樊有锋 姬春利

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 710001）

一、工程概况

某引水工程输水线路中，其中有一条输水隧洞长15km，受地形条件限制，经多次现场探勘及专家联合论证选定合适的隧洞进、出口，设计比降i=1/1000，设计流量20m3/s，采用无压重力输水方式，隧洞断面形式初拟为城门洞型。隧洞埋深一般100m～400m，进、出口地形较好，隧洞沿线岩层岩性有泥质灰岩、灰岩、白云岩夹页岩、泥岩、石英砂岩、长石砂岩以及粉砂质泥岩等，隧洞沿线断层及皱褶较发育，沿线岩溶水及基岩裂隙水均有分布。

二、断面设计

根据选定的城门洞型隧洞，设计流量Q=20m³/s、底坡i=1/1000、糙率n=0.014的条件下初步拟定不同底宽的断面，计算出相应的水深及过水断面，保证各断面的净空比为20%左右的情况下得出最优的断面。水力计算采用《水力学》中的明渠均匀流公式，各种断面计算结果见表1。

表1 输水隧洞不同底宽水力参数比较表

无压隧洞过流能力计算采用明渠均匀流公式：

式中：

A——隧洞过水断面面积，m2；

i——隧洞纵向比降，i=1/1000；

n——糙率，隧洞采用C30 钢筋混凝土衬砌，n=0.014；

R——水力半径，m；

根据表1 计算结果，按Ⅳ类围岩分别对三种不同过水断面进行配筋计算，得出C30 钢筋混凝土衬砌厚度均为0.4m，配筋率按120kg/m³进行计算，得出1km 长隧洞的石方洞挖、钢筋混凝土二次支护的工程量，初步估算投资，结果见表2。

表2 隧洞不同过水断面工程量及直接投资对比表

从表2 可以看出，取1km 隧洞洞长计算结果为例，断面2 的投资最大，断面3的投资最小，但投资相差不大，仅相差1.84%。……