CN110863473B - 一种埋藏式压力钢管的联合阻水结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种埋藏式压力钢管的联合阻水结构，包括压力钢管（2）；压力钢管的首段插入钢筋混凝土隧洞（1）内，压力钢管插入钢筋混凝土隧洞内的首段上设有一组阻水环（3）；压力钢管其余段上设有一组加劲环（4）；压力钢管其余段的四周设有回填混凝土（5）；在回填混凝土与钢筋混凝土隧洞的连接处设有永久变形缝（9），永久变形缝内设有铜片止水环（10）；钢筋混凝土隧洞和回填混凝土位于岩体（6）内，岩体内设有防渗帷幕灌浆（7）和斜向补强灌浆（8）。本发明的结构既能较好地阻止内外水侵入压力钢管周围，降低外水压力，确保其安全运行，又可使操作过程简单方便，降低运行成本，阻水效果显著，从而达到经济合理性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种埋藏式压力钢管的联合阻水结构，属于水利水电工程金属结构技术领域。
背景技术
从水库、前池或调压室至发电厂房水轮机多采用压力钢管作为输送水量的管道。压力钢管通常埋入岩体内，并在压力钢管与岩体之间充填混凝土。一般情况下，压力钢管前端与钢筋混凝土隧洞连接。在压力钢管与钢筋混凝土隧洞的连接处存在内水外渗的可能性；通常压力钢管周围岩体的不完整性都是通过防渗帷幕灌浆处理的，但也有可能形成水库的渗漏通道。按规范要求，一般不允许在压力钢管上开孔进行各类灌浆，洞内环向固结灌浆应在钢管安装前完成，但此时只能在喷混凝土层封闭下采用较小的灌浆压力作无盖重灌浆，喷混凝土层的密实性和防渗性能都不及现浇的衬砌混凝土，且孔口段正是受开挖爆破影响的薄弱环节区域，存在漏浆或灌浆效果欠佳的情况，有可能将帷幕上、下游串通形成渗水通道，造成帷幕下游渗压偏高。
实践表明，现有技术的埋藏式压力钢管阻水结构是在钢管起始端设置阻水环和在周围岩体内进行防渗帷幕灌浆，这样的阻水结构布置形式往往比较单一，尚未系统地联合作用，存在不同程度的缺陷，导致压力钢管在检修时偶有发生因外水压力过大而失稳的安全隐患或者厂房上游边墙渗水等现象发生，影响工程效益的发挥，这是一个值得深入研究的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种埋藏式压力钢管的联合阻水结构，使其既可较好地阻止内外水侵入压力钢管周围，降低外水压力，确保压力钢管安全运行，又可方便操作，降低运行成本，从而达到经济合理运行的目的，并解决现有技术存在的不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种埋藏式压力钢管的联合阻水结构，包括压力钢管；压力钢管的首段插入钢筋混凝土隧洞内，压力钢管插入钢筋混凝土隧洞内的首段上设有一组阻水环；压力钢管的其余段上设有一组加劲环；压力钢管其余段的四周设有回填混凝土；在回填混凝土与钢筋混凝土隧洞的连接处设有永久变形缝，永久变形缝内设有铜片止水环；钢筋混凝土隧洞和回填混凝土位于岩体内，岩体内设有防渗帷幕灌浆和斜向补强灌浆。
前述联合阻水结构中，所述防渗帷幕灌浆位于两个阻水环之间，并与压力钢管垂直设置。
前述联合阻水结构中，所述斜向补强灌浆为锥面结构，锥面的小直径端朝向上游面。
