水工隧洞设计规范DLT5195Word文档下载推荐.docx

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10　不衬砌与锚喷隧洞

11　混凝土和钢筋混凝土衬砌

12　预应力混凝土衬砌

13　高压钢筋混凝土衬砌岔洞

14　封堵体设计

15　灌浆、防渗和排水

16　观测、运行和维修

附录A（规范性附录）　围岩工程地质分类

附录B（规范性附录）　材料

附录C（资料性附录）　水工隧洞水头损失计算

附录D（规范性附录）　高流速防蚀设计问题

附录E（规范性附录）　水工隧洞结构安全级别

附录F（资料性附录）　锚喷支护类型及其参数

附录G（规范性附录）　圆形有压隧洞衬砌计算

附录H（资料性附录）　外水压力折减系数

附录I（规范性附录）　圆形无压隧洞及非圆形隧洞衬砌计算

附录J（资料性附录）　混凝土衬砌裂缝及其防止措施

条文说明

前　　言

根据原电力工业部《关于下达1996年制定、修订电力行业标准计划项目（第一批）的通知》（技综［1996］40号文）的指示精神，在原规范（SD134—1984）的基础上，结合我国新建水工隧洞的实践经验，并吸收了当前国外的先进技术而修订为本标准。

本次修订中修改和增加的主要内容有：

（1）遵照GB50199规定的原则和方法增加了相应的条款。

（2）规范采用开裂设计和限裂设计两种设计方法，取消了不允许出现裂缝的计算方法；

限裂验算采用我国经验计算方法。

（3）除圆形有压隧洞外，其他断面取消了原规范中的计算公式，采用以边值数值解法及有限元法进行计算。

（4）扩大了标准的适用范围，增加了抽水蓄能电站隧洞、预应力混凝土衬砌、高压混凝土衬砌岔洞及封堵体设计的有关规定，并补充了锚喷、喷钢纤维混凝土的内容。

（5）引用了GB50287的围岩分类。

本标准的修订工作，是在水电水利规划设计总院领导下，由成都勘测设计研究院主编，北京勘测设计研究院、中国水利水电科学研究院及清华大学水利系、武汉大学土木建筑学院承担了部分专题科研工作。

本标准实施后代替SD134—1984。

本标准的附录A、附录B、附录D、附录E、附录G、附录I为规范性附录。

本标准的附录C、附录F、附录H、附录J为资料性附录。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由水电规划设计标准化技术委员会归口，并负责解释。

本标准起草单位：

成都勘测设计研究院。

本标准主要起草人：

郝元麟、段乐斋、郝志先、朱尔容、谷兆祺、张有天、陈子海、李振中、杨强、陈平、姚福海、侯建国。

水工隧洞设计规范

本标准规定了新建和改建的水电水利工程的水工隧洞设计。

本标准适用于大、中型工程开挖于岩体中的1、2、3级水工隧洞的各设计阶段。

下列文件中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB5223　预应力混凝土用钢丝

GB50086　锚杆喷射混凝土支护技术规范

GB50199　水利水电工程结构可靠度设计统一标准

GB50287　水利水电工程地质勘察规范

DL/T5013　水利水电工程钢闸门设计规范

DL/T5057　水工混凝土结构设计规范

DL/T5058　水电站调压室设计规范

DL5073　水工建筑物抗震设计规范

DL5077　水工建筑物荷载设计规范

DL/T5099　水工建筑物地下开挖工程施工技术规范

DL5108　混凝土重力坝设计规范

DL/T5141　水电站压力钢管设计规范

DL/T5148　水工建筑物水泥灌浆施工技术规范

DL/T5166　溢洪道设计规范

DL5180　水电枢纽工程等级划分及设计安全标准

SD303　水电站进水口设计规范

SL212　水工预应力锚固设计规范

3.0.1　为规范水工隧洞设计，贯彻国家的有关政策，按照GB50199的规定，使水工隧洞设计符合安全适用、技术先进和经济合理，特制定本标准。

3.0.2　水工隧洞设计中应充分利用围岩的自稳能力、承载能力和抗渗能力。

3.0.3　根据水工隧洞的运用要求、围岩的工程地质、水文地质、开挖方法和围岩的稳定条件等，合理选用加固措施。

特殊不利地形、地质条件洞段、新型结构，应通过验算、现场试验确定技术方案。

3.0.4　对围岩应进行稳定分析，一般工程可根据地质条件采用经验类比法和块体平衡法，重要工程宜采用有限元法。

3.0.5　本标准遵照GB50199的设计原则，以分项系数极限状态设计表达式，进行隧洞支护计算。

水工隧洞支护的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类，设计时应根据其要求，分别进行计算和验算。

