積石峽水電站導(dǎo)流洞堵頭穩(wěn)定性分析

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1、第37卷第11期2011年11月水力發(fā)電積石峽水電站導(dǎo)流洞堵頭穩(wěn)定性分析權(quán)鋒，郭紅彥(中國水電顧問集團西北勘測設(shè)計研究院，陜西西安710065)摘要：積石峽水電站導(dǎo)流洞堵頭設(shè)計主要采用了兩種解析法進行計算分析，為確保安全，考慮到施工技術(shù)、封堵條件、堵頭所在交叉段位置等的影響，在初擬計算長度的基礎(chǔ)上，采用三維有限元方法對堵頭變形、位移等進行了分析，并對解析法成果進行了復(fù)核，最終確定了滿足穩(wěn)定需要的堵頭設(shè)計長度。關(guān)鍵詞：導(dǎo)流洞；堵頭；解析法；有限元法；穩(wěn)定性分析；積石峽水電站StructureandStabilityAnalysis

2、onDiversionTunnelPlugforJishixiaHydropowerStationQuanFeng，GuoHongyan(HydroChinaXibeiEngineeringCorporation，Xi'an710065，Shaanxi，China)Abstract：TwoanalyticalmethodsaremainlyusedintheplugdesignofJishixiaHydropowerStationandthelengthofplayisalsoproposedbytheanalyticalmet

3、hods．Forensuringtheengineeringsafety，thedeformationanddisplacementoftheplugareanalyzedbythethree-dimensionalfiniteelementmethodafterconsideringtheimpactsofconstructiontechnology，sealingconditionsandplug"slocationinthecrosssection．BasedontheresultsofFEM，thelengthofplu

4、gwhichcanmeettherequirementsofsafetyisfinallydetermined．KeyWords：diversiontunnel；plug；analyticalmethod；FEM；stabilityanalysis；JishixiaHydropowerStation中圖分類號：TV551．12(244)文獻標識碼：A文章編號：0559—9342(2011)11-0049-03積石峽水電站采用全年圍堰擋水、導(dǎo)流隧洞和gI。巫泄洪排沙底孔導(dǎo)流、基坑全年施工的導(dǎo)流方式。導(dǎo)‘流洞與中孔泄洪洞采用“龍?zhí)ь^

5、”的方式結(jié)合，導(dǎo)≥毒意≯r：．

6、．卜

7、．。：．流洞總長660．0m，其中非結(jié)合段長1】_7．0m，結(jié)合：)：扈翅778．42卜I_-．1‘．1段長500．01TI．導(dǎo)流洞堵頭為1級永久建筑物，設(shè)計亟標準與大壩相同，擋水水頭80．0in。在永久建筑物r_嘲具備下閘條件、導(dǎo)流洞利用鋼閘門下閘封堵之后．進行導(dǎo)流洞永久堵頭的施工。為了研究堵頭的穩(wěn)定圖1導(dǎo)流洞堵頭縱剖面(單位：cm)性，本文主要采用了兩種解析法進行計算，并采用m、洞頂高程1794．00in。設(shè)計工況見表1。三維有限元計算方法對堵頭的穩(wěn)定性進行復(fù)核。從1．3計算參數(shù)而確定堵

8、頭的長度。襯砌混凝土強度等級為C25時．彈性模量取28．0GPa，泊松比0．167，容重25kN／m。；強度等級1設(shè)計資料和計算參數(shù)為C20時．彈性模量取25．5GPa，泊松比0．167，1．1結(jié)構(gòu)簡圖容重24kN／ms?；炷僚c混凝土之間的抗剪斷參數(shù)堵頭為楔形體．堵頭縱剖面見圖1。f=1．0．c，-O．8MPa：混凝土與圍巖之間f-=o．65，c=1．2設(shè)計工況0．45MPa。導(dǎo)流洞封堵段圍巖物理力學(xué)參數(shù)見表2。校核洪水位1860．40in，正常蓄_K位1856．00in，導(dǎo)流洞開挖斷面面積190．06in，襯砌后面積收稿日期

9、：2011-08—29140．49in，初擬封堵長度40I11，襯砌后高程洞底作者簡介：權(quán)鋒(198O一)，男，陜西白水人，工程師，碩士，從1778．O0in、洞頂1793．00in，開挖洞底高程1777D0事施工組織設(shè)計工作．表1堵頭設(shè)計工況3．2抗沖剪理論采用抗沖剪理論分別對滑動面①、②的穩(wěn)定性進行計算分析，計算成果見表4。表4抗沖剪系數(shù)計算結(jié)果注：根據(jù)DL5108-1999《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》并結(jié)合積石峽水電站工程實際，持久32況下不考慮防洪高水位及冰凍情況。表2導(dǎo)流洞封堵段圍巖物理力學(xué)參數(shù)箍強度，MPaMPa廈g‘。

10、?？赸m~s-l比囂GPa從表4可以看出，對于持久工況，潛在滑動面60～8010-152．653500—40000．35—88—12①、②的平均剪應(yīng)力均小于0．2MPa，堵頭處于安注：樞紐所在地區(qū)的地震特征周期Tg=O．40。全狀態(tài)；對于偶然工況，在校核洪水位情