Science&TechnologyVision科技视界水工隧洞断面设计中衬砌型式选择研究张宝晶柴伟渊中国水利水电第九工程有限公司袁贵州贵阳550081冤揖摘要铱通过对衬砌的各种型式及其相应的优缺点尧适应范围的系统总结袁确定了影响衬砌型式选择的重要因素袁得出了以围岩条件尧隧洞运行条件尧防渗要求来选择衬砌形式的流程图袁为之后水工隧洞断面设计中衬砌型式选择提供了依据遥揖关键词铱溃坝曰生命损失曰风险评估园引言水工隧洞是以输水为目的在地下开凿而成的建筑物遥随着我国国民经济和科学技术的发展袁水工隧洞的建设取得了举世瞩目的巨大成就遥然而袁水工隧洞断面设计中衬砌型式的选择由于没有严格的系统规范以及施工队伍施工水平的袁其型式选择纷繁多样袁科学适应性差袁弊端很多遥因此对水工隧洞断面设计中衬砌型式选择的研究显得至关重要浴员衬砌的型式需要衬砌的隧洞袁可以沿隧洞长度选择一种或数种不同型式的衬砌遥员援员衬砌型式大致有以下几种主要为了减小糙率或防止岩石风化而采用护面衬砌或称平整衬砌袁一般用喷浆尧喷混凝土或抹水泥砂浆做成袁其厚度不经计算而视开挖的平整程度按构造采用5一巧厘米遥单纯为了减小糙率而采用护面衬砌时常与不衬砌方案进行技术经济比较遥不衬砌的隧洞虽然省去了衬砌作业袁但需要开挖断面较大袁所以无论造价和工期可能是有利的也可能并不有利遥无压隧洞为了减小糙率还可以考虑只在过水断面的部分采用护面衬砌遥还有为了施工方便和适当减小平均糙率而只在洞底做衬砌的员援圆遥当围岩比较完整不需要配钢筋抗拉时可采用混凝土衬砌混凝土衬砌和砖石衬砌遥不论无压隧洞和有压隧洞员援猿袁其衬砌厚度均由计算确定遥当隧洞衬砌中的拉应力超过混凝土的允许抗拉强度钢筋混凝土衬砌袁应采用钢筋混凝土来衬砌遥有压隧洞或无压隧洞均可采用钢筋混凝土衬砌袁其厚度与混凝土衬砌一样由计算确定员援源遥通常分为二层组合式衬砌院内层或称内围主要用来保证衬砌不透水和承担一部分内水压力袁外围承担岩石压力并和围岩一起承担余下的内水压力遥外层用混凝土或钢筋混凝土视强度需要而定袁内层用钢丝网喷浆或钢板也视强度需要而定遥国内已建的水利水电工程中大都采用内层为钢板外层为混疑土的双层衬砌袁在体形比较复杂(如分岔口部位)和地质条件很差的地段则采用内层为钢板外层为钢筋混疑土的衬砌遥双层衬砌的内外层厚度原则上都由计算确定遥组合衬砌型式主要应用于高水头的有压隧洞员援缘遥用预制的混凝土或钢筋混凝土块拼装成衬砌环后用水泥砂浆灌装配式衬砌注缝隙作成袁一般用于盾构法开挖的隧洞或整断面开挖中要求立即支承围岩的隧洞遥装配式衬砌的优点是院可以在工厂或工场预先浇制袁质量较有保证袁衬砌为拼装工作袁便于快速施工缩短施工时间遥缺点是院接缝较多袁易漏水袁从而需要考虑设置止水和防止接缝可能裂开的措施员援远遥是指预先使衬砌产生环向压应力以抵消大部分或一部分内水压预应力衬砌力产生的拉应力袁包括纯混凝土的压浆式预应力衬砌袁钢筋混凝土的拉筋式和钢箍式预应力衬砌遥预应力衬砌主要用于内水压力较高的隧洞中员援苑遥是向围岩钻孔插入锚杆并在表面喷混凝土做成喷锚衬砌袁尤其在围岩需要及时支护的情况下更能显示它的优越性遥近代隧洞在施工时袁常在开挖面完成以后袁立即采用喷锚衬砌遥如岩石较好袁可不再作衬砌袁即以喷锚结构作为衬砌袁如岩石较差袁则仍需另作衬砌遥圆衬砌型式的选择78科技视界Science&TechnologyVision衬砌的作用包括:承受岩石压力曰承受内水压力曰防止漏水曰减小洞壁糙率袁防止岩石风化曰防止高速水流对岩石冲蚀等遥施工和运用期间围岩稳定尧不坍塌袁不漏水袁并且允许有较大的水头损失袁则隧洞可以不做衬砌圆.1遥在有压隧洞衬砌形式选择中