压力输水隧洞钢衬混凝土施工技术

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1、工程施工东北水利水电2016年第6期[文章编号]1002-0624(2016)06-0028-02压力输水隧洞钢衬混凝土施工技术马亮，王国龙(辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁沈阳110013)[摘要]采用钢筋混凝土衬砌的压力输水隧洞，当围岩中有断层等软弱结构，抗渗能力较差时。若处理不当，内水外渗使隧洞渗水、漏水，严重时会导致围岩失稳。引起隧洞结构破坏，严重破坏上部环境；采用钢板承受内水压力，可以有效的解决这种问题。通过大伙房水库输水(二期)工程的成功范例，归纳总结了钢村混凝土技术的设计理论及施工方法，研究结果对于类似工程的设计及施工具

2、有参考意义。[关键词]压力隧洞；钢衬；内水压力[中图分类号]TV33【文献标识码】A钢筋混凝土衬砌隧洞的常见病害：衬砌厚度不备承担内水压力的各类围岩段，均须采用预应力足，配筋不满足荷载要求，抗裂和裂缝宽度不满足混凝土或钢板衬砌。要求，衬砌混凝土存在裂缝、碌蚀、渗漏等问题；随2钢衬设计着有限元等成熟的数学分析方法的采用，混凝土衬2．1钢衬材料砌厚度、配筋等都可以通过科学计算进行确定。钢衬管壁用钢材为低合金容器钢，钢牌号为但对于压力输水隧洞来说，在隧洞进出口等16MnR．。补强板、加劲环等附件及零部件也采用浅埋段，围岩抗渗能力差，内水外渗将

3、导致围岩失16MnR．钢板制作；非主体用钢(如临时支撑、内支稳，引起隧洞结构破坏，严重破坏上部环境上部环撑、安装用钢等)选用碳素钢Q235A。境；采用钢板作为衬砌内壁能够有效地承担内水16MnR．钢板的质量符合GB6654—1996<压压力，同时钢板还可以和混凝土联合承受外压，增力容器用钢板>中的有关规定，其化学成分、机械加衬砌结构的稳定性。性能满足表1，2的要求；Q235A钢板的质量符合1工程概况GB700—88(碳素结构钢>中的要求；其化学成分、大伙房水库输水(二期)工程抚顺段南郊段全机械性能应满足表1,2的要求。长29．1km，形

4、式以隧洞为主，长25．4km，由1O条16MnR钢板(壁厚6~16mm)常温下的屈服主洞组成，断面为圆形，成洞直径6m，主洞问由应力为345MPa，抗拉强度为510MPa。钢板强度相同内径的压力钢管道连接；隧洞为压力隧洞，内设计值为345MPa，焊缝系数为O．95。水压力0．55MPa，在隧洞进、出口段，多为页岩、泥表1材料化学成分表％岩、凝灰岩、辉绿岩等软岩，岩体破碎，风化严重。在围岩抗渗能力差时，内水外渗将导致围岩失稳，很难处理，必须采取严格的防渗要求，衬砌结构按抗裂设计。按抗裂设计的有压输水隧洞，在2．2钢衬结构最小覆盖厚度满足要

5、求时，对围岩具备承担内水综合钢衬钢板运输、安装的时效，选择每节钢压力的Iv，v类围岩段，须采用预应力混凝土或钢衬长度为2．8m。钢衬隧洞外部围岩均为全风化、板衬砌；在最小覆盖厚度不满足要求时，围岩不具·28·2016年第6期东北水利水电工程施工强风化围岩，围岩厚度小于35in，围岩不能与钢衬3施工组织联合受力，须有钢管单独承受内水压力、外压力。3．1钢衬的组装及就位表2材料机械性能表受安装洞径的影响(管外壁到洞壁只有500mm度屈的间距)，钢管洞内安装受现场条件的限制，钢衬牌号钢／mm节间的焊接应尽量在洞口外进行；洞口及洞内铺舳／MPa

6、／(％)磊冲击功弯溉皿设轨道以便将组装好的钢衬牵引进洞内，轨道安装根据洞室中心线进行布置，轨距2m，轨道安装的高度应保证运输钢管中心高程略低于钢管安装中心高程，以便于钢管安装调整，同时应提前在洞顶设天锚以便调整钢管高程。钢衬承受的外压力有外水压力、真空压力、灌每4节钢衬作为一个单元在洞外焊接好后，在浆压力。真空压力为0．05MPa，灌浆压力为0．2每节钢衬加劲环的底部用型钢焊接铁鞋，作为运输MPa。考虑折减系数，外水压力小于0．2MPa；内水支撑：用固定卷扬设备将钢衬通过轨道牵引进洞并压力为O．55MPa，按1．3的安全系数，钢衬最大设

7、就位，利用天锚、千斤顶及拉紧器等设备对钢衬位计内压为0．715MPa。置进行调整(中心线、高程)，调整合格后用型钢加按照DL／T5141—2001<水电站压力钢管设计固钢衬；钢衬就位后需加设内支撑，防止变形。规范>相关要求进行计算，钢衬计算壁厚为143．2混凝土浇筑n皿，考虑2rm锈蚀厚度，钢里衬设计壁厚为16由于洞内工作空间狭小，应将顶拱及边墙不影mm；根据外压校核钢衬稳定，光面管不能满足稳响钢衬进洞位置钢筋提前安装并焊接，钢衬就位定要求，需设置加劲环。经稳定核算，加劲环间距后，进行底部钢筋安装及焊接；同时在洞内3点、9为1．4m，环

8、高100mm，环厚20mmo点、12点位置布置3根下料管，保证下料管稳定并2．2钢衬防腐可以抽送自如，管口设在仓内最深处；仓口处用钢衬内表面的除锈清理工作采用喷射或抛射钢、木板封堵，确保混凝土入仓后不外漏。