导流隧洞堵头的设计计算1.基本设计资料1.1 隧洞概况沐若水电站左岸布置1 条导流隧洞， 导流隧洞进口底板高程为418m ，出口底板高程为 394.72m 。 导流隧洞标准过水断面为10.0 m 15.9m斜墙平底马蹄形，其中顶拱为半圆弧形，圆弧半径5.0m ，中心角 180 。过流面积约 137m2，导流隧洞全长 810.455m，典型剖面见图 1。图 1 隧洞典型剖面1.2 地质条件与岩石力学参数导流隧洞穿过坝区主要的地层， 包括砂岩、杂砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩等。导流隧洞围岩基本级别： 完全由砂岩、 杂砂岩构成的洞段， 岩体基本质量可按 级考虑；由砂岩、杂砂岩夹页岩、泥岩、粉砂岩等软岩构成的洞段，岩体基本质量按级考虑较为合适；完全由页岩、泥岩、粉砂岩等软岩构成的洞段，岩体基精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页1 本质量按 级考虑较为合适。各类岩（石）体的物理力学参数建议值如表1。表 1 导流隧洞堵头段地质参数建议值岩石类别天然容重（ kN/m3）砼与岩石抗剪强度f C(MPa) 泥岩、页岩24.5 25 0.5 0.2 粉砂岩25.5 26 0.65 0.3 硬砂岩、杂砂岩25.5 1.0 1.0 2.堵头长度计算2.1 计算公式2.2 荷载计算、参数确定1.水头总推力。 采用校核洪水位时： 上游水位 EL.542.46m ，永久堵头上游面底板高程为 418-440 2.8725%=405.36m，导流洞永久堵头底部承担水头高精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页2 度 为 ： 542.46-405.36m=137.1m， 永 久 堵 头 顶 部 承 担 水 头 高 度=137.1-16=121.1。永久堵头处承担水平推力：QPghA水的密度，1000kg/m3；g重力加速度， 9.8N/Kg ；h平均水头高度， 129.1m ；A导流洞过流面积， 137m2；Q可变荷载分项系数，取1.0。计算可得水平推力P=173464KN。2.参数确定。按公式中说明，其参数取值如下：K安全系数，取2.3；混凝土容重，取 2400Kg/m3；A堵头断面面积， 137m2；S堵头断面周长， 45.6m ；?摩擦系数，取0.65；抗剪断面积有效系数，取0.75 ；C 抗剪凝聚力，取0.3Mpa ；经计算可知堵头的长度L=38m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页3 2.1 荷载组合作用在堵头上的荷载作用分别为堵头自重、静水压力、 扬压力，不考虑地震作用的影响。1）堵头自重 :混凝土容重取 24.0kN/m3。2）静水压力 : 正常蓄水位基本组合时：上游水位541.91 ，下游水位 405.00m ；校核洪水位偶然组合时：上游水位542.46m ，下游水位 412.00m 。3）扬压力：考虑到地下水位较高，为安全起见，堵头扬压力标准值按照堵头体积对应水重考虑。堵头计算相应荷载组合见表2。表2 荷载作用组合表工作状况作用组合考虑情况相应水位（上游 / 下游）自重静水压力扬压力1 基本组合设计洪水541.91/ （无水）2 偶然组合校核洪水542.46/ （无水）2.2 计算参数堵头按级永久建筑物设计， 抗滑稳定极限状态公式中： 结构重要性系数0取 1.1；堵头在设计洪水位下的基本组合按持久状况考虑，设计状况系数取1.0,在校核洪水位下的偶然组合按短暂状况考虑，设计状况系数取 0.95 ； 结构系数d精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页4 取 1.2,混凝土与基岩抗剪断摩擦系数及粘聚力材料性能分项系数分别为1.3 和3.0。荷载作用分项系数见表3。表3 荷载作用分项系数序号作用类别分项系数1 自重G1.0 2 静水压力P1.0 3 扬压力U1.2 3.3 计算结果综合考虑临时堵头所起的作用后，根据封堵段地质情况， 堵头计算结果见表4。表 4 堵头受力与长度计算成果荷载组合挡水水头 H（m）自重T（KN ）静水压力P（KN）扬压力U（KN ）堵头长度计算 L（m）堵头长度取值（ m）基本组合131.91 123322 37396 9148832.3 32.5 偶然组合132.82 124172 31786 77765 32.0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页