衬砌型式选择中重要的影响因素袁围岩有无承担内水压力的能力是一个考虑的重要因素遥围岩是否具有承担内水压力的能力袁一般以围岩地应力来判断袁当地应力的最小主应力大于内水压力时袁围岩不会产生水力破坏袁即围岩具备承担此内水压力的能力遥由于目前并非所有工作都进行地应力测试袁所以在很多情况下袁常用隧洞埋深来代替地应力的判断遥隧洞围岩要满足承担内水压力能力的最小厚度D应是院阅逸则则憎匀砸式中糟燥泽琢rr要要要院w水的重度曰H要要R要要要围岩的重度曰a要要实际工程中应用这一准则时还应考虑一定的安全系数要要地面坡度内水压力水头遥曰遥对于隧洞上部围岩覆盖厚度袁根据设计规范规定D)0.4H(H为内水压力袁D为覆盖岩层厚度)袁如下图1所示院图1图2.com.cn. All Rights Reserved.Science&TechnologyVision科技视界围岩覆盖厚度的确定袁还要根据围岩的构造情况袁对玉尧域类围图2所示袁有时还需进行经济比较后再确定衬砌形式遥岩袁岩石新鲜或微风化岩体袁岩层完整性好袁覆盖岩体抗内水压力的上抬作用袁不仅靠岩体的自重袁还有岩块间的抗剪作用袁即使上覆围岩厚猿结语度不到0.4倍的水压力袁也能保持稳定遥而风化破坏较严重的芋尧郁类本文系统总结了衬砌的各种型式及其相应的优缺点尧适应范围袁围岩遥由于完整性较差袁则覆盖岩层厚度应取大于0.4倍的内水压力确定了影响衬砌型式选择的重要因素袁得出了以围岩条件尧隧洞运行的数值圆.2遥条件尧防渗要求来选择衬砌形式的流程图袁为之后水工隧洞断面设计中衬砌型式选择提供了依据遥衬砌形式的选择与围岩条件紧密相连衬砌型式的选择袁当水工隧洞的内水外渗会引起一些严重危害(如围岩失稳尧边坡失稳尧周围建筑物失稳等)时袁防渗常常是一个重要因素袁另外袁隧洞的运行条件尧施工方法等也是衬砌形式选择要考虑的方面遥例如袁不衬砌及喷锚衬砌的糙率大袁运行中产咱1暂揖参考文献铱生的水头损失也大袁只适应于流速较小的隧洞遥当隧洞采用双护盾掘咱2暂水工隧洞设计规范进机施工时袁这种施工方法决定了衬砌形式只能采用预制钢筋混凝土咱3暂潘家铮援水工隧洞[M]援SD134原84[S]援科技卫生出版社北京院水利电力出版社袁1985院员原127援管片的装配式衬砌遥355.汪胡祯袁顾慰慈.水工隧洞的设计理论和计算袁1958援[M].水利水电出版社袁19院26原以围岩条件尧隧洞运行条件尧防渗要求来选择衬砌形式的流程如咱责任编辑院周娜暂渊上接第42页冤装项目在维保期内的设备故障率和维修成本袁并会影响到项目质保金能否顺利收回遥咱2暂咱3暂夏忠.精细化管理需要四个力支撑[J].建筑安全袁2009(04)院29援缘结束语咱4暂陆惠民咱5暂成虎.工程项目管理[M].东南大学出版社袁2006援咱6暂鲁怀民.工程项目管理.工程项目精细化管理之我见[M].中国建筑工业出版社袁2006援总之袁机电安装工程项目作为建筑工程的重要组成部分袁受到施工单位和业主越来越多关注和重视袁因为机电安装项目技术复杂尧参(10)院43-45援裴娄庆.特大型工程项目中群吊交错施工的精细化管理[J].水利水电施工袁2009院7-9援[J]援建筑施工袁2009与部门众多尧工序交叉频繁袁就会产生工期和质量的问题袁并造成成本咱7暂的增加袁进而影响项目的顺利完成遥因此机电安装项目必然要通过提(33)院19-21援石岩峰袁卫宏援工程项目施工的精细化管理措施及意义[J]援山西建筑袁2010高管理水平来提高效益遥咱8暂咱9暂辛酉阳易军.建筑工程项目施工的精细化管理.基于施工过程的野三全冶质量控制研究[D].重庆大学[D]援西安建筑科技大学袁2008援袁2010援咱1暂丁长福.