地下埋管接觸灌漿脫空控制寬度研究.pdf

1、地下埋管因其可以利用圍巖承擔(dān)部分內(nèi)水壓力，減小鋼襯厚度，節(jié)約鋼材并且受外界條件影響較小的特點(diǎn)在我國大中型水電站中應(yīng)用廣泛。地下埋管相當(dāng)于一個(gè)多層襯砌的隧洞，在回填混凝土澆注完成后，由于混凝土凝固收縮和溫度的影響容易產(chǎn)生脫空。為了確保電站的安全運(yùn)行，必須對脫空區(qū)域進(jìn)行接觸灌漿。經(jīng)多次施工可知，鋼襯接觸灌漿一般要經(jīng)過3次或3次以上施工才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不但給施工帶來很多困難，造成施工工期較長，而且鋼管也會因多次鉆孔使其原始結(jié)構(gòu)受到破壞，后期

2、灌漿孔漏封或漏水還有可能造成重大工程事故，影響鋼管的安全運(yùn)行。因此，確定接觸灌漿的脫空界限尺寸，可以作為埋管脫空部位是否需要進(jìn)行接觸灌漿的判別標(biāo)準(zhǔn)，減少施工困難，增強(qiáng)埋管運(yùn)行的安全性。
　　本文總結(jié)了回填混凝土脫空的形成原因、檢查方法以及處理方式，選擇脫空常見的形狀矩形，根據(jù)地下埋管強(qiáng)度分析中常用的接觸非線性有限元理論，應(yīng)用ANSYS有限元程序，在地下埋管存在脫空的情況下，對其正常運(yùn)行進(jìn)行了仿真計(jì)算。通過設(shè)置接觸單元，模擬了鋼襯與

3、圍巖的聯(lián)合承載，與此同時(shí)，刪除局部接觸單元，模擬了鋼襯與混凝土的脫空。
　　本文考慮初始縫隙對地下埋管鋼襯應(yīng)力影響很大的現(xiàn)實(shí)，研究了初始縫隙值對地下埋管局部脫空區(qū)域鋼襯應(yīng)力的影響，并根據(jù)影響規(guī)律，固定圍巖彈性抗力，多次改變鋼襯內(nèi)半徑，獲得不同內(nèi)半徑的鋼襯在不同初始縫隙值下的接觸灌漿脫空控制寬度;另外，由于地下埋管管道埋深通常較大，垂直管軸方向的巖石覆蓋厚度達(dá)到3倍開挖直徑以上的就應(yīng)考慮圍巖彈性抗力的影響，因此本文還研究了圍巖彈性抗