5.5 输水隧洞加固设计

5.5.1 加固方案

根据工程现状、存在问题及安全鉴定报告结论可知，燕麦地水库的现状输水涵洞断面为1.6m×1.8m圆拱直墙式浆砌石结构，断面小，破坏严重，设备老化。考虑现状输水涵洞的病害等实际情况，决定将现状输水涵洞废弃、封堵，新增建一条输水洞，并增建溢洪道。

新增建输水洞布置在左岸山体上，该处山体为玄武岩，岩质坚硬，适宜成洞，而且输水洞布置在左岸山体还可以利用老渠道输水。现状输水涵洞作为施工期导流洞使用，待施工结束后对现有输水涵洞进行封堵处理。

5.5.2 输水隧洞布置

新设输水隧洞布置在距原输水涵洞15.0m处山体内，洞轴线与大坝轴线垂直。隧洞洞身为钢筋混凝土结构，断面型式仍采用城门洞型。全长193.95m，进口底板高程2759.00m，出口底板高程2756.00m。

新设输泄水隧洞主要由进口段、闸室段、洞身段、出口段四部分组成。进口段采用挡墙式矩形引渠，平面布置为八字翼墙。闸室段采用塔式进水口，钢筋混凝土结构，设置检修及工作2道闸门，检修门闸孔尺寸为1.0m×1.5m，工作门闸孔尺寸为1.0m×1.0m。检修门和工作门之间设置胸墙一道，检修门启闭机室布设在闸室上部，底板与坝顶平，高程2780.00m，上部框架下架设可以顺水流向移动的单轨移动启闭机作为检修门的启门设备，并可以作为工作门及启闭机检修的起吊设备。工作门启闭机室布置于前后胸墙之间，底板高程2764.50m，设固定螺杆启闭机作为工作门的启闭设备，该层与检修门启闭机室之间设置楼梯供操作人员通行。输水涵洞洞身段为明流洞，断面为1.5m×2.0m圆拱直墙式城门洞型，钢筋混凝土结构，断面净宽1.5m，侧墙高1.57m，顶拱中心角120°，半径0.866m。出口处设置消力池，池长14.5m、深1.0m，消力池末端以圆弧型式与现状排洪渠相接。

5.5.3 泄水能力计算

根据拟定输水隧洞的断面尺寸，按明渠均匀流公式Q=AC进行水力计算，计算成果见表5.5-1。

从表5.5-1可见，新修输水洞过水能力Q=10.55＞3.5m³/s（保证大坝安全的出库洪峰流量），过水能力满足设计要求。

5.5.4 结构设计

（1）闸室稳定计算。

1）荷载组合。作用在水闸上的竖直向荷载主要有闸室自重、启闭机自重、水重、填土压力、扬压力以及闸顶交通活荷载等，水平向荷载主要有静水压力、地震荷载等。

2）计算公式。闸室基底应力计算采用下列公式：

式中——基底应力的最大值和最小值；

∑G——作用在闸室上的全部竖向荷载；

∑M——作用在闸室上的全部荷载对于基础底面垂直于水流方向的形心轴的力矩；

A——闸室基底面的面积；

W——闸室基底面对于垂直于水流方向的形心轴的截面矩。

闸室抗滑稳定计算采用下列公式：

式中 K_c——闸室基底面的抗滑稳定安全系数；

f——闸室基底面与地基之间的摩擦系数取0.6；

∑G——作用在闸室上的全部竖向荷载；

∑H——作用在闸室上的全部水平向荷载。

基底应力、抗滑稳定安全系数汇总见表5.5-2。

3）计算结果分析。计算表明，闸室在基本荷载组合情况下和特殊组合情况下的基底最大应力均小于地基允许承载力1000kPa，在地震情况下基底出现拉应力，但小于100kPa，所以能满足规范要求；抗滑稳定安全系数最小值为1.14，大于规范规定的1.00的允许值。水闸的闸室稳定能满足要求，因地基承载力满足要求，不需要地基处理。

（2）闸底板结构计算。工程地基岩性属白云岩夹泥质灰岩地基，按照《水闸设计规范》（SL 265—2001）采用弹性地基梁法计算。对涵闸闸门门槛上下游分别计算，计入门槛处在闸墩与底板之间分配的不平衡剪力。基础底面上的均布荷载为正值时不计底板自重，边荷载对地板内力产生有利影响时取半值，产生不利影响时取全值。根据计算配筋率小于规范规定的最小配筋率，所以按最小配筋率进行底板配筋。

燕麦地水库进口闸室及输水洞加固工程量见表5.5-3。