3.0.6　水工隧洞的抗震设计应符合DL5073的要求。

（6.2.3）

图6.2.3　压力隧洞围岩覆盖厚度

式中：

CRM

——岩体最小覆盖厚度（不包括全、强风化厚度），m；

hS

——洞内静水压力水头，m；

γW

——水的重度，N/m3；

γR

——岩体重度，N/m3；

α

——河谷岸边边坡倾角（°

），α＞60°

时取α=60°

；

F

——经验系数，一般取1.30～1.50。

3　对高压隧洞围岩渗透水力梯度尚应满足渗透稳定的要求。

4　对高压岔洞除满足上述2、3款规定外，尚应满足洞内静水压力小于围岩最小地应力要求。

5　上述规定不能满足时，应采取工程措施。

6.2.4　当隧洞的过流量较大，且工程地质条件不利于开挖大断面隧洞时，可研究采用两条或多条隧洞的布置方案。

方案的选择应根据各种可能方案的水力和岩体应力条件、首部和尾部建筑物布置、施工和运行条件、分期投入运行的可能性、工程造价和工期等因素，综合分析确定。

6.2.5　相邻隧洞之间的岩体厚度，应根据布置的需要、地形地质条件、围岩的应力和变形情况、隧洞的断面形状和尺寸、施工方法和运行条件（一洞有水、邻洞无水）等因素，综合分析确定，不宜小于2倍开挖洞径（或洞宽）。

确因布置需要，经论证岩体厚度可适当减少，但不应小于1倍开挖洞径（或洞宽）。

应保证运行期不发生渗透失稳和水力劈裂。

6.2.6　洞线穿过坝基、坝肩或其他建筑物的地基时，建筑物的基础与隧洞之间应有足够的厚度，满足结构和防渗的要求。

6.2.7　洞线遇有沟谷时，可根据地形、地质、水文和施工条件，进行绕沟和跨沟方案的技术经济比较。

当采用跨沟方案时，应合理选择跨沟的方式、跨沟的位置，对跨沟建筑物与隧洞的连接部位及其沟谷岸边山坡的稳定情况等，应加强工程措施，并注意沟谷中的洪水和泥石流对跨沟建筑物的影响。

