m 斷面高： H=16? 6m 半徑 ： r=6? 2m 面積： ) 6 01 2 0( 2 ?????? RS ? 7 1 4 8 m? ??? 其中 S扇 =40? 2=12lR ? l = 13 m mX ????? 水力半徑： R=Sx =3? 37 m 糙率 0 1 ?? nn ， 查 《 水 力 學(xué) 》（ 第 三 版 ） 表 32 可知 3 61 ???? RnC 表 3故本設(shè)計(jì)采用擴(kuò)散消能的形式，擴(kuò)散消能的擴(kuò)散角一般采用 5176。 2 進(jìn)口斷面漸變形狀 隧洞 出口 的 設(shè)計(jì) 隧洞出口的布置，應(yīng)保持水流的良好銜接，達(dá)到消能防沖的目的 ，出口的高程和型式，不僅影響出口的水流狀態(tài)，而且影響洞內(nèi)的流態(tài)。 1 推薦值表 a／ h ～ ～ ～ ～ a／ b 對(duì)于兩側(cè)和頂部收縮的矩形空口，一般采用 ah =～ （ h 為孔高）， ab =3～ 4，本設(shè)計(jì) h=，取 ah =，則 a==? =，取 a= m，由表 25 查得 ab = 則： 25 1 0 .02 .5 2 .5abm??? 所以橢圓曲線方程為： 22125 10xy?? （ 3本設(shè)計(jì)采用矩形斷面，由于隧洞進(jìn)口位置覆蓋層較薄，不能滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定要求，塔式進(jìn)水口能夠滿足要求。有松濤水利樞紐壩址區(qū)地形圖上量的布置導(dǎo)流隧洞的長(zhǎng)度，一號(hào)洞 1L =431 m，二號(hào)洞 2L =274 m則兩條隧洞的出口高程可計(jì)算得： 1 號(hào)洞： 417 1L ? 4‰ = 2 號(hào)洞： 417 2L ? 4‰ = 隧洞進(jìn)口的設(shè)計(jì) 洞口的位置，取決于地形，地質(zhì)條件，洞頂巖層厚度應(yīng)滿足隧洞的要求。 m2）代入上式得： A=285 m2 本設(shè)計(jì)采用兩條隧洞泄流，故所需單條隧洞過(guò)流面積： A1=285/2= m2 半徑 R=,L= 3 R=,H= 345 R= 斷面尺寸計(jì)算過(guò)程：如圖 3直墻高寬比 Hb =。如果不能滿足，需要加大隧洞斷面，降低圍堰高程，減小洞內(nèi)流速。兩者相加，總造價(jià)最小的斷面尺寸即為經(jīng)濟(jì)斷面。 根據(jù)松濤水利樞紐的水文條件，本中設(shè)計(jì)成為有壓流，設(shè)計(jì)流量定位為 5130 m3／ s 。其高寬比一般用 ～ ，頂拱圓心角為 120176。由于明、壓流交替過(guò)度段的流態(tài)極不穩(wěn)定，隧洞工作狀態(tài)的設(shè)計(jì)，應(yīng)力要求避免在圍堰最高擋水位置發(fā)生明、壓流交替過(guò)度狀態(tài)。導(dǎo)流隧洞常有明流和壓力流兩種工作狀態(tài)，明、壓流交替不可避免。 兩條或多條隧洞布置在一岸或兩岸時(shí)，需根據(jù)具體情況而定。 ⑷ 運(yùn)行方面的特殊要求，如為通航、放木設(shè)置專用隧洞。又由水文資料知此河流量不是很大且無(wú)通航及其他要求，故兩條隧洞采用相同斷面，底坡取 4‰，因含沙量 大，為防止泥沙淤積或門檻磨損，本著無(wú)通航等要求的河道在截流許可的條件下，進(jìn)出口高程應(yīng)盡量高些的原則，進(jìn)口高程取枯水位以下 ，即 — = 米 隧洞的條數(shù)與布置 兩條或多條隧洞，一般在下列情況采用： 導(dǎo)流流量較大，要求較大的過(guò)水面積，而地質(zhì)條件又不允許開挖過(guò)大斷面。 隧洞的布置 綜上所述結(jié)合本工程設(shè)計(jì)資料及地形圖，綜合分析：左岸靠右岸岸坡陡峭，且為河灣 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 突岸，右岸也較陡，但河床靠右岸有一深槽，深槽處水深約 10 米，覆蓋層厚約 10— 12 米，此深槽系河水沿構(gòu)造裂隙侵蝕沖刷而成。 ⑻ 隧洞應(yīng)有足夠的埋深。