工程项目的精细化管理揖参考文献[J].硅谷袁2009(01)院171援铱咱责任编辑院周娜暂渊上接第44页冤对薄膜理论的适应性随D/T的上升而提高袁即筒体越调对此进行详细的应力分析遥因此袁对压力管道大开孔接管区的应力薄袁越能形成薄膜应力状态曰开孔以后袁这种适应性反而随D/T的上升进行分析是十分必要的遥而下降袁即筒体越薄袁开孔后对薄膜应力状态的破坏越严重遥开孔前后袁筒体对薄膜应力状态的适应性随D/T的上升向相反的方向变化遥咱员暂揖参考文献铱3结束语咱圆暂陆明万总之袁由于在圆柱壳上开孔并安装了圆柱壳接管袁主体圆柱壳的响[J].高炳军.关于应力分类问题的几点认识[J].压力容器袁2005袁22(8):18-23援机械与电子袁王洪海袁子俊宝.球壳大开孔接管结构参数对连接处应力分布的影结构连续性就遭到了破坏袁在圆柱壳与接管的相贯区将产生明显的应咱猿暂力集中袁而大开孔接管结构的相贯区局部存在着比主体区高数倍的集2000袁21(3):27-31援龚曙光袁谢桂兰袁2003袁1:65-67援.压力容器分析设计中的应力分类方法[J].化工装备技术袁中峰值应力袁因而它是疲劳断裂尧应力腐蚀破坏的根源袁是压力管道中比较薄弱的部分袁无论国内还是国外的著名压力容器规范袁都特别强咱责任编辑院王静暂渊上接第46页冤对重熔前后的NiCrBSi涂层进行显微硬度分析袁通过对比多组数据可以发现袁等离子喷涂涂层维氏硬度约为250HV袁猿援源颗粒及较低的孔隙率等因素对涂层耐磨性提高起到关键作用重熔后的涂层耐磨损性能明显提高袁元素扩散迁移袁细小的硬质遥而重熔后可达400HV遥这与重熔后硬质相弥散分布袁缺陷减少有很大关系圆.3遥揖参考文献铱通过对重熔前后摩擦磨损试验NiCrBSi涂层进行摩擦磨损试验比较可以发现袁咱员暂艺陈茂军袁石凯.火焰喷熔Ni60合金涂层耐磨粒磨损性能的研究[J].热加工工火焰重熔后的涂层犁沟深度变浅袁耐磨性能明显增强遥这是由于重熔后硬质相数量增多且为弥散分布咱圆暂袁2007渊36冤:51-53援咱猿暂贺定勇袁赵力东.微束等离子喷涂NiCrBSi涂层遥猿结论响咱源暂[J]援孙波材料保护袁李长久袁2001渊11冤院30-32援袁白勇峰.喷涂工艺参数对NiCrBSi[J].涂层显微组织和性能的影焊接学报袁2007渊7冤:45-48援猿援员形态及分布特征孙荣禄袁吕伟鑫袁杨贤金.激光熔覆TiC_NiCrBSi金属陶瓷涂层中TiC相的成相较为单一利用超音速大气等离子喷涂技术成功制备了袁主要为酌-渊Ni袁Fe冤遥但夹杂熔化不完全的颗粒NiCrBSi涂层袁存在部袁其构咱缘暂理学报赵卫民袁王勇[J]..热处理中硅酸盐学报NiCrBSi袁2005渊12冤:1448-1452援超音速火焰喷涂层的组织转变[J].材料热处分孔隙猿援圆咱远暂组织与性能研究程国东袁2008渊5冤:173-176援,王引真,王宝阳,等弥散分布于经火焰重熔处理使各种合金元素相互扩散遥酌-Ni渊主要是Ni-Cr冤的硬质相遥且涂层与基体能够形成袁形成Cr7C3袁CrB袁Cr2B冶金结合咱苑暂度研究王戬[J].袁王璞玉[J].功能材料袁姜子实表面技术袁2012渊12冤:1524-1527援袁田文怀袁2009渊2冤:42-45援冯涛.抽油杆用钢高频感应熔覆NiCrBSi-RE涂层袁张立宁.NiCrBSi粉末火焰喷焊钢管的抗拉强猿援猿重熔后硬质相弥散分布袁结合强度大幅提高袁遥缺陷减少袁涂层维氏硬度可达400HV遥咱责任编辑院王静暂Science&TechnologyVision科技视界79.com.cn. All Rights Reserved.
