FCD71030FCD水利水电工程初步设计阶段导流隧洞设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1998年6月1工程初步设计阶段导流隧洞设计大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 基本资料 (5)4. 设计原则、设计任务及基本假定 (8)5.导流隧洞布置及断面体形设计 (9)6.水力设计 (11)7.隧洞结构设计 (13)8.隧洞进出口明渠及洞脸开挖边坡稳定分析 (17)9.封堵闸门结构设计 (18)10.导流隧洞施工设计 (18)11.专题研究及模型试验 (19)12.工程量计算 (20)13.设计成果 (20)附录A 导流隧洞泄流计算 21 附表 2531 引言工程位于，是以为主，等综合利用的水利水电枢纽工程。

枢纽建筑物由组成，最大坝高 m，正常蓄水位 m，总库容×108m3，电站总装机容量 MW，保证出力 MW，年发电量×108kW·h，灌溉面积×104km2，通航 t级船队(舶)。

坝址处多年平均流量为 m3/s，河谷为形，谷底宽为 m，河谷形状系数，左右岸岸坡平均坡度为度，两岸及河床岩性为。

本工程预可行性研究报告于年月审查通过，选定坝址为，采用隧洞导流，总工期为年。

2 设计依据文件及规范2.1 有关本工程文件(1) 工程预可行性研究报告；(2) 工程预可行性研究报告审批文件；(3)可行性研究设计即原初步设计任务书及项目设计大纲；(4)有关的专题报告。

2.2 设计规范设计时应遵照的有关主要规范有(不限于)：(1)DL5021—93 水利水电工程初步设计报告编制规程；(2)SDJ12—78及水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(试行)及其补充规定；SDJ217—87(3)SDJ338—89 水利水电工程施工组织设计规范；(4)SD134—84 水工隧洞设计规范(试行)；(5)GBJ86—85 锚杆喷射混凝土支护技术规范；(6)SDJ57—85 水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范；(7)SL74-95或水利水电工程钢闸门设计规范；DL/T5039-95(8)SDJ212—83 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范；(9)SL/T191-96或水工混凝土结构设计规范；DL/T5057-1996(10)SDJ207—82 水工混凝土施工规范；(11) 其它有关的设计规范。

2.3 主要参考文献(1)水力计算手册，武汉水利电力学院水力学教研室编，水利出版社，1980年(2)水工隧洞和调压室，潘家铮主编，水利电力出版社，1990年(3)水工隧洞的设计理论和计算，汪胡桢编，水利电力出版社，1977年(4)地下工程喷锚支护原理和设计，王建宇编，中国铁道出版社，1980年(5)地下工程围岩稳定分析，于学馥、郑颖人、刘怀恒、方正昌编，煤炭工业出版社，1983年4(6)水利水电工程地下建筑物设计手册，水利水电规划设计总院等编，1993年(7)水利水电施工组织设计手册，水利电力出版社，1990年3基本资料3.1 坝址及坝线本阶段选定的坝址为，坝线为。

3.2 工程等级及建筑物级别本工程为等工程，永久建筑物为级建筑物，临时建筑物为级建筑。

提示：若导流洞与永久泄水或引水建筑物全部或部分相结合时，相结合的部分，应按永久建筑物级别设计。

3.3 设计洪水标准根据导流方式设计大纲，本工程采用围堰挡(全年或非汛期) 洪水、隧洞导流的导流方式。

导流隧洞设计洪水重现期为 a，相应设计流量 m3/s。

3.4 水文(1)坝址不同时段不同重现期洪水流量表1 坝址不同时段洪水重现期——流量关系表单位：m3/s时段洪水重现期，a100 50 20 10 5全年枯水期月日～月日月日～月日月日～月日月日～月日(2)坝址历史实测逐月最大、最小及平均流量与逐月不同重现期流量表2 坝址逐月流量特征表单位：m3/s项目月份1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12历年最大流量历年最小流量多年平均流量历史最大平均流量各月最大流量经验频率流量100a50a20a10a5a5(3)典型年洪水过程线；(4)导流隧洞进、出口位置水位流量关系曲线；(5)坝址水位——库容曲线。

