要：针对南水北调中线穿黄工程 已建渠道坡脚上部易出现裂缝的情况，采用Midas有限元软件对混凝土衬砌板结构 体型、分缝位置和深度进行了研究，推荐采用外坡为 1：0．5的齿墙形式，在坡脚上部 0．5nl处设第一条分缝，半缝深度为 衬砌厚度 50％的优化方案。试验段施工结果表明，原来易出现裂缝的渠道坡脚上部未出现裂缝，该优化方案是合理的。 关 键 词 ：渠道 ；混凝 土衬砌 ；齿墙 ；裂缝 ；南水北调 ． 中图分类 号 ：TV672 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1000-1379．2011．10．029 Optimization Design ofChannelConcreteLining PlateinSouth·to-North WaterDiversionMiddleRouteProject SHAOYan ．ZUOLi．ZHANGQiang．1in (1．YellowRiverEngineeringConsultingCo．Ltd．，Zhengzhou450003，China； 2．ConstructionandAdministrationBureauofSouth-to-Ⅳ0 WaterDiversionMiddleRouteProject，Beijing100038，China； 3．FujianElectricPowerSu~ey＆DesignInstitute，Fuzhou350003，China) Abstract：BasedonthesituationthatupperpartofslopetoeofalreadybuiltchannelofYellowRivercrossingprojectinsouth··to-·northwaterdiver- sionmiddlerouteprojectcrackseasily，thepaperstudiedonthetype，partinglocationanddepthofconcretetooth-wallbyMidasfiniteelementsoft— ware．Itsuggeststhatadoptingtheoptimizationmethodthattooth—walltypewith outerslopeof1：0．5，settingthefirstpartingattheupper0．5 m oftheslopetoe，and makingthedepthofhalfcracktobehalfoftheliningthickness．TheJ：estsectionconstructionresultsshow thattheoptimization scheme iscorrect，and cracksarenotfound attheupperslopetoe． Keywords：channel；concretelining；tooth—wall；crack；south—to—northwaterdiversion 南水北调中线穿黄工程位于郑州市以西约 30km的孤柏 山湾处。穿黄工程总体布置自南向北依次为南岸连接明渠 、进 口建筑物、穿黄隧洞、出口建筑物、北岸连接渠道等。南岸连接 明渠长约 5km，位 于邙 山黄土 丘陵 区 ，为 挖方渠 道 。北 岸连接 渠道长约 9．97km，具有 全填 方 、半挖半填 和全挖方渠道 3种型 式 。渠道过水断面边坡高约9m，采用 C20聚丙烯合成纤维混 凝 土板衬砌 ，衬砌板厚 10cm，坡度为 1：2．25，混凝 土板下铺 设 土工膜 和保温板 ，坡 脚设 置混凝土齿墙 。渠道混凝 土板顺 渠道 轴线向每4m设一条横缝，横向每 4in设一条纵缝 ，纵横缝采 用通缝和半缝交替布置，为避免切缝刺破土工膜，逋缝采用 90％板厚 ，半缝 采用 75％板厚 。施工 图阶段 ，已完 建 的南 水北 调中线某些区段出现了裂缝，裂缝分布在坡脚以上 0．3—1．5m 范围。针对裂缝的位置分布，开展了优化衬砌结构体型的研究。 _ 1 优化设计思路及手段 1．1 原衬砌型式存在的问题 经初步分析 ，原设计衬砌型式可能存在以下问题 ：①在已 完工的工程中，有在齿墙上部开裂的情况，原因是齿墙为矩形 断面，与边坡混凝土板之间的连接为非平滑过渡，可能存在极 大拉应力 ；②原设计分缝 比较复杂，通缝、半缝无论横 向(垂直 渠道轴线方 向)还 是纵 向 (沿渠 道轴 线方 向)，均 交错 布置 ，半 缝采用 75％板厚 ，施工质量控制难度较大。 1．2 优化设计思路及计算参数 对齿墙结构型式及混凝土板分缝进行计算分析，以达到最 优设计效果。在计算分析时，尽可能简化模型受力情况，实现 对模型进行量化对比分析。主要考虑以下情况：①分析不同型 式的齿墙对应 力分布 的影 响 ，以选择更 合理的齿墙 型式 。仅考 虑施工期衬砌 自重作用，不考虑缝的影响，认为衬砌板是连续 体。②研究不同分缝位置及型式下衬砌应力分布情况，选择合 理的分缝形式，包括分缝位置和深度。

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