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不衬砌隧洞

2020-04-09 21:00

围岩坚硬完整,透水性小,能自身保持稳定,洞身无需进行衬护的隧洞。不衬砌隧洞可省去混凝土浇筑及回填灌浆等工序,从而缩短工期,节省水泥、钢材等建筑材料,降低造价。但洞身水流沿程摩阻大,对泄水隧洞需加大断面,对发电引水隧洞则损失电能。

不衬砌隧洞施工时,一般运用掘进机或光面爆破方法开挖,以提高岩面的平整度(岩石起伏差通常限制在20 cm以内)。为方便施工,底部可用混凝土抹平。发电引水隧洞的底部需设置集石抗,以防泥沙、石块进入水轮机。

不衬砌的有压隧洞,内水压力全由围岩承担,要求洞身有足够厚度的岩层覆盖,使全线任何部位任何时候的最小地应力都大于该处可能承受的内水压力,以防发生水力劈裂等事故。进出口的地质条件一般较差,必要时对洞壁进行适当的衬砌保护。衬护长度则根据地形、地质、断面形式及尺寸、内水压力及隧洞埋深等条件综合分析确定,一般不小于开挖直径,且不小于6m。对局部破碎带或节理、裂隙发育等地质条件较差的地段,要进行灌浆、锚喷或采用混凝土衬砌。

裸露的岩石对隧洞的过流能力影响很大。岩石洞壁的糙率取决于岩体固有的状态、岩面的平整度及施工技术条件等因素。糙率系数的经验值为n=0.026~0.045。不衬砌隧洞内的流速应不超过1.5~2.0m/s。

不衬砌隧洞于1895年在美国的达克—立奇(Duck—Reach) 引水隧洞中开始应用。中国渔子溪一级发电引水隧洞全长8 460m,其中有2 815m未做衬砌,流溪河水电站在1929m的发电引水隧洞中有823m为不衬砌隧洞。

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