高祥泽

（水发规划设计有限公司，山东 济南 250000）

关键字：输水隧洞；外水头；边值法；SDCAD；外水折减系数；内力计算

输水隧洞一般为无压隧洞，外水压力是隧洞设计时应考虑的重要荷载，洞段受外水压力影响较大，在设计过程中，若外水压力折减系数取值不当，将直接影响输水隧洞衬砌结构内力计算及配筋结果。因此，根据《水工隧洞设计规范》，结合施工经验，选择合适的外水压力折减系数进行合理输水隧洞衬砌结构及配筋计算分析，是保证隧洞设计安全、经济的关键[1-2]。

本文以某输水隧洞工程为依托，进行三种工况、不同折减系数下输水隧洞衬砌结构及配筋计算。输水隧洞洞段围岩主要为Ⅳ类、V类围岩，外水水头在10～90m不等，计算取外水水头H=50m，通过折减系数变化来反映外水压力变化，隧洞围岩岩体力学参数取值见表1。

1 计算原理与方法

1.1 计算方法

本文输水隧洞结构及配筋计算方法采用边值法，将水工隧洞衬砌结构计算转化为用初参数求解非线性常微分方程组的边值问题。外水压力根据《水工隧洞设计规范》（SL279-2016）中外水压力计算公式和外水压力折减系数确定。为实现计算程序化，采用SDCAD[3]，对输水隧洞在不同外水压力作用下的内力值计算，并进行单工况配筋及最终配筋计算。

1.2 计算模型

表1 隧洞围岩岩体力学参数取值表

SDCAD软件进行该输水隧洞结构计算时，选取圆拱直墙断面计算模型，隧洞因衬砌结构、荷载分布对称，在衬砌内力计算时应取衬砌结构一半作为计算区间，并将底板、边墙、圆拱分别按1段号、2段号、3段号进行划分并在每段内进行段点号编号。……