灵宝娘娘山景区隧道引水工程勘察报告.doc

娘娘山月亮湾景区建设景观引水隧洞工程

施 工 图 纸

三门峡市和康水利工程设计服务有限企业

二○一六年九月
目 录
序号
图 名
图 号
页码

序号
图 名
图 号
页码
1
设计说明

2
项目地理位置图
NNSSD-DLWZ-01

3
引水隧洞平面部署图
NNSSD-SG-PM-01

4
引水隧洞纵断面设计图（1/2）
NNSSD-SG-ZD-01

5
引水隧洞纵断面设计图（2/2）
NNSSD-SG-ZD-02

6
引水隧洞横断面图及进出口设计图
NNSSD-SG-SJ-01

设计说明
1. 概述
娘娘山景区建设景观引水隧洞工程位于灵宝市焦村镇南上村南1.7km娘娘山月亮湾景区处, 工程建设目是为景区景观工程玉女湖供水。
工程在窄口灌区总干渠南上隧洞内设引水口, 经过引水隧洞将水引至玉女湖, 设计引水流量1.0m3/s。窄口灌区总干渠南上隧洞, 设计过流能力5.0m3/s, 设计水深1.5m。
引水隧洞隧洞总长136.0m; 隧洞采取圆拱直墙断面, 洞宽1.5m, 高1.8m, 圆拱中心角180°; 引水隧洞进口高程为548.35m, 出口高程为548.01m, 纵坡为0.0025。引水隧洞出口采取全断面封堵, 放水设施采取两根DN500钢管放水, 蝶阀控制。
2. 设计依据
（1）《水工混凝土结构设计规范》（SL191-）;
（2）《水工隧洞设计规范》（SL279-）;
（3）《水利水电工程锚喷支护技术规范》（SL377-）;
（4）建设单位相关要求;
3. 设计标准
3.1. 抗震设计标准
依据《中国地震动参数区划图》（1/400万）（GB18306-）、 及表D1“地震动参数加速度分区与地震基础烈度对照表”和《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-）查得: 工程区地震动峰值加速度0.15g, 地震基础烈度为Ⅶ度, 地震动反应谱特征周期为0.4s。
3.2. 结构耐久性
工程环境类别为二类, 抗冻等级按F150, 最大冻土深度为45cm。
4. 地质简况
4.1地形地貌
待建隧洞位于东峪沟右岸, 进口位于窄口灌区总干渠南上隧洞内, 设计洞底高程548.35m, 地面高程572.0m, 覆盖层厚度21.85m; 桩K0+031.4处有一个沟谷, 设计洞顶高程550.07m, 地面高程560.16m, 覆盖层厚度10.09m; 桩K0+086.2处有一个沟谷, 设计洞顶高程549.93m, 地面高程555.1m, 覆盖层厚度5.17m; 出口位于玉女湖浆砌石重力坝右坝肩上游7.4m处, 设计洞底高程548.01m, 洞出口边坡陡立。
4.2工程地质条件
隧洞围岩全部是侵入二长花岗岩（γ53-1）, 围岩坚硬, 新鲜, 完整性很好, 整体状结构, 节理裂隙不发育, 位于地下水水位以上。
4.3工程地质评价
4.3.1围岩分类
围岩为二长花岗岩（γ53-1）, 饱和单轴抗压强度为98Mpa, 为硬质岩; 岩体结构完整, 具整体状结构, 依据《水利水电工程地质勘查规范》（GB50487-）围岩类别为Ⅰ类。
4.3.2围岩稳定性评价
围岩类别为Ⅰ类, 依据《水利水电工程地质勘查规范》（GB50487-）表N.0.1, 洞室围岩可长久稳定, 通常无不稳定块体, 通常不支护。但遇局部裂隙稍发育洞段可采取喷混凝土对其锚喷支护。隧洞进出口岩石未风化, 新鲜, 坚硬, 节理裂隙不发育, 洞脸边坡稳定。
4.3.3渗漏性评价
岩体完整, 坚硬, 节理裂隙不发育, 依据周围已建工程类比, 渗透系数1.2×10-7cm/s, 依据《水利水电工程地质勘查规范》（GB50487-）附表F判定为极微透水, 洞底板与洞壁不用衬砌。
5. 工程设计
5.1. 设计说明
1、 图中所注尺寸, 桩号、 高程以m计, 尺寸以cm计。
5.2. 工程设计
取水工程由引水隧洞、 放水管及控制阀门组成。工程经过引水隧洞引水, 由放水管和控制阀门控制放水至玉女湖。
1）断面尺寸确定
引水隧洞设计引水流量1.0m3/s, 引水流量较小, 确定尺寸初步按满足施工要求进行确定, 隧洞采取圆拱直墙断面, 钻爆法施工, 其最小尺寸为洞宽1.5m, 高1.8m。经布设, 隧洞总长135.98m, 隧洞采取圆拱直墙断面 其中隧洞直墙高1.05m, 圆拱高0.75m, 圆拱中心角180°; 引水隧洞进口高程为548.35m, 出口高程为548.01m, 纵坡为0.0025。
引水洞进口水深关键取决于洞出口水深或洞内水深, 隧洞L≥（5~12）H为长洞, 按均匀流联立堰流公式计算。

