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1、南水北调中线渠道混凝土衬砌板优化设计第33卷第10期2011年10月人民黄河YELL0WRIVERVo1.33.No.100et..2011【水利水电工程】南水北调中线渠道混凝土衬砌板优化设计邵岩,左丽,张强林(1.黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003;2.南水北调中线干线工程建设管理局,北京100038;3.福建省电力勘测设计院,福建福州350003)摘要:针对南水北调中线穿黄工程已建渠道坡脚上部易出现裂缝的情况,采用Midas有限元软件对混凝土衬砌板结构体型,分缝位置和深度进行了研究,推荐采用外坡为1:0.5的齿墙形式,在
2、坡脚上部0.5nl处设第一条分缝,半缝深度为衬砌厚度50%的优化方案.试验段施工结果表明,原来易出现裂缝的渠道坡脚上部未出现裂缝,该优化方案是合理的.关键词:渠道;混凝土衬砌;齿墙;裂缝;南水北调.中图分类号:TV672文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2011.10.029OptimizationDesignofChannelConcreteLiningPlateinSouth?to-NorthWaterDiversionMiddleRouteProjectSHAOYan.ZUOLi.ZHANGQ
3、iang.1in(1.YellowRiverEngineeringConsultingCo.Ltd.,Zhengzhou450003,China;2.ConstructionandAdministrationBureauofSouth-to-Ⅳ0WaterDiversionMiddleRouteProject,Beijing100038,China;3.FujianElectricPowerSu~ey&DesignInstitute,Fuzhou350003,China)Abstract:Basedonthesituationt
4、hatupperpartofslopetoeofalreadybuiltchannelofYellowRivercrossingprojectinsouth??to-?northwaterdiver-sionmiddlerouteprojectcrackseasily,thepaperstudiedonthetype,partinglocationanddepthofconcretetooth-wallbyMidasfiniteelementsoft—ware.Itsuggeststhatadoptingtheoptimizationm
5、ethodthattooth—walltypewithouterslopeof1:0.5,settingthefirstpartingattheupper0.5moftheslopetoe,andmakingthedepthofhalfcracktobehalfoftheliningthickness.TheJ:estsectionconstructionresultsshowthattheoptimizationschemeiscorrect,andcracksarenotfoundattheupperslopetoe.Keyword
6、s:channel;concretelining;tooth—wall;crack;south—to—northwaterdiversion南水北调中线穿黄工程位于郑州市以西约30km的孤柏山湾处.穿黄工程总体布置自南向北依次为南岸连接明渠,进口建筑物,穿黄隧洞,出口建筑物,北岸连接渠道等.南岸连接明渠长约5km,位于邙山黄土丘陵区,为挖方渠道.北岸连接渠道长约9.97km,具有全填方,半挖半填和全挖方渠道3种型式.渠道过水断面边坡高约9m,采用C20聚丙烯合成纤维混凝土板衬砌,衬砌板厚10cm,坡度为1:2.25,混凝土板下铺设土工膜
7、和保温板,坡脚设置混凝土齿墙.渠道混凝土板顺渠道轴线向每4m设一条横缝,横向每4in设一条纵缝,纵横缝采用通缝和半缝交替布置,为避免切缝刺破土工膜,逋缝采用90%板厚,半缝采用75%板厚.施工图阶段,已完建的南水北调中线某些区段出现了裂缝,裂缝分布在坡脚以上0.3—1.5m范围.针对裂缝的位置分布,开展了优化衬砌结构体型的研究._1优化设计思路及手段1.1原衬砌型式存在的问题经初步分析,原设计衬砌型式可能存在以下问题:①在已完工的工程中,有在齿墙上部开裂的情况,原因是齿墙为矩形断面,与边坡混凝土板之间的连接为非平滑过渡,可能存在极大拉应
8、力;②原设计分缝比较复杂,通缝,半缝无论横向(垂直渠道轴线方向)还是纵向(沿渠道轴线方向),均交错布置,半缝采用75%板厚,施工质量控制难度较大.1.2优化设计思路及计算参数对齿墙结构型式及混凝土板分缝进行
