吉沙水电站高压钢岔管外包混凝土的受力研究

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1、第38卷第3期2012年3月水力发电吉沙水电站高压钢岔管外包混凝土的受力研究张红梅，王志国(中国水电顾问集团北京斟测设计研究院，北京100024)摘要：吉沙水电站引水系统采用对称“Y”形内加强月牙肋型钢岔管，分岔角为70o。设计内水压力约652．2m水头，按明管设计，岔管布置在洞外，采用明挖凰填，外设钢筋混凝土镇墩。由于施工原因，造成岔管主体一部分位于山体内，一部分位于洞外，使岔管外围约束不连续。为此，对岔管、外包混凝土及围岩整体进行了三维有限元计算分析，对不同边界条件下的受力状态进行了比较系统的计算研究和总结，以供岔管实际运行期分析参考

2、。关键词：高压钢岔管；钢筋混凝土镇墩；沉降；缝隙；吉沙水电站StudyontheStressofHigh-pressureSteelBifurcationConcreteEncasementinJishaHydropowerStationZhangHongmei，WangZhigno(HydroChinaBeijingEngineeringCorporation，Beijing100024，China)Abstract：ThesymmetricalY-typesteelbifurcationwithcrescentribisusedint

3、hediversionsystemofJishaHydropowerStation．Thebranchangleis70。，andthebifurcationisdesignedontheconditionofexposedarrangementandwithinternalwaterheadofabout652．2m．Themainbodyofbifurcationisarrangedindiversiontunnel，andtwobranchesareanngedoutsidethediversiontunnelandsupporte

4、dwithreinforcedconcreteanchorageblock．Becausetheactualconstructiondoesnotmeetthedesignscheme，thecompletedbifurcationisafectedbydiscontinuousexternalconstraints．Thestressesofbifurcation．concreteencasementandtunnelsurroundingrockunderdiferentboundaryconditionsareanalyzedbyt

5、Il】[ee—dimensionalfiniteelementmethod．Theresultsprovideareferencetotheactualoperation．KeyWords：high-pressuresteelbifurcation；reinforcedconcreteanchorageblock；settlement；gap；JishaHydropowerStation中图分类号：TV732．41；TV332(274)文献标识码：A文章编号：0559—9342(2012)03-0065-04房主体工程已施工完成，发电工期

6、迫在眉睫．洞口1问题的提出为下平段钢管安装的唯一通道，洞口边坡高度较大，吉沙水电站引水系统总长约15．58km，采用一扩挖不仅施工场地小，影响厂房后边坡的稳定。如管二机供水方式，在距厂房中心线351TI处布置岔不扩挖，使下平段钢管进洞点位于岔管中心点下游管，岔管采用对称“Y”形内加强月牙肋型钢岔管，1In左右的位置，岔管主体一部分位于洞内，一部分岔角为70。。岔管中心高程2588．5ITI，设计内水分位于洞外，使岔管外围约束不连续，且镇墩难以压力约652．2irl水头，主管内径2．3nl，支管内径为布置不能满足体积要求，同时镇墩基础为强风

7、化板1．4rn，按明管设计，管壳最大厚度为461Tim，岔管岩，变形模量较小，易产生不均匀沉陷，恶化了岔布置在洞外，采用明挖回填，外设钢筋混凝土镇墩，管受力条件。为实现发电目标，同时使岔管满足设碎石回填至2599．15nl高程。计要求，应业主要求设计进行了减小扩挖量的方案为加快施工进度，高压管道下平段采取了提前研究进洞的措施．洞口岔管位置欠挖较大，进洞位置比设计开挖线少挖6m多。施工过程中，由于种种原收稿日期：2011-12一l2因一直没能实施扩挖，影响了岔管外包钢筋混凝土作者简介：张红梅(1966一)，女，湖北武汉人，高级工程师，镇墩的

8、施工，使镇墩体形达不到设计要求。后期厂硕士，从事水电工程设计工作．Wt~erPowerVo1．38No．3固2．2计算成果分析2有限元计算分析工况l——镇墩不均匀沉降工况：在自重作用2．1有限