2　導流洞設計要點

導流洞設計是在合同文件的基礎上進行細部結構的設計，隧洞布置位置按照U008進行布設，故設計內容中不涉及選線布置。導流隧洞為無壓隧洞，開挖斷面為馬蹄形；襯砌斷面為城門洞形，成洞尺寸為5m×5m（寬×高）。其中直墻高2.5m，頂拱高2.5m。起點樁號為0+045.5125，終點樁號為0+314.2685，洞身段設一處拐點，位于樁號0+050.308，轉彎半徑15.00m，轉角11°；隧洞底坡i=1/329，總長268.756m，進口底高程24m，出口底高程23.115m。

2.1　設計規范

（1）BS 8110：1985《建筑用混凝土》，BSI，UK。

（2）BS 8007：1987《實際施工中混凝土建筑的保水設計代碼》，BSI，UK。

（3）BS 4449：1997《用于加強混凝土的碳素鋼筋的詳細說明》，BSI，UK。

（4）BS 8081：2000《特殊土工技術工程——地錨的實施》，BSI，UK。

（5）EM 1110-2-2901：1997《隧道及豎井巖石》US Army Corps of Engineers。

（6）EM 1110-2-2005：1993《灌漿混凝土的澆筑標準》，US Army Corps of Engineers。

2.2　設計主要參數

（1）水庫正常蓄水位（永久性情況）：+57.0m BSD。

（2）水庫校核洪水位（永久性情況）：+62.4m BSD。

（3）最大的可信震動情況（MCE）（永久性情況）：0.1g。

（4）地震邊坡穩定性最低安全系數（永久性情況）：1.5。

（5）地震邊坡穩定性最低安全系數（臨時性情況）：1.3。

（6）巖石的重力密度：25kN/m3。

（7）大體積混凝土的重力密度：24kN/m3。

（8）加強混凝土的重力密度：24kN/m3。

（9）1m3水重量的單位：10kN/m3。

（10）等級為C35A（SRC）的混凝土28天所達到的強度特性：35N/m2。

（11）灌漿混凝土28天所達到的強度特性：30N/m2。

（12）動載荷附加壓力：10kN/m2。

2.3　導流洞布置

導流洞包括進水口漸變段、導流洞洞身段、導流洞出水口漸變段三部分。

根據導流洞進出口涵洞的形式，在進水口設置3m長的漸變段，出水口設置1.73m長的漸變段。

2.3.1　支護襯砌結構設計

導流洞無斷層通過，圍巖主要為中軟泥灰巖、中硬砂巖，圍巖類別主要為Ⅳ類。隧洞支護結構采用一次錨噴支護和二次混凝土模筑襯砌結合的組合式襯砌型式。一次錨噴支護同時也作為永久支護，根據地質情況不同，在洞周一定范圍打系統錨桿并掛網、噴混凝土、架立鋼拱架，使洞體圍巖成為一個承載結構，充分發揮圍巖的承載作用。待一次支護后，再進行模筑混凝土襯砌。

（1）開挖斷面設計。開挖斷面原設計為城門洞形。按照地質勘探報告的巖石類別用Q系統和RMR系統進行分析計算，將開挖斷面分為兩類。后期為了避免由于巖體壓力和地下水壓力作用造成底板抬動，將設計斷面修改成馬蹄形斷面，底部仰拱的設計在避免底板抬動的同時，有效地分解了圍巖應力，為施工的順利進行提供了保障。

導流洞Ⅰ型、Ⅱ型的典型截面分別見圖1、圖2。

（2）一期支護設計。在圍巖分類的基礎上進行了一期支護類型的分類，噴射混凝土厚度為150mm和200mm兩種，全斷面鋪設?6@150mm×150mm的鋼筋網片，采用長3000mm的?25全長黏結型錨桿，Ⅰ型支護間排距2m；Ⅱ型支護間排距1.5m。Ⅱ型支護布置?40注漿小導管，并布置格柵拱架，拱架布置間距500mm。導流洞Ⅰ型、Ⅱ型支護類型分別見圖3、圖4。

在施工過程中由于系統錨桿的施工周期較長，施工工藝復雜，在一定程度上影響工程的順利進行。在工程師的建議下，通過請國內外隧洞專家及地質工程師論證分析后，取消了大部分Ⅰ型支護系統錨桿，采用格柵拱架支護的方式，布置間距800mm。通過施工過程中的收斂觀測，證明該方案切實可行，在加快施工進度的同時，也保證了隧洞的施工安全。

（3）二期襯砌設計。襯砌采用C35A（SRC）混凝土，Ⅰ型襯砌混凝土厚度400mm，Ⅱ型襯砌厚度600mm，每12m段設一施工縫，施工縫安裝一道sikahose止水條和一道CJ957塑料止水帶。在進出口和涵洞銜接段設計漸變段，以確保隧洞和涵洞的銜接。鋼筋采用雙層鋼筋網。仰拱底層鋼筋主筋采用?25，布置間距150mm；縱向分布筋采用?12鋼筋，布置間距200mm。仰拱頂層鋼筋主筋采用?32和?28鋼筋交替布置，布置間距150mm；縱向分布筋采用?12鋼筋，布置間距200mm。邊頂拱主筋采用?16鋼筋，布置間距150mm；縱向分布筋采用?12鋼筋，布置間距200mm。在施工過程中局部發現有混凝土裂縫的現象，經進行校核計算和類比類似工程的施工經驗，及時將邊頂拱的縱向分布筋更改成?16鋼筋，布置間距200mm。二期襯砌設計計算模型見圖5。

2.3.2　細部設計

（1）隧洞進出口洞臉處理。在洞口施工過程中，必須及時按照原邊坡開挖支護設計做好洞口邊坡處理。開挖坡面及時掛網噴混凝土。洞臉頂拱上部設2排超前注漿小導管，導管直徑為42mm，長3.5m，間距0.3m，沿洞頂上半圓周布設，外插角6°。進出口各設24m鎖口段，鎖口段支護及襯砌參照Ⅴ類圍巖，另外頂拱上部設1排超前注漿小導管，2.5m為一循環。施工過程中經過現場地質工程師對圍巖的鑒別，僅在洞臉頂拱設置2排超前注漿小導管，鎖口段縮短為3.5m。在洞內局部圍巖達到Ⅴ類時，采用直徑為25mm、長3.5m的超前錨桿進行處理。實踐證明處理措施得當，處理方式有效。

（2）地下水的引排處理。Ⅳ、Ⅴ類圍巖每排設2到3個排水孔，梅花形布置，孔距2.5m，Ⅳ類圍巖排水孔排距3m，Ⅴ類圍巖排水孔排距2m，其他各類圍巖沿洞線每3m在頂部設一個排水孔。排水孔深入巖石3m、孔徑56mm。根據地下水量，可在洞內用軟管與排水孔相連，將水引到側墻的臨時汲水槽。現場施工過程中，在工程師和地質工程師的指導下針對具體情況進行了調整，對于滲水量較大的部位進行排水孔加密布置，對于滲水較少的部位適當減少排水孔的數量和排水孔的深度，有效降低了地下水對施工的影響，加快了施工進度，確保了施工質量。

（3）回填灌漿。隧洞襯砌段混凝土澆筑結束后，對頂拱120°范圍進行回填灌漿。回填灌漿孔排距2m，每排設2個或3個灌漿孔，灌漿孔梅花形布置，灌漿壓力為0.3MPa。在一期支護完成后，在工程師的建議下，將回填灌漿的范圍增加至180°。