一般情況，截流與通航、放木均要求進(jìn)口高程低一些，通常取枯水位以下 ～。 ⑸ 進(jìn)出口位置，在選擇洞線的同時(shí)，應(yīng)放在地質(zhì)條件較好的部位，以利洞口穩(wěn)定。 ⑷ 洞線應(yīng)盡量選擇在巖石新鮮，巖性堅(jiān)硬，斷層較少，裂縫不發(fā)育的地層，避免通過(guò)較大斷層破碎帶。 ⑶ 為使水流順暢，防止出口水流沖刷對(duì)岸及進(jìn)出口對(duì)上下游圍堰的影響，出口段洞線與河道主流方向的交角一般不大于 30176。如無(wú)河灣，利用沖溝布置進(jìn)口，也能使洞線順直。隧洞的布置主要考慮地形和地質(zhì)條件，水流流速和流態(tài)要求。 雖 然隧洞的投資高，但前期項(xiàng)目的施工干擾小，因開挖出渣，混凝土澆筑時(shí)段分散，總體強(qiáng)度不高，截流工期有保證，風(fēng)險(xiǎn)明朗，有利于防范。 一般情況下，壩型和河谷地形往往是導(dǎo)流方案選擇的主要條件之一，此工程河床壩段采用混凝土重力壩。前期導(dǎo)流明渠以及底孔壩段結(jié)構(gòu)混凝土需要按永久建筑物的要求來(lái)施工，大型砂石加工及混凝土系統(tǒng)準(zhǔn)備建筑進(jìn)度難以滿足施工要求。 2 壩址施工洪水成果表 頻率 1% 2% 5% 10% 20% 全年最大流量（ m3／ s） 6390 5870 5130 4560 3810 ～ 2050 1920 1750 1610 1450 ～ 1340 1270 1170 1090 997 ～ 4710 4290 3710 3260 2790 ～ 2840 2670 2430 2240 2020 月平均流量 11 692 579 489 400 12 430 421 406 378 1 348 327 322 265 2 345 338 327 269 3 469 432 410 300 4 586 499 458 327 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 續(xù)表 5 959 569 480 425 6 1120 711 607 482 導(dǎo)流方案的擬定 在水利水電工程導(dǎo)流方案的選擇時(shí)，要考慮地形，地貌，水文特性，工程主體的形式和布置，施工因素等諸多因素，其中地形和地貌條件往往是決定導(dǎo)流方案的主要因素。 1，各頻率施工洪水成果見(jiàn)表 2 在選擇導(dǎo)流方案時(shí)，除了綜合考慮以上各方面因素外，還應(yīng)使主體工程盡可能及早發(fā)揮效益，簡(jiǎn)化導(dǎo)流程序，降低導(dǎo)流費(fèi)用，使導(dǎo)流建筑物既簡(jiǎn)單又適用可靠。水利水電工程的進(jìn)度與導(dǎo)流方案密切相關(guān)。在通航河道上，大都采用分段圍堰法導(dǎo)流。 ⑷ 水工建筑物的型式及其布置。如果巖石的風(fēng)化層厚且破碎，或有教厚的沉積灘地，則適合采用明渠導(dǎo)流。至于平原河道 ，河流的兩岸或一岸比較平坦，或有河彎，老河道可資利用，則宜采用明渠導(dǎo)流。壩區(qū)附近的地形條件，對(duì)導(dǎo)流方案的選擇影響很大。對(duì)于水位變化幅度大的山區(qū)河 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 流，可采用允許基坑淹沒(méi)的導(dǎo)流方法，在 一定時(shí)期內(nèi)通過(guò)過(guò)水圍堰和基坑來(lái)宣泄洪峰流量。 導(dǎo)流方案選定 選擇導(dǎo)流 方案時(shí)應(yīng)考慮下列因素 導(dǎo)流方案的選擇受多種因素的影響，一個(gè)合理的導(dǎo)流方案，必須在周密研究各種影響因素的基礎(chǔ)上，擬定幾個(gè)可能的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越的方案。這種導(dǎo)流方法在分段分期修建混凝土壩時(shí)用的比較普遍。 ⑷ 隧洞導(dǎo)流 隧洞導(dǎo)流是在河岸山體中開挖隧洞，在基坑上下游修筑圍堰，水流經(jīng)由隧洞下泄。