三岔河水库工程输水隧洞设计方案.docx

三岔河水库工程输水隧洞设计方案摘要:三岔河水库输水隧洞的设计是采用工程中的实际情况在满足输水设计流量及满足施工要求的条件下设计计算确定输水隧洞洞径及隧洞进出口高程再根据洞线地形、地质条件、灌区灌溉及农村安全饮水的要求综合确定隧洞比降及衬砌形式根据隧洞进出口能量损失进行水力计算调整进口高程确定经济、合理的比降使隧洞进出口水头损失相对较小并满足灌区灌溉、农村安全饮水的要求。其保证了供水工程的安全、经济、合理对今后的工程项目提供了宝贵的实践经验。关键词:地质条件；输水隧洞；断面；衬砌；支护中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：气象与地质三岔河水库供水工程是以农村安全饮水为主兼顾农业灌溉。水库总库容水量为1152万m3设计灌溉面积为2.4877万亩。按照（SL252-2000）确定本水库工程规模属中型工程等别为三等。工程设防烈度为9°三岔河水库工程建设地在未来50年内可能遭遇烈度为9°几率为10%的地震。加之水库位置较高地震后全直接危及下游区的安全。水库区多年平均气温13.9℃极端最高气温32.0℃极端最低气温-8.1℃多年平均降雨量746.3mm最大年降水1140.5mm最少年降水469.7mm多年平均相对湿度69%多年平均蒸发量2025.9mm。多年平均风速2.2m/s多年平均最大风速12.2m/s。三岔河水库工程是在三岔河河床相对缩窄处坝址位于兰岔河库区下游约220米的相对顺直河段上河底高程2400m坝轴方位247°0403"坝址为不对称“V’’字形峡谷地形左岸坡坡陡坡角40°～50°地形条件相对较好但地质条件较为复杂上部出露粘土岩岸坡中下部出露丽江组角砾岩为反向坡岸坡稳定。右岸为顺向坡坡角30°～40°岩层倾角与坡角相近表层有较薄的残坡积和崩洪积覆盖基岩为泥钙质胶结角砾岩局部裸露层厚强度相对较高岸坡相对稳定。1、输水隧洞设计三岔河输水隧洞的横断面形状依据隧洞的水力学、工程地质与水文地质、衬砌工作条件以及地应力情况、施工方法等因素通过技术经济分析确定。隧洞布设于河床左岸结合施工导流问题输水隧洞采用施工导流及输水共用的布置方式采用龙抬头方式输水隧洞全长462.598m其中洞身段长340.30m有压段设计底坡为1/200衬砌形式为圆形衬砌内径D=1.8m龙抬头段转弯半径15.Om采用C20钢筋砼衬砌无压段设计底坡i=l/80衬砌型式1.8×1.8m城门洞型采用钢筋砼衬砌出口消能采用挑流消能。输水隧洞布置形式为有压进口无压隧洞的方式由引水明渠段、进口有压段(含直洞段及龙抬头段)、导流有压段、竖井闸室段、无压洞身段、出口陡槽段及消能设施段组成。隧洞依次分别穿过第三系三营组(N2s)半胶接粘土岩夹砂、砂砾岩和第三系丽江组(El)泥钙质胶结角砾岩输水隧洞设计流量为Q=2.5m3/s最大过流能力为Q=16.15m3/s。由于三岔河输水隧洞兼顾农村安全饮水问题故在输水隧洞底板下布置了农村安全饮水得输水管。输水管设计流量为0.25m3/s输水管为铸铁管壁厚为15.8mm管径为500mm输水管外包一层厚0.2m厚的C20钢筋砼。输水管出口设于隧洞出口陡槽段后并在出口处设两道闸阀(Z545T-10)控制不同水位时的输水流量。1.隧洞断面设计:隧洞出流计算按有压出流公式：Q=μbe计算隧洞断面依据明渠均匀流公式计算其计算结果按施工最小断面选择：有压段采用圆形断面内径1.8m衬砌厚0.35mC20钢筋砼整体现浇。无压段采用城门形断面顶拱圆心角120°断面尺寸1.8×1.8m衬砌厚0.35mC20钢筋砼整体现浇。当过水流量为2.5m3/s时洞内水深0.405m过流流速0.68m/s；当过水流量为2.5m3/s时洞内水深1.32m过流流速1.05m/s。2.竖井的设计:竖井内设1.0×l.Om平面铸钢闸门检修门、工作门各一道；选用省水力机械厂生产的定型闸门其规格尺寸为1.0×l.0m的平面滑动铸钢闸门两道配QPY-30/40-50-8-WSII液压式启闭机两套。闸孔底板高程2405.000m启闭机安装在竖井内位于闸室底板高程上6.0m处。闸室底板表面孔壁采用钢板护衬以增强抗磨损、抗气蚀能力。闸室顶部设密封盖板使井内无水。工作闸门的通气管由竖井内接入。为便于管理在竖井平台上建净空尺寸（长×宽×高）4×4×3m的启闭机室一间并在竖井内沿井壁设旋转楼梯直通竖井底部。依照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）无压输水隧洞设计平均流速宜小于允许不冲流速大于允许不淤流速。按《规范》（GB50288-99）附录F查得现浇混凝土隧洞的允许不冲流速为8m/s；根据三川河的泥沙特性参数经计