泄水隧洞计算

新建泄洪隧洞1、工程布置新建2、流量设计标准：按历年最大小时降雨量，据调查该区50年小时暴雨强度为90.7mm，根据有关规范和实地资料每小时的蒸发量和渗漏量忽略。①用地表水汇流的计算公式：q=（0.278φ×SP×F）/Tnq—设计流量（m3/s）SP—小时降雨量（90.7mm/h）T—流域汇流时间（3小时）φ—设计径流系数（0.9）n—降雨强度衰减系数(0.210)F—古庙冲尾砂库汇流面积2.92km2，其中东支谷汇流面积0.66km2，西支谷汇流面积1.64km2。计算：=(0.278×0.9×90.7×0.66)/30.210=11.89（m3/s）设计隧洞深2.2m，宽2.0m,i为1：0.208过水断面面积：w=h×b=4.4（m2）湿周：X=b+2h=6.4（m）水力半径：R=w/X=0.69（m）谢才系数:C=(1／n)R1/6=20.89m1/2/sQ=w×C×=34.82m3／s 设计排水流量为Q=34.82m3/s＞地表水汇流量q=11.89m3/s，断面满足要求。3、明洞设计明洞长10m（进口喇叭口长2m），高2.2m，宽2.0m，采用浆砌块石，边墙厚400mm，底厚300mm。明洞底铺设100mm厚的C15砼垫层，明洞顶1.7m高山坡采用1：1放坡，坡面用六角砌块护坡。具体尺寸见图2-1。4、无压衬砌隧洞设计设计断面形式：圆拱直墙式净宽2m，直墙高1.2m，顶拱半径1m；设计水深1.9m；顶拱半心角180°，粗糙率n为0.017；洞底纵坡i为0.208。衬砌厚度0.3m，底板厚度0.2m；衬砌材料采用浆砌块石，浆砌块石容重γ=23KN/m3。具体尺寸见图2-1。1）无压衬砌隧洞断面验算前面已算，满足要求。2）无压衬砌隧洞受力验算①设计荷载组合垂直山岩压力+侧向水平山岩压力+衬砌自重(不考虑岩石弹性抗力)②按普氏公式计算根据中国水利电力出版社《隧洞》表3-2，选用岩石坚固系数f=0.8及相应内摩擦角φ=38.6°，γ=23.5KN/m3。按公式计算塌落拱高度：=2.57m垂直山岩石压力强度q为：q=20×2.57=51.4KN/㎡计算侧向水平山岩压力强度为：e1=0.7×γ×h×=0.7×20×2.57×tg225.7°=8.33KN/㎡e2=(0.7h+H)γ×=(0.7×2.57+2.2)×20×tg225.7°=18.52KN/㎡则：e==13.43KN/㎡q=1.001γB=1.001×20×2.0=40.04KN/㎡e=0.427γH=0.427×20×2.2=18.79KN/㎡相互比较，选择按普氏公式计算荷载作为计算压强。计算项目：理正隧洞衬砌计算软件[计算简图][基本参数]规范标准：水工砼规范SL/T191-96承载能力极限状态0： 1.0正常使用极限状态0： 1.0设计状况系数： 1.00衬砌断面类型：圆拱直墙形每段计算的分段数： 2计算迭代次数： 2抗力验证要求：高[衬砌参数]底板半宽： 1.300(m)底板厚度： 0.200(m)侧墙高度： 1.200(m)侧墙厚度： 0.300(m)顶拱半中心角： 90.000(度)顶拱拱脚厚度： 0.300(m)顶拱拱顶厚度： 0.300(m)[荷载参数]底部山岩压力(侧)： 0.000(kN/m)底部山岩压力(中)： 0.000(kN/m)侧向山岩压力(上)： 13.400(kN/m)侧向山岩压力(下)： 13.400(kN/m)顶部山岩压力(侧)： 51.400(kN/m)顶部山岩压力(中)： 51.400(kN/m)内水压力水头： 6.000(m)外水压力水头： 0.000(m)外水压力折减系数()： 0.400顶拱灌浆压力： 0.000(kPa)顶拱灌浆压力作用范围角： 0.000(度)其它段灌浆压力： 0.000(kPa)衬砌容重： 23.000(kN/m3)[荷载组合参数]编号荷载名称是否计算分项系数 1 衬砌自重√ 1.00 2 顶岩压力√ 1.00 3 底岩压力√ 1.00 4 侧岩压力√ 1.00 5 内水压力√ 1.00 6 外水压力√ 1.00 7 顶部灌浆压力〤 1.00 8 其余灌浆压力〤 1.00计算结论:经过2次计算,达到各点设定抗力条件和法向位移一致!轴向力剪力弯矩切向位移法向位移转角围岩抗力抗剪验算NQMUVW(kN)(kN)(kN.m)(mm)(mm)(度)(kPa)底板(从中心向左等分2段):07.8940.0003.7430.0000.1200.0000.1满足17.8942.5323.8270.0010.1740.0100.1满足27.89440.316-7.3930.0020.3200.0110.2满足侧墙(从底向上等分2段):0-40.3167.894-7.393-0.3200.0020.0110.0满足1-36.176-3.316-7.369-0.3240.0910.0060.0满足2-32.0367.925-8.012-0.3270.1270.0010.1满足顶拱(从拱脚向拱顶等分2段):0-32.0367.925-8.012-0.3270.1270.0010.1满足1-8.445-21.231-1.683-0.303-0.235-0.0090.0满足217.7320.00012.8410.000-0.4540.0000.0满足5、无压不衬砌隧洞设计°，粗糙率n为0.035；洞底纵坡i为0.208。具体尺寸见图2-1。1）无压不衬砌隧洞断面验算前面已算，断面验算满足要求。2）无压不衬砌隧洞受力验算根据勘察报告，隧道洞身围岩主要为板岩，为强-中等风化；强风化板岩呈碎裂状，岩体稳定性较差，其渗透性较好，工程地质性能较差，中风化板岩，呈层状，稳定性较好，工程地质性能较好。泄洪隧洞洞身不衬砌筑段为中风化板岩，呈层状，围岩级别为Ⅲ级，围岩岩体稳定性较好，不需支护。6、工程量：详见表3-1新建泄洪隧洞工程量统计表表3-1序号项目名称计算式或基数单位工程量1挖土方(6.2+5)*00.6/2**8+(6..2+5)**0.6/22*8（明洞洞）m3512挖石方((5+2.8)*11.1/2++2.8*22.8)*88（明洞）＋(3.144*1.3**1.3/22+1.4**2.6)**12（衬砌）＋(3.144*1*1//2+1.22*2)*1134（不衬砌）m37053浆砌块石0.4*2.5**2*2+((2+4.331)*2//2*0.33+(0.44*2.5**2+0.33*2)*88（明洞）＋(1.4*22.6-1..2*2)**12（衬砌砌）m342拱料石(3.14*1..3*1.33/2-3..14*1**1/2)**12（衬砌）134C10砼垫层0.1*2.8**2+0.11*2.8**8（明洞）m335抹面2*2.2*2++0.8*22+(2+44.31)**2/2+((2.2*22+2+0..8)*8（明明洞）+(1.2*22+2)*112（衬砌）m21286勾缝3.14*2/22*12（衬衬砌）+0.92**2*2+22.4*2**8(护坡)m28