專利名稱：壓力引水隧洞人工裂縫控制的抗?jié)B漏方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種園形鋼筋混凝土壓力引水隧洞的抗?jié)B漏方法。
水力發(fā)電站壓力引水隧洞有嚴(yán)格的抗?jié)B漏要求，傳統(tǒng)的抗?jié)B漏措施有如下四種類型A)鋼筋混凝土按抗裂計(jì)算抗?jié)B漏;
B)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土抗?jié)B漏;
C)鋼筋混凝土內(nèi)襯鋼板抗?jié)B漏;
D)鋼筋混凝土內(nèi)表面刷有機(jī)涂料抗?jié)B漏。
以上抗?jié)B漏方法可歸納為兩類一類(如A及B)是設(shè)法保證鋼筋混凝土襯砌不開裂，從而達(dá)到抗?jié)B漏的目的;另一類(如C及D)是允許鋼筋混凝土開裂并出現(xiàn)貫穿裂縫，在控制裂縫寬度前提下用鋼板或有機(jī)涂料抗?jié)B漏。以上方法都可以有效抗?jié)B漏，但它們或投資較高(如A及D)，或施工復(fù)雜(如B)，或維修保養(yǎng)困難(如C及D)，存在著某些缺陷和不足。
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)方法的不足，運(yùn)用簡(jiǎn)單易行的人工預(yù)置裂縫控制方法而研制的一種既能有效抗?jié)B漏，又能節(jié)省工程投資，縮短工程周期的壓力引水隧洞抗?jié)B漏方法。
本發(fā)明的具體措施是1)在鋼筋混凝土壓力隧洞預(yù)定位置設(shè)置若干條人工裂縫，人工裂縫的位置優(yōu)先選擇在正彎矩較小的部位，可等距離布置，也可不等距離布置，其裂縫深度可優(yōu)先考慮為鋼筋混凝土襯砌厚度的1/2至2/3，裂縫中設(shè)紫銅片或橡皮止水帶以有效止水，人工裂縫應(yīng)能有效承擔(dān)壓力與剪力，為此可優(yōu)先考慮將裂縫做成鋸齒形，裂縫間設(shè)置厚3～5毫米，二面涂油或?yàn)r青的鋼板，鋼板在澆筑混凝土?xí)r作為隔板埋入。
2)將鋼筋混凝土襯砌中的環(huán)向受力鋼筋布置在襯砌外側(cè)，其布置厚度可考慮在1/2～1/3襯砌厚度范圍內(nèi)，分一層或多層布置，其鋼筋數(shù)量可根據(jù)人工裂縫處的內(nèi)力大小用水工鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范給出的強(qiáng)度計(jì)算公式確定。
以上兩條措施使壓力隧洞鋼筋混凝土襯砌在內(nèi)水壓力為主的荷載作用下發(fā)生人為的內(nèi)力重分布，任意兩條人工裂縫間的鋼筋混凝土襯砌段處于大偏心受拉應(yīng)力狀態(tài)、外側(cè)混凝土受拉，形成正常開裂區(qū)，其鋼筋數(shù)量，裂縫寬度可用水工鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范給定的大偏拉構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式及裂縫寬度驗(yàn)算公式計(jì)算確定，并可使裂縫寬度控制在允許范圍內(nèi)。
分析鋼筋混凝土大偏心受拉構(gòu)件截面上的應(yīng)力分布還可知，鋼筋混凝土襯砌內(nèi)側(cè)混凝土承受壓應(yīng)力，處于三向受壓狀態(tài)而不可能開裂。該部位混凝土形成的可靠抗?jié)B漏層與人工裂縫間的止水裝置構(gòu)成一有效的環(huán)形止水系統(tǒng)，從而滿足使用要求。為了防止出現(xiàn)溫度裂縫和干縮裂縫，在壓力隧洞鋼筋混凝土內(nèi)壁處設(shè)置構(gòu)造鋼筋網(wǎng)，確?？?jié)B漏層的工作性能，同時(shí)承擔(dān)其他荷載組成下可能在該部位產(chǎn)生的拉應(yīng)力。
壓力引水隧洞傳統(tǒng)抗?jié)B漏方法是通過控制鋼筋混凝土應(yīng)力使其不開裂或?qū)σ验_裂混凝土填堵裂縫達(dá)到抗?jié)B漏的目的，表現(xiàn)為被動(dòng)防守式的抗?jié)B漏。而本發(fā)明則是通過人為工程措施改變應(yīng)力狀態(tài)達(dá)到抗?jié)B漏目的，表現(xiàn)為主動(dòng)進(jìn)攻式的抗?jié)B漏，因而開辟了一種新的抗?jié)B漏途徑。