前述联合阻水结构中，所述斜向补强灌浆与防渗帷幕灌浆在岩体内相交。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明是将压力钢管、钢筋混凝土隧洞、防渗帷幕灌浆三者有机地联合成为一个整体阻水结构，再通过结构优化和工序调整来实施完成。该结构既能较好地阻止内外水侵入压力钢管周围，降低外水压力，确保其安全运行，又操作过程简单方便，降低运行成本，阻水效果显著，从而达到经济合理性的目的，可在水利水电工程技术领域广泛推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图中的标记为：1-钢筋混凝土隧洞，2-压力钢管，3-阻水环，4-加劲环，5-回填混凝土，6-岩体，7-防渗帷幕灌浆，8-斜向补强灌浆，9-永久变形缝，10-铜片止水。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的一种埋藏式压力钢管的联合阻水结构，如图1所示，包括压力钢管2；压力钢管2的首段插入钢筋混凝土隧洞1内，压力钢管2插入钢筋混凝土隧洞1内的首段上设有一组阻水环3；压力钢管2的其余段上设有一组加劲环4；压力钢管2其余段的四周设有回填混凝土5；在回填混凝土5与钢筋混凝土隧洞1的连接处设有永久变形缝9，永久变形缝9内设有铜片止水环10；钢筋混凝土隧洞1和回填混凝土5位于岩体6内，岩体6内设有防渗帷幕灌浆7和斜向补强灌浆8。防渗帷幕灌浆7位于两个阻水环3之间，并与压力钢管2垂直设置。斜向补强灌浆8为锥面结构，锥面的小直径端朝向上游面。斜向补强灌浆8与防渗帷幕灌浆7在岩体6内相交。
实施例
以下为贵州北盘江董箐水电站引水发电系统埋藏式压力钢管的联合阻水结构为例，具体施工如图1所示，本例首先是对压力钢管2进行结构优化，具体是在压力钢管2的进水端焊接有一组阻水环3。通过阻水环3阻挡钢筋混凝土隧洞1中的渗水，或延长渗水路径，以减小压力钢管2外水压力。在阻水环3之后的压力钢管2其余部分焊接有一组等间距布置的加劲环4，以加强压力钢管2的抗压强度。其次是在钢筋混凝土隧洞1与压力钢管2的回填混凝土5分界处设置永久变形缝9和铜片止水10防止内水外渗。另外通过在岩体6增设斜向补强灌浆8，斜向补强灌浆8与岩体6中现有的防渗帷幕灌浆7相交接构成联合阻挡岩体渗透水，最终将压力钢管2、钢筋混凝土隧洞1、防渗帷幕灌浆7三者有机地联合成为一个整体阻水结构。
本例在施工时，采用以下工序进行：岩体洞室开挖支护→防渗帷幕灌浆→压力钢管安装→回填混凝土→钢筋混凝土隧洞衬砌施工→各类常规灌浆施工→斜向补强灌浆施工。其中：常规灌浆施工和排水措施仍按原常规技术进行。
本发明将压力钢管、钢筋混凝土隧洞、防渗帷幕灌浆三者有机地联合成为一个整体阻水结构，再通过结构优化设计和施工工序调整来实施完成。该结构既要能较好地阻止内外水侵入压力钢管周围，降低外水压力，确保其安全运行，又要使其操作过程简单方便，降低运行成本，阻水效果显著，从而达到经济合理性的目的。
Claims (1)
1.一种埋藏式压力钢管的联合阻水结构，包括压力钢管（2）；其特征在于：压力钢管（2）的首段插入钢筋混凝土隧洞（1）内，压力钢管（2）插入钢筋混凝土隧洞（1）内的首段上设有一组阻水环（3）；压力钢管（2）的其余段上设有一组加劲环（4）；压力钢管（2）其余段的四周设有回填混凝土（5）；在回填混凝土（5）与钢筋混凝土隧洞（1）的连接处设有永久变形缝（9），永久变形缝（9）内设有铜片止水环（10）；钢筋混凝土隧洞（1）和回填混凝土（5）位于岩体（6）内，岩体（6）内设有防渗帷幕灌浆（7）和斜向补强灌浆（8）；
所述防渗帷幕灌浆（7）位于两个阻水环（3）之间，并与压力钢管（2）垂直设置；
所述斜向补强灌浆（8）为锥面结构，锥面的小直径端朝向上游面；
所述斜向补强灌浆（8）与防渗帷幕灌浆（7）在岩体（6）内相交。
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