6.2.8　高流速无压隧洞洞线在平面上应布置为直线，低流速无压隧洞若采用曲线布置时，弯曲半径不宜小于5倍的洞径（洞宽），转角不宜大于60°

。

在弯道的首尾应设置直线段。

其长度不宜小于5倍的洞径（洞宽）。

有压隧洞可适当降低要求。

采用掘进机及有轨运输出渣的隧洞，其弯曲半径和转角，尚应满足掘进机和有轨运输的要求。

6.2.9　设置竖曲线时，对高流速隧洞，其型式和半径宜通过试验决定。

对低流速无压隧洞的竖曲线半径，不宜小于5倍的洞径（洞宽），低流速的有压隧洞可适当降低要求。

竖曲线之间的连接斜井布置应考虑采用的施工方法。

6.2.10　隧洞的纵坡，可根据运行要求及水力学条件，沿线建筑物的基础高程、上下游的衔接、施工和检修条件等确定。

沿程纵坡不宜变化过多，不宜设置反坡。

6.2.11　有压隧洞全线洞顶处的最小压力，在最不利的运行条件下，不宜小于0.02MPa。

设计在明满流过渡条件下运行的隧洞不受此限制。

采用有压尾水隧洞时，应研究是否需要设置尾水调压室。

6.2.12　对采用钻爆法施工的长隧洞，应考虑设置施工支洞。

支洞的数目及长度，应根据沿线地形、地质条件、对外交通情况、隧洞的工程量、工期及出渣方便等要求，通过技术经济比较决定。

6.3　进出口布置

6.3.1　进出口的布置，宜根据应用要求、枢纽总布置、地形地质条件，使水流顺畅，进流均匀，出流平稳，有利于防淤、防冲和防污等。

6.3.2　洞口宜选在地质构造简单，风化、覆盖层及卸荷带较浅的岸坡，应避开不良地质构造、山崩、危崖、滑坡及泥石流等地区。

6.3.3　洞脸宜避免开挖高边坡，若无法避免时，应分析边坡的稳定性，视需要采取边坡的加固和防水、排水措施。

6.3.4　在强地震区，宜采用岸塔式或竖井式进水口。

6.3.5　发电引水隧洞的进口布置应符合SD303的有关规定。

6.3.6　进流方式可采用开敞式和深水式。

1　开敞式进口，过水边界须圆滑平顺。

直立墙的弧线曲率半径不宜过小，扭曲墙的顺水向长度不宜小于闸前最大水深的2倍。

2　深式短管进口，工作闸门与检修闸门设在进口建筑物内。

工作闸门前压力段的长度不宜小于3倍的孔口高；

检修闸门入口段的长度控制在1.0倍工作闸门孔口高以内。

工作闸门前压力段应为收缩型，段内压力分布要求达到沿程平顺递减，且要满足过水能力的要求。

3　深式长管进口，宜采用顶部和两侧三向收缩，且具有椭圆曲线的型式。

孔口高宽比宜取1.5左右，侧墙椭圆曲线的短半轴应大于五分之一的孔口宽。

4　各种进流方式均应避免在进口前产生旋涡和回流。

6.3.7　抽水蓄能电站的洞口布置应适应水流双向流动的要求，并通过水工模型试验确定。

6.3.8　有压泄洪隧洞出口的体型设计，宜符合以下要求：

1　出口断面积宜收缩为洞身断面积的85％～90％。

若沿程体型变化多，洞内水流条件差，收缩率宜采用80％～85％。

对于重要的隧洞工程，应进行水工模型试验验证。

2　出口渐变段的体型，宜根据水流条件、工作闸门型式和布置，以及启门方式决定。

3　出口洞段的底坡宜平缓，如需侧向扩散则宜平顺，并与下游良好衔接。

6.3.9　对有压隧洞排水补气、充水排气和无压隧洞水面线以上的通气及其他需要通气的洞段，应估算其需要的通气面积。

6.4　多用途隧洞

6.4.1　选择隧洞布置方案时，可根据隧洞的应用条件，研究临时与永久相结合及一洞多用的可能性、合理性和经济性。

6.4.2　对于临时与永久相结合的隧洞，洞口位置、洞线、纵坡及支护型式等，除满足临时过水要求外，应能满足永久运行中的要求。

6.4.3　设计施工导流隧洞时，宜考虑将其全部或部分洞段利用作为永久隧洞，如泄洪洞、放空洞和发电尾水洞的可能性。

6.4.4　导流洞改建为永久泄洪隧洞时，应注意研究高流速泄洪隧洞的水力条件、防蚀抗磨问题。

6.4.5　若泄洪隧洞采用洞内消能（如孔板、漩流竖井消能等）时，必须通过试验论证。

7.1　一般规定

7.1.1　水工隧洞按洞内有无自由水面分为有压隧洞和无压隧洞。

按流速大小分为低流速隧洞和高流速隧洞。

有压隧洞按内水压力大小分为低压隧洞和高压隧洞。

对高压隧洞，须重视其防渗及抗水力劈裂问题。

对高流速隧洞应考虑空蚀、磨蚀和冲击波等问题。

7.1.2　洞身的横断面形状和尺寸，应根据隧洞的用途、水力条件、工程地质及水文地质、地应力情况、围岩加固方式、施工方法（钻爆法、掘进机法）等因素，通过技术经济分析确定。

7.1.