式中: Q—流量, m3/s;
A—断面面积, m2;
C—谢才系数;
R—水力半径, m;
i—比降;
R—水力半径, m;
ε—侧收缩系数;
σ—淹没系数;
m—流量系数;
H0—包含行近流速作用水头, m;
经计算, 当引水隧洞进口水位为0.83m时, 隧洞过流量为1.0m3/s, 即可满足设计引水流量要求。
2）洞线部署
隧洞进出口直线长度为133.4m, 周围岩体为花岗岩, 坚硬, 围岩类别为Ⅱ类, 为了满足隧洞覆盖岩体最小厚度（1.0~1.5）B, 洞线需避开覆盖岩体厚度不满足要求部分, 洞线经直线部署后, 在距进口33.7m处, 该处地面高程为547.75m, 洞顶已出露, 不满足要求, 为此在此处将洞线向山体内侧平移12m左右, 该处地面高程为558.0m, 覆盖层厚度为8m左右, 能够满足覆盖岩体厚度要求, 经布设, 隧洞总长135.98m, 比直线部署长2.58m, 不会增加较多工程投资, 拐点处桩号为31.4m, 拐角为26°, 因为引水流量较小, 不再设圆弧段进行过渡。
3）放水设施设计
引水隧洞进口为南上隧洞, 在进口布设控制设施, 增加了建筑物复杂性和施工难度, 造价高, 也不方便控制和管理; 将控制设施布设在隧洞出口, 简单易行, 操作管理也方便。经计算, 在南上隧洞正常水位1.6m, 即引水隧洞进口水位1.6m, 自由出流条件下, 引水隧洞流量为3.98m3/s, 远大于设计引水流量。为了控制引水, 工程在引水隧洞出口进行全断面封堵然后经过埋设放水钢管进行放水。出口封堵后, 引水隧洞后期维护, 从南上隧洞进入。
断面封堵长度公式以下:

式中: L—封堵体长度, m;
A—封堵体剪切面周长, m;
P—封堵体迎水面总压力, MN;
[τ]—许可剪应力, 取0.2~0.3MPa。
经计算, 封堵长度0.02m即可满足要求, 考虑到后期灌浆, 结构本身尺寸及施工需要, 封堵体长度取0.5m。封堵体采取C25W4F150砼, 放水管埋设于封堵体内, 放水管采取两根Q235BD529×10螺旋钢管, 管上设DN500蝶阀对水量进行控制。放水管流量计算公式以下:

式中: Q—流量, m3/s;
λ—沿程水头损失系数;
L—管段长度, m;
d—管道内径, m;
H0—包含行近流速作用水头, m;
A—断面面积, m2;
∑ξ—管道计算段中各局部水头损失系数之和, m;
引水隧洞封堵后, 放水管进口水头由南上隧洞洞内水深决定, 南上隧洞最低水位1.0m, 最高水位1.8m; 放水管进口最低水头1.35m, 最高水头2.15m, 经计算, 放水管进口水深为1.35m时, 单管放水流量0.69m3/s, 双管放水流量1.38m3/s; 放水管进口水深为2.15m时, 单管放水流量0.91m3/s, 双管放水流量1.82m3/s; 能够满足要求。
4）隧洞衬砌
隧洞四面为花岗岩, 围岩类别为Ⅰ类, 性质很好, 不需要衬砌。洞内局部裂隙稍发育洞段可采取喷混凝土对其锚喷支护。喷混凝土采取C25W4F150砼, 厚度为80mm, 喷层与围岩黏结强度不低于12MPa, 工程采取湿喷法施工, 相关施工工艺参考《水利水电工程锚喷支护技术规范》（SL377-）。
6. 材料
钢管采取Q235B, 壁厚为10mm, 规格为D529×10mm。
封堵体混凝土及喷混凝土采取C25, 为提升结构耐久性, 混凝土材料选择、 配比及施工养护等工艺应分别遵照《水工混凝土结构设计规范》（SL191-）、 《水利水电工程锚喷支护技术规范》（SL377-）。
7. 施工注意事项
施工中应作好防尘、 防噪声和防有害气体工作。隧洞开挖中应加强通风散烟与防尘工作, 关键采取机械通风方法, 在隧洞进口、 出口部署轴流式通风机。为降低爆破烟尘, 提升通风效果, 采取喷雾降尘方法, 在工作面设置水喷雾器。
8. 工程量及直接工程费
8.1-1 工程直接投资费用表
编号
工程或费用名称
单位
数量
单价（元）
累计（元）
1
石方开挖（洞出口 Ⅱ类岩3m）
m3
16.5

0.00
2
石方开挖(洞身 Ⅱ类岩)
m3
461.4

0.00
3
洞内出渣
m3
477.9

0.00
4
石渣运输（运距0.5km）
m3
477.9

0.00
5
C25砼(进出口衬砌 10m)
m3
40.44

0.00
6
C25砼(出口砼挡水墙)
m3
0.375

0.00
7
C25砼(零星砼)
m3
5.00

0.00
8
M10浆砌砖(出口砼挡水墙)
m3
0.23

0.00
9
防水水泥砂浆
m2
1.80

0.00
10
平面模板
m2
55.00

0.00
11
曲面模板
m2
51.84

0.00
12
钢管Q235B（DN500 δ=10mm）
m
10

0.00
13
蝶阀D341X-25 DN500
个
2

0.00
14
其它
项
1
5000
5000.00
15
累计

5000.00