主要介绍直埋方案、45°垫层组合方案、135°垫层组合方案、180°垫层组合方案及垫层方案在甩负荷工况下的结构应力。15°垫层组合方案、30°垫层方案与45°垫层组合方案的应力情况接近，仅在垫层敷设变化区域有所区别，不详细介绍。
1.直埋方案
最大主应力，拉应力主要位于机墩根部、管壁、直管段的腰部及底部（即尾水管直锥段的廊道顶），其中大拉应力区位于直管段，除碟边、鼻端区域外，上述区域的拉应力最大值均在5MPa以上。
图7.4-8、图7.4-9为断面1、断面3、断面5的最大主应力分布线，表7.4-6～表7.4-8为混凝土典型断面特征点在甩负荷工况下的最大主应力、环向应力和水流向应力。
图7.4-8 直埋方案甩负荷工况断面1、断面3混凝土最大主应力分布线图（单位：MPa）
图7.4-9 直埋方案甩负荷工况断面5（180°断面）混凝土最大主应力分布线图（单位：MPa）
表7.4-6 直埋方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土最大主应力 单位：MPa
表7.4-7 直埋方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土环向应力 单位：MPa
表7.4-8 直埋方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土水流向应力 单位：MPa
甩负荷工况下的最大主应力，管壁大部分区域（除管底外）数值在3MPa以上，直管段大都超过4MPa，最大值达到5.09MPa，远超C25混凝土的抗拉强度标准值（1.75MPa）；壁厚在2m以下的直管段管腰、管底以及机墩根部至管壁区域（进口段至90°断面）的截面应力平均值在3.0MPa以上，这些部位可能会出现贯穿性裂缝。
2.垫层方案
表7.4-9～表7.4-11为混凝土典型断面特征点在甩负荷工况下的最大主应力、环向应力、水流向应力。图7.4-10、图7.4-11为断面1、断面3、断面5的最大主应力分布线。
表7.4-9 垫层方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土最大主应力 单位：MPa
表7.4-10 垫层方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土环向应力 单位：MPa
表7.4-11 垫层方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土水流向应力 单位：MPa
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图7.4-10 垫层方案甩负荷工况 断面1、断面3混凝土最大主应力分布线图（单位：MPa）
甩负荷工况，绝大部分区域的混凝土最大主应力都在1.75MPa以下，与直埋方案相比，应力下降幅度在50%以上，仅在直管段腰上45°方向、腰下45°方向的局部区域以及直管段底部（廊道顶）的拉应力数值超过1.75MPa，局部可能出现微裂缝。
3.组合方案
15°垫层组合方案及30°垫层组合方案，与45°垫层组合方案的应力情况接近，仅在垫层敷设变化区域有所区别，不单独介绍。
图7.4-11 垫层方案甩负荷工况断面5（180°断面）混凝土最大主应力分布线图（单位：MPa）
（1）45°垫层组合方案。典型断面特征点最大主应力见表7.4-12。未敷设垫层区域，应力分布规律同直埋方案，数值与直埋方案相当；敷设垫层区域，应力分布规律则同垫层方案，数值与垫层方案相当。
表7.4-1245 °垫层组合方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土最大主应力 单位：MPa
甩负荷工况，较大拉应力位于45°～270°断面区域的顶部内侧（A内、B内点）、腰上45°部位、腰下45°部位、腰部，以及未敷设垫层的蜗壳末端区域，最大拉应力达3.8MPa（断面3特征点A内、C内）；45°～135°断面的机墩根部至管壁截面以及水泵房腰部截面的拉应力平均值在2MPa以上，这些部位均可能出现贯穿性裂缝。而90°断面机墩根部截面平均拉应力在正常运行工况就超过1.75MPa，可能裂穿。
（2）135°垫层组合方案。典型断面特征点最大主应力见表7.4-13。
表7.4-13135 °垫层组合方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土最大主应力 单位：MPa
垫层敷设范围由45°断面增加到135°断面后，在45°～135°断面之间的拉应力数值大幅度下降，尤其是断面3（90°断面），在甩负荷工况下的内壁应力数值由45°垫层组合方案的2.5～4.0MPa降到1.0MPa以下（C点除外），降幅达70%以上。其他区域的应力分布与45°垫层组合方案相同。
大拉应力主要位于135°～225°断面的管壁区域以及150°～170°断面的机墩根部区域。甩负荷工况，135°～225°断面区域的水泵房腰部拉应力，内壁在2.3MPa以上，外壁最大值为2.6MPa，截面平均应力多在1.75MPa以上，是可能出现贯穿性裂缝的区域，尤其是断面5（180°断面），在正常运行工况下的腰部内、外表面应力就达到2MPa。
机墩根部150°～170°断面区域的拉应力最大值在2MPa以上。腰部以上45°（特征点C内）附近的内壁处的最大拉应力在3MPa以上。机墩根部与内壁形成的截面，其拉应力平均值接近2MPa，也是可能出现贯穿性裂缝的区域。
（3）180°垫层组合方案。典型断面特征点最大主应力见表7.4-14。
垫层敷设范围由135°断面增加到180°断面后，甩负荷工况，在135°～180°断面之间的拉应力数值基本上都降到1MPa以下，降幅在60%以上。
甩负荷工况，2MPa以上的拉应力主要位于断面6～断面8的管壁上，正常运行工况下的拉应力最大值约2.6MPa（断面8特征点G），甩负荷工况约3MPa，断面5（180°断面）的水泵房表面拉应力也接近2MPa。
表7.4-14180 °垫层组合方案甩负荷工况典型断面特征点混凝土最大主应力 单位：MPa
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