3.5 泥沙多年平均年输沙量万t／a；多年平均含沙量 kg／m3；实测最大含沙量 kg／m3；悬移质平均粒经 mm。

3.6气象(1)坝址气温和水温表3 坝址气温与水温表单位：℃项目月份全年1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月平均气温月平均最高气温月平均最低气温绝对最高气温绝对最低气温月平均水温(2)降雨量、蒸发量及湿度表4坝址降雨量、蒸发量及湿度表项目月份全年1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12平均降雨量，mm平均蒸发量，mm平均相对湿度，%年最大降雨量 mm，最大降雨强度 mm／d，平均降雨天数 d。

(3)风速表5 坝址风速表单位：m／s项目月份全年1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12平均风速平均最大风速极大风速风向为，吹程 km。

(4)冰6坝址冰冻期为月日至月日，平均结冰厚度 m；流冰期为月日至月日，持续时间 d 。

3.7 地形及地质资料3.7.1地形及工程地质(1)坝址区(包括导流隧洞)地形图(1:1000～1:2000)；(2)坝址区及导流隧洞沿程工程地质平面图(1:1000～1:2000)；(3)导流隧洞沿程工程地质纵剖面(包含隧洞沿程岩性、围岩类别、地质构造特性及详细的工程地质描述与围岩稳定性评价表)及地质横剖面图(1:1000～1:2000)；(4)有关地应力特性指标岩体内垂直地应力为 MPa，水平地应力为 MPa，最大主应力为 MPa，方向为；最大剪切应力为 MPa，方向为。

提示：应力条件应考虑自重应力场及自重＋构造应力场两种情况。

(5)导流隧洞沿程围岩物理力学特性表6 导流隧洞沿程围岩物理力学特性表围岩类别极限抗压强度MPa容许承压Mpa容重kN/m3弹性模量MPa变形模量Mpa泊桑比坚固系数弹抗系数KPa/m摩擦系数岩/岩断层(大裂隙)面干湿抗剪f抗剪断fcMPaf′c′MPa(6)导流隧洞进、出口洞脸和明渠边坡工程地质描述及稳定性评价与建议的开挖边坡值。

提示：主要说明进出口洞脸及明渠边坡岩性，风化程度，覆盖层厚度，断层、裂隙发育程度及走向、倾向、倾角，岩体完整性，山崩、危崖及不稳定岩体、滑坡等情况，并对边坡进行稳定性评价，针对不同岩性及风化完整程度分别给出合适的开挖边坡值。

