[发明专利]高压水作用下钢筋混凝土岔管结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压水作用下钢筋混凝土岔管结构及其施工方法。适用于水力发电、供水等水利水电工程。

背景技术

水力发电、供水等水利水电工程中广泛采用钢筋混凝土衬砌的隧洞输水，一条输水主管往往需要在一定的位置进行分叉，岔管是输水隧洞中的常用结构，同时也是最复杂的结构。

钢筋混凝土衬砌岔管既要承受内水压力的作用，也要承受山体中地下水产生的外水压力的作用。正常运行情况下，岔管受内水压力作用，要求岔管不发生渗漏，减少输水量的损失；在隧洞放空时，又要求岔管能够迅速释放作用在衬砌外表面的外水压力，避免外水压使岔管结构破坏。保证岔管在内、外水作用下的结构安全一直是结构设计和工程建设中的难点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种高压水作用下钢筋混凝土岔管结构及其施工方法，旨在使岔管在高内水压力作用下不发生大量渗漏，同时在隧洞放空、外水压力作用下不产生结构破坏，保证岔管在内、外水作用下的结构安全。

本发明所采用的技术方案是：高压水作用下钢筋混凝土岔管结构，具有连接主管和支管的岔管部分，该岔管部分为横置8字形的钢筋混凝土衬砌，其特征在于在钢筋混凝土衬砌及外部的围岩中设置不等深的固结灌浆孔，所述固结灌浆孔一端位于混凝土衬砌的内壁，另一端伸入到围岩内，固结灌浆孔所形成的灌浆固结圈外缘呈完整的圆形；所述钢筋混凝土衬砌及外部的围岩中还设置锚固钢筋，同样地，锚固钢筋一端位于混凝土衬砌的内壁，另一端伸入到围岩内；钢筋混凝土衬砌上开有减压排水孔。

所述锚固钢筋按照100×100cm间距布置，锚固钢筋的直径D为25-32mm，入岩3-4m，混凝土中的长度不小于25D。

所述减压排水孔按照120×120cm间距设置，排水孔直径35-45mm，贯穿钢筋混凝土衬砌并深入到围岩中20cm。

本发明高压水作用下钢筋混凝土岔管结构的施工方法，其特征在于：

1)在岔管开挖完成后，首先进行锚固钢筋1的施工，按照100×100cm间距布置锚固钢筋，钢筋直径D＝25-32mm，入岩3-4m；

2)随后进行钢筋混凝土衬砌的施工，将围岩表面封闭，衬砌施工时锚固钢筋埋入混凝土中的长度不小于25D；

3)当钢筋混凝土衬砌的强度达到其设计强度的80％以后，开始钻设固结灌浆孔并进行固结灌浆，灌浆孔按照不等深设置，使灌浆固结圈外缘形成完整圆形；

固结灌浆压力根据岔管承受的内水压力确定，一般取为最大静内水压力值的1.2-1.3倍；

4)在固结灌浆全部结束后，再在钢筋混凝土衬砌上按照120×120cm间距钻设减压排水孔，排水孔直径35-45mm，打穿钢筋混凝土衬砌并深入到围岩中20cm。

本发明的有益效果是：本发明将常规的等深度围岩固结灌浆改为变深度固结灌浆，使灌浆固结圈外缘形成完整的圆形，提高抵抗内水压力的同时也提高抵抗外水压力的能力；在混凝土衬砌上设置减压排水孔，防止隧洞放空、外水压力作用下混凝土衬砌产生破坏。

附图说明

图1是本发明背景技术常规钢筋混凝土岔管的俯视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明钢筋混凝土岔管结构剖视图。

具体实施方式

如图3所示，本实施例具有连接主管6和支管7的岔管部分，岔管与主管形成Y状，岔管部分的截面为呈横置8字形的钢筋混凝土衬砌4，本例在钢筋混凝土衬砌4及外部的围岩中设置不等深的灌浆孔2，灌浆孔起始端位于钢筋混凝土衬砌的内壁，另一端伸入到围岩内，且灌浆孔2所形成的灌浆固结圈外缘3呈完整的圆形，以提高抵抗内水和外水的压力。

在钢筋混凝土衬砌4及外部的围岩中还设置锚固钢筋1，锚固钢筋的起始位置也是混凝土衬砌的内壁，另一端伸入到围岩内。所述锚固钢筋1按照100×100cm间距布置，锚固钢筋1的直径D为25-32mm，入岩3-4m，在混凝土中的长度不小于25D。

钢筋混凝土衬砌4上开有减压排水孔5。所述减压排水孔5按照120×120cm间距设置，排水孔直径42mm，贯穿钢筋混凝土衬砌4并深入到围岩中20cm。

本实施例高压水作用下钢筋混凝土岔管结构的施工方法，包括以上步骤：

1)在岔管开挖完成后，首先进行锚固钢筋1的施工，按照100×100cm间距布置锚固钢筋1，钢筋直径D＝28mm，入岩4m。

2)随后进行钢筋混凝土衬砌4的施工，使围岩表面得以封闭，衬砌施工时锚固钢筋1埋入混凝土中的长度不小于25D。