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部分內水壓力，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在我國大中型水電站中應用廣泛。地下埋管相當于一個多層襯砌的隧洞，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生脫空。為了確保電站的安全運行，必須對脫空區(qū)域進行接觸灌漿。經多次施工可知，鋼襯接觸灌漿一般要經過3次或3次以上施工才能達到設計要求，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構受到破壞，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行接觸灌漿的判別標準，減少施工困難，增強埋管運行的安全性。
　　本文總結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，根據地下埋管強度分析中常用的接觸非線性有限元理論，應用ANSYS有限元程序，在地下埋管存在脫空的情況下，對其正常運行進行了仿真計算。通過設置接觸單元，模擬了鋼襯與

3、圍巖的聯(lián)合承載，與此同時，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力影響很大的現(xiàn)實，研究了初始縫隙值對地下埋管局部脫空區(qū)域鋼襯應力的影響，并根據影響規(guī)律，固定圍巖彈性抗力，多次改變鋼襯內半徑，獲得不同內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到3倍開挖直徑以上的就應考慮圍巖彈性抗力的影響，因此本文還研究了圍巖彈性抗