在規(guī)劃時(shí)，應(yīng)盡量利用有利條件，以取得經(jīng)濟(jì)合理的效果。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 ⑵ 束窄河床導(dǎo)流 束窄河床導(dǎo)流一般取決于束窄河床段的允許流速，即圍堰及河床的抗沖允許流速， 但在某些情況下，也可以束窄河床導(dǎo)流。 全段圍堰法 就是在河床主體工程的上下游各建一道斷流圍 堰，使水流經(jīng)河床以外的臨時(shí)或永久泄水道下泄，主體工程建成或接近建成時(shí)，再將臨時(shí)泄水道封堵。 分段圍堰法導(dǎo)流一般適用于河床寬，流量大，工期較長(zhǎng)的工程，尤其適用于通航河流和冰凌嚴(yán)重的河流。所謂分期，就是在時(shí)間打夯用圍堰將建筑物分為若干期。 施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是周密地分析研究水文、地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)、樞紐布置及施工條件等基本資料，在保證上述要求的前提下，選定導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，劃分導(dǎo)流時(shí)段，確定導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量；選擇導(dǎo)流方案及建筑物的型式；確定導(dǎo)流建筑物的布置構(gòu)造及尺寸；擬定導(dǎo)流建筑物修建、拆除、堵塞的施工方法以及截?cái)嗪哟菜?、攔洪度汛和基坑排水等措施。因此基礎(chǔ)混凝土有抗硫酸鹽侵蝕的要求，鋁酸三鈣的含量應(yīng)小于 5％。 施工期間大批的生活物資和糧食、燃料、日用品等，均需從仙州市運(yùn)來(lái)，當(dāng)?shù)刂荒芙鉀Q副食品和部分糧食等供應(yīng)?！?) 混凝土采用 600＃ 純熟料水泥，水泥最終水化熱為 67K/kg，水泥放熱速率 m=／ 天 。 h總混凝土用量比為 比 。 松濤是地震波及區(qū)，據(jù)上級(jí)主管部門提出的松濤水利樞紐地段的地震基本烈度為 7 度?！?80176。表面 左右為黃土覆蓋，以下均由卵礫石夾粗、中砂等物構(gòu)成。 W，河谷呈彎曲形。 其流量特征資料列于表 ～表 。 水文條件 柳河的年最小流量多發(fā)生在 2 月份， 3月份上游開始融雪化冰，流量漸增， 6月份以后即進(jìn)入汛期。流冰速度最大為 ，最小為 。 3 壩區(qū) 1985～ 1988 年各月不同降水量出現(xiàn)天數(shù)統(tǒng)計(jì)表 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 降 水 量 月 份 （天數(shù)） 全年 （天數(shù)） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5mm 以下 最多 6 5 7 13 18 20 16 17 11 8 5 15 112 最少 1 2 4 6 11 12 6 12 9 5 1 3 93 平均 15 17 12 14 7 6 5mm 以下 最多 0 0 0 0 2 3 4 5 5 2 0 0 16 最少 0 0 0 0 1 1 2 3 1 1 0 0 7 平均 0 0 0 0 1 3 4 2 0 0 10mm 以上 最多 0 0 0 0 0 1 1 4 2 1 0 0 6 最少 0 0 0 0 0 1 1 2 1 0 0 0 1 平均 0 0 0 0 0 2 1 0 0 20mm 以上 最多 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 2 最少 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 平均 0 0 0 0 0 0 0 0 0 表 1暴雨常在下午或晚間出現(xiàn)。多年平均溫度為 ℃，月平均最高溫度為 ℃，最低為－℃；絕對(duì)最高為 ℃，絕對(duì)最低為 ℃，日最小變幅 ℃。 表 各地段特性表 順序 名 稱 位 置 距壩址離 （ km） 可利