大伙房水库输水隧洞预应力混凝土衬砌研究

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发布时间：2021-09-09

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大伙房水库输水隧洞预应力混凝土衬砌研究
魏长勇，栾卫中2
(1．辽宁大伙房水库管理局，辽宁抚顺113007；2．大唐长春第二热电有限责任公司，吉林长春130000)
[摘要]大伙房水库输水(二期)隧洞围岩地质条件复杂，其中有8 km多为浅埋Ⅳ 、v类围岩
段。工程采用了无粘结预应力混凝土衬砌技术。文章通过对几种荷载组合条件下的应力分析，
为断面设计提供了依据。
[关键词]隧洞；无粘结；预应力；衬砌
[中图分类号】TV546 [文献标识码]A
1 工程概况
大伙房水库输水(二期)工程是大伙房水库输
水工程的配套工程，隧洞位于抚顺市南郊，浑河南
岸。隧洞段全长29 km，隧洞断面为圆形，直径6 m。
洞线穿越的地层属华北地层区，主要为太古
代花岗质片麻岩、中生界侏罗系小东沟组和白垩
系梨树沟组、燕山晚期侵入岩、新生界第四系及人
工堆积物。洞线穿跨的岩体一般为微风化或新鲜，
较完整，局部沟谷段或断层带为全风化～弱风化，
破碎～完整性差。洞线穿过洞线的断层有9条，断
层一般沿河谷发育，以较大角度与洞线斜交，以压
或压扭性为主，区域构造相对稳定。
在Ⅳ 、v类围岩段，尤其是隧洞进出口段，多
为页岩、泥岩、凝灰岩、辉绿岩等软岩，岩体破碎，
风化严重，部分地段洞室上部围岩厚度只有9 m，
覆盖层薄。不良地质条件下隧洞结构设计在二期
工程隧洞段显的更为重要。
2 隧洞预应力混凝土衬砌
2．1初期支护
隧洞采用新奥法进行施工，初期采用喷混凝
土，设置锚杆加钢筋网，并根据围岩情况局部设置
钢格栅等。
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2．2隧洞衬砌研究
2．2．1后张法预应力混凝土衬砌的提出
因围岩抗渗能力差，内水外渗将导致围岩失
稳，对上部环境破坏严重，很难处理，必须采取严
格的防渗要求，衬砌结构按抗裂设计。应采用预应
力混凝土或钢板衬砌。
根据意大利、瑞士等国家，对输水隧洞采用后
张法预应力混凝土衬砌与钢板衬砌的比较资料，
输水洞采用预应力混凝土衬砌，具有节省投资，施
工期短，能保护其内部钢筋和钢绞线不致锈蚀的
优点。
2．2．2 预应力钢绞线布置
衬砌混凝土预应力是通过对布置在衬砌外缘
的钢绞线张拉实现的。为了张拉锚固，需在衬砌断
面内侧布置锚具槽，通过钢绞线张拉变形，使衬砌
受到挤压，使衬砌截面形成预压应力。
预应力隧洞的预应力筋布置方案如图1所
示。预应力钢筋采用高强无粘结低松驰1860级4×
15．24钢绞线，公称截面面积A口=4x139 1T1／n2。预
应力筋束沿管道轴向的中心间距为470 mm，采用
双层双圈无粘结预应力钢绞线环锚支撑变角张拉
技术，环锚锚板锚固端和张拉端各设4个锚孔，内
层2根钢绞线从锚固端起始，沿内层圆周环绕2