[发明专利]一种钢筋混凝土-钢衬组合结构压力管及其施工方法

说明书

本发明公开了一种钢筋混凝土‑钢衬组合结构压力管及其施工方法，包括围岩开挖边界线、回填混凝土、钢衬、环向受力钢筋和钢筋固定件；回填混凝土位于围岩开挖边界线与钢衬之间，钢筋固定件设置在钢衬外侧，环向受力钢筋位于回填混凝土内，钢筋固定件与钢衬焊接，环向受力钢筋与钢筋固定件相连；钢衬环向接缝采用内侧单面坡口焊，钢衬的厚度不超过16mm，钢筋混凝土‑钢衬组合结构解决了钢衬在外水压力下的稳定性问题，节省了原结构环向加劲肋，考虑了环向钢筋对提高强度的贡献，可以有效减小钢衬厚度，环向焊缝可采用内侧单面坡口焊，解决了外侧施焊空间狭小施工困难的问题，钢衬厚度减小质量减轻，可增加单节钢衬长度，节省了工程量。

技术领域

本发明属于压力管结构领域，涉及一种钢筋混凝土-钢衬组合结构压力管及其施工方法。

背景技术

目前抽水蓄能电站投资较大，单位千瓦造价约6000元左右，其中枢纽工程约占60％。压力钢管和钢筋混凝土衬砌是抽水蓄能电站输水系统常用的两种结构，在高水头段常采用压力钢管，在低水头段可采用钢筋混凝土衬砌即可满足要求。压力钢管的结构形式主要是钢衬加外侧回填混凝土，为保证钢衬在外水压力下的稳定性要求需在钢衬外侧加环向加劲肋，环向加劲肋约占高压钢管总量的15％。采用单钢衬结构所需钢衬厚度远大于16mm，钢衬环向接缝需采用双面坡口焊，而外侧焊缝由于现场施工空间狭小，不仅施工慢且施工质量难以保证。压力钢管钢衬的单位造价高达1.5-3万元/吨，是钢筋单位造价的2-4倍。在中间水头段，采用钢筋混凝土衬砌不能满足设计要求，采用压力钢管时所需钢衬厚度大于16mm，需要双面坡口焊，这样不仅施工慢且造价高，因此有必要对中间水头段输水管结构形式进行改进。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种钢筋混凝土-钢衬组合结构压力管，该结构形式节省了外侧环向加劲肋，环向接缝从内侧施焊，考虑了环向钢筋贡献减小了钢衬厚度等，设计思路明确，易于实施。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种钢筋混凝土-钢衬组合结构压力管，包括围岩开挖边界线、回填混凝土、钢衬、环向受力钢筋和钢筋固定件；回填混凝土位于围岩开挖边界线与钢衬之间，钢筋固定件设置在钢衬外侧，环向受力钢筋位于回填混凝土内，钢筋固定件与钢衬焊接，环向受力钢筋与钢筋固定件相连；钢衬环向接缝采用内侧单面坡口焊，钢衬的厚度不超过16mm。

回填混凝土采用微膨胀混凝土、纤维混凝土或微膨胀纤维混凝土。

钢衬上设置固结兼回填灌浆孔。

回填混凝土内设置固结兼回填灌浆孔。

钢筋固定件采用栓钉或钢筋头，兼做钢衬与回填混凝土的锚固件。

环向受力钢筋与钢筋固定件采用绑扎连接。

环向受力钢筋采用单层钢筋或双层钢筋。

本发明所述钢筋混凝土-钢衬组合结构压力管的施工方法，包括以下步骤：

1)输水管洞室开挖完成后在岩壁预留注浆管；

2)安装环向受力钢筋；

3)安装钢衬，钢衬环向接缝采用内侧单面坡口焊；

4)施工回填混凝土；

5)施工固结灌浆及回填灌浆，灌浆完毕后封堵钢衬上固结及回填灌浆孔；

施工步骤4)与施工步骤3)交叉进行。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：