(7)喀斯特岩溶洞特性。

3.7.2水文地质(1)导流隧洞沿程水文地质特性。

(2)地下水的分层、埋深及水源补给和水的化学性质。

(3)透水岩体或岩基的分布、厚度，承压水的可能分布高程及岩体的渗透系数。

(4)河床冲淤变迁资料。

3.7.3 本工程地震基本烈度为度，设计烈度为度。

3.8 水工建筑物设计资料(1)枢纽总平面布置图。

(2)各主要建筑物和坝段剖面图及主要工程量。

(3)各主要泄水建筑物的泄量曲线及运用要求。

3.9 建筑材料(1)砂石骨料的产地、储量和物理力学性质及碱骨料反应试验成果。

(2)采用水泥的产地、品种及标号。

7(3)掺合料、外加剂的品种、性质及指标。

(4)采用的新材料的性质及指标。

3.10 导流规划及其技术指标提示：包括各导流时段的档、泄水建筑物及导截流标准和流量。

3.11 其它有关的资料(1)导流工程施工进度安排与要求。

(2)国内外水工隧洞的施工水平资料。

(3)坝址上、下游供水要求。

(4)施工期通航资料。

提示：施工期通航的船运量，通航季节，船舶及筏运吨位、尺寸、吃水深度，船及木筏编队型式数量及运行情况，行船允许流速、坡降等。

(5)施工期过渔、过木的要求。

(6)坝址区及导流隧洞沿程现有交通状况。

(7)在梯级电站中，上游已建电站对削减导流流量及枯水期调峰时增泄流量的有关资料。

(8)临时或永久跨导流隧洞进、出口明渠的交通要求。

4 设计原则、设计任务及基本假定4.1 设计原则(1)导流隧洞设计除执行本《大纲》外，还应符合有关的规程、规范、标准的规定和要求。

(2)设计前应深入现场踏勘，选择洞线，详细了解并掌握地形地貌、工程地质、水文地质资料，并充分分析研究有关的设计资料。

(3)导流隧洞布置应与水工枢纽布置综合考虑，并满足施工导截流要求。

(4)导流隧洞设计应做到因地制宜，技术先进，隧洞沿程地质条件及水力学条件良好，施工方便，进度快，经济合理，安全可靠，确保质量。

(5)应积极推广使用国内外先进的设计经验，并不断总结提高。

4.2 设计任务(1)导流隧洞及进、出口建筑物布置与断面体形设计。

(2)水力设计。

(3)结构及稳定设计。

(4)导流隧洞进、出口明渠及下游消能防冲工程设计。

(5)封堵闸门结构设计。

(6)导流隧洞施工设计。

(7)工程量计算。

4.3 基本假定8(1)导流隧洞由进口明渠、进水塔、洞身段及出口明渠与消能段组成。

(2)导流隧洞设计包括隧洞施工期、运行期、封堵期三种情况。

(3)导流隧洞型式采用(有压式或无压式) 。

5 导流隧洞布置及断面体形设计5.1 导流隧洞布置的基本原则(1)导流隧洞布置应与电站枢纽总布置相协调，尽量与永久泄洪或引水建筑物结合，对沿线建筑物及周围环境影响较小。

(2)隧洞沿程地质条件及水力学条件良好，工程量较少。

(3)满足施工导截流要求、与主体工程结合的部分应满足永久运用要求。

(4)满足施工期通航、过木及冬季排冰的要求。

5.2 导流隧洞布置5.2.1洞线选择提示：洞线选择关系到围岩的整体稳定、工程造价、施工工期和运行安全等问题，是导流隧洞设计的关键，必须充分掌握基本资料，进行必要的水力计算，并根据地形、地质、水力学、施工、运行、沿线建筑物、枢纽总布置以及对周围环境的影响等因素综合考虑，通过可能方案的技术经济比较选定。

(1)在满足枢纽总布置要求的条件下，洞线应选在沿线地质构造简单，岩体完整稳定，岩石坚硬，上覆岩层厚度大，水文地质条件好，施工方便的地区。

洞线与岩层、构造断裂面及主要软弱带应具有较大的夹角，对整体块状结构岩体，其夹角一般不应小于30°，对于层状岩体，特别是层间结合疏松的高倾角薄岩层，其夹角一般不应小于45°。

(2)在高地应力区，洞线应与最大水平主应力方向一致或尽量减少其夹角。

(3)相邻两隧洞间岩体厚度一般不应小于二倍洞径(或洞宽)，岩体较好时，并辅以合理的施工措施，可酌情放宽到不小于一倍洞径(或洞宽)。

(4)洞线在平面上应尽可能布置成直线，如果必须采用曲线时，弯曲半径不宜小于5倍的洞径(或洞宽)，转角不应大于60°。

5.2.2导流隧洞进、出口布置提示：(1)进、出口布置应根据枢纽总布置，上、下游围堰位置，地形地质条件，使水流顺畅，进流均匀，出流平稳，与下游水流良好衔接，并有利于防淤、防沙、防冰、防木、防冲及防污等。