本發(fā)明還可與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土抗?jié)B法結(jié)合應(yīng)用，即下半園采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土抗?jié)B漏，上半園采用本發(fā)明的方法抗?jié)B漏，具體實(shí)施時(shí)先澆筑下半園混凝土，并對(duì)下半園混凝土用后張法施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置布置在離襯砌內(nèi)壁1/3襯砌厚處，即位于截面三分點(diǎn)處。使襯砌外側(cè)混凝土預(yù)應(yīng)壓力為零，從而避免了圍巖與混凝土共同工作對(duì)施加預(yù)應(yīng)力的影響，襯砌受力明確，施加預(yù)應(yīng)力的效果明顯，同時(shí)半園張拉施工難度小，預(yù)應(yīng)力損失較小，解決了全園周施加預(yù)應(yīng)力的工藝難題。下半園施工結(jié)束后，再澆筑上半園混凝土，這時(shí)可將抗?jié)B漏層的一部分預(yù)制，吊裝拼接后作為內(nèi)模使用，則還可以進(jìn)一步提高工資。
采用本發(fā)明抗?jié)B漏，工程投資與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土抗?jié)B漏相當(dāng)，施工方法及工程進(jìn)度又與鋼板抗?jié)B漏及涂料抗?jié)B漏相當(dāng)，其經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。不僅適用于水電站壓力隧洞抗?jié)B漏，同時(shí)也適用于其它園形結(jié)構(gòu)的抗?jié)B漏。
附圖
一為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。其中1為人工裂縫，2為環(huán)向受力鋼筋，3為紫銅片或橡皮止水帶，4為正常開裂區(qū)，5為抗?jié)B漏層，6為預(yù)應(yīng)力混凝土，7為預(yù)應(yīng)力鋼筋，8為構(gòu)造鋼筋網(wǎng)，9為鋼筋混凝土內(nèi)模。
權(quán)利要求
1.一種壓力引水隧洞的抗?jié)B漏方法，其特征是在鋼筋混凝土壓力隧洞預(yù)定位置設(shè)置若干條具有紫銅片或橡皮止水帶的人工裂縫；并且將鋼筋混凝土襯砌中的環(huán)向受力鋼筋分層布置在襯砌外側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力引水隧洞的抗?jié)B漏方法，其特征在于，所述的人工裂縫的位置可優(yōu)先選擇在正彎矩較小的部位，其裂縫深度為鋼筋混凝土襯砌厚度的1/2至2/3，裂縫為鋸齒形，并且在裂縫間設(shè)置有在澆筑混凝土?xí)r作為隔板埋入的厚度為3～5毫米、二面涂油或?yàn)r青的鋼板。
3.如權(quán)利要求1、2所述的壓力引水隧洞的抗?jié)B漏方法，其特征是先澆筑所述的壓力引水隧洞的下半園預(yù)應(yīng)力混凝土，并對(duì)下半園混凝土用后張法施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置可優(yōu)先布置在離襯砌內(nèi)壁1/3襯砌厚度處。
全文摘要
本方法運(yùn)用鋼筋混凝土內(nèi)力重分布理論，采用在鋼筋混凝土襯砌預(yù)定位置設(shè)置數(shù)條人工裂縫及環(huán)向受力鋼筋配置在襯砌外側(cè)等兩項(xiàng)措施，人為造成襯砌內(nèi)力重分布，使鋼筋混凝上襯砌由小偏心受拉狀態(tài)變?yōu)榇笃氖芾瓲顟B(tài)，并在鋼筋混凝土襯砌內(nèi)側(cè)形成不可能開裂的三向受壓區(qū)，該三向受壓區(qū)與預(yù)先埋置的止水帶共同組成環(huán)形止水系統(tǒng)，從而滿足壓力引水隧洞抗?jié)B漏要求。本方法與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土抗?jié)B漏方法結(jié)合應(yīng)用，效果更佳。
文檔編號(hào)E02B9/06GK1068616SQ91104829
公開日1993年2月3日 申請(qǐng)日期1991年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月16日
發(fā)明者朱暾, 邢貴碧 申請(qǐng)人:武漢水利電力學(xué)院