隧洞无粘结预应力混凝土衬砌若干关键技术问题.pdf

水利水电技术第43卷2012年第6期 隧 洞 无 粘 结 预 应 力 混 凝 土 衬 砌 若 干 关 键 技 术 问 题 诸葛妃 ( 辽宁润中供水有限责任公司，辽宁沈阳110006) 摘要：水工隧洞无粘结预应力混凝土衬砌在我国已应用和正在施工中的工程仅有2例，本文基于实 践对施工中一些关键的技术问题进行了论述，具体为：(1)预应力钢筋与锚具的选择；( 2) 无粘结筋 外包PE套管的质量；( 3) 锚具槽位置的确定；( 4) 预应力筋与锚具槽的定位，等等。 关键词：水工隧洞；无粘结预应力混凝土；隧洞衬砌 中图分类号：U4559l +r v6721( 231)文献标识码：B文章编号：10000860( 2012)06007002 0岫鲫m ekeytechl licaI probI啪sfr om 吣t邝cti of unboIl ded pr est r皓sed concret e U I Iing 0ft Ilnm l ZH U G EFei ( u丑0I 讧I l gR u眦hoIl g W acer s“PplyCo眦，shenyaIIg110006，【j aoni ngC hi) A hm Id：缸t heco他t m c涮or 帅der -comtnlcti onc酗es0ft heunndedp陀-8ssedconcr et elilI irIgoftl IrI呲lar eordyt w 0in Chi 阻。舯m ekey t即Il rI ical pm bl em sint hec0珊t ruct i onareexpour Idedherei nontIIeba8i 6 0ft heact ual p馏cti cec鲫cem e正T hey ar et o be( 1)t he Bel ect i on0fbot ll I ll e pre-sh伪s edsteelbardt ll eahom ge；( 2) t hequalit ) roft hePEsl eeveout si deoft IIeun bounded bar ；( 3)帅chor ageslotpositj oni ng；(4) posi tionjng“bothlleprest r es8edbar 蚰danchom gesl ot ，et c K eyw ords：hydraIl lict l l nnel ；unboundedPrest r essedc伽cret e；t unnel l i ni I】g 隧洞预应力混凝土衬砌技术是通过张拉环形预应 力筋束对隧洞混凝土予以施加预应力来抵抗内水压力 等荷载的施工方法。 隧洞的预应力混凝土衬砌主要分为有粘结预应力 混凝土衬砌和无粘结预应力混凝土衬砌两种。无粘结 预应力混凝土衬砌具有预应力损失小，无粘结筋受力 较为均匀，有效地改善了预应力沿环向分布的均匀性； 施工工序简单，可提高施工进度；钢绞线及锚具用量较 少，降低工程费用；结构的整体性较好等优点，如今已 广泛地运用到交通、水利、市政、建筑等各行各业。 无粘结预应力混凝土衬砌技术应用在输水隧洞 中，虽有诸多优点，但经过工程实践总结认为以下几 个问题值得注意。 1 预应力筋与锚具的选择 无粘结预应力筋一般外带充满油脂的PE套管， 根据环境条件及周边水质、土质的腐蚀性，有的还要 在预应力筋上加设环氧涂层。对于加环氧涂层的预应 力钢铰线固化后的涂层厚度一般为380l140m 。 70 在施工时要注意选择能够夹透环氧涂层的夹片，并要 进行夹片与预应力筋模拟工作状态的静态与动态试 验，防止夹片松驰，造成预应力筋滑丝。如果夹片不 能夹透环氧涂层，就要在预应力筋下料时考虑张拉和 锚同部位剥除环氧涂层。 锚具要根据预应力筋的编束情况来配置，并要考 虑预应力筋截面积的大小。 锚具应采用整体式偏转器，这样张拉时受力均 匀。减小摩擦系数，且施工方便。 2无粘结筋外包PE套管的质量 无粘结筋用的PE护套的原材料应采用挤塑型高 密度聚乙烯树脂，在无粘结预应力钢铰线(JG 1612004) 规范中，明确提出其护套厚度应作为预应 力钢铰线进场检验的重要指标，对护套的物理力学指 标和外观亦有明确的要求。护套质量满足要求，可保 收稿日期：20120326 作者简介：诸葛妃( 1962一)，女，教授级高级工程师，副总工程师。 耽蛔酗“日删脚帅M 剐M 蝴钉M6 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 证预应力筋防腐润滑脂的防腐作用；而对于PE护套 本身也作为一道防腐材料。 3锚具槽位置的确定 考虑到施工简单易行、锚具槽回填混凝土的养护 需要，锚具槽位置应尽可能设置靠近隧洞底弧中心， 但相邻锚具槽底弧之间的预应力混凝土受环向压应力 较大，且由于钢铰线穿梭较多不易振捣，混凝土密 实性差，所以要反复计算分析，寻找最佳的锚具槽位 置。一般根据隧洞洞径的大小和预应力筋的配置，可 考虑锚具槽设置在距底弧中心40。一600，两侧交错 布置为好。 4预应力筋与锚具槽的定位 根据受力分析计算确定预应力筋束的大小，预应 力筋应在洞外精确下料，并做好拱顶、侧腰及锚具槽 位置标记。由于自重的原因，在绑扎预应力筋时要间 隔设置托架，以便预应力筋能准确就位。锚具槽模板 也要设置托架，使锚具槽在浇筑混凝土时不至于移 位。托架要固定在围岩上。 5张拉顺序与过程 混凝土浇筑28d后，开始进入预应力筋的张拉程 序。首先要将预应力筋的张拉端与锚同端一定长度的 PE套管切除，清除这段预应力筋上的油脂，如果有环 氧涂层的且夹片不能将其穿透时还要将其剥除干净；然 后安装锚具、夹片及其附件，锁定锚同端；第三步安装 偏转器和千斤顶，预紧每根预应力筋；第四步开始张拉。 张拉时按顺序进行，匀速加载，应控制最大张拉 诸葛妃隧洞无粘结预应力混凝土衬砌若干关锂技术问题 应力不大于O75倍的标准强度。相邻两个锚具槽预 应力筋的张拉力相差不应大于50。张拉时要考虑 混凝土浇筑情况，对于由于种种原冈致使混凝土浇筑 不连续，则相邻两个锚具槽预应力筋的张拉力相差值 要尽可能减小。 6锚头部分防腐 无粘结预应力混凝土衬砌的最薄弱部分就是锚头 的防腐问题。锚头一旦被腐蚀，整个预应力筋将失 效，所以锚具槽内的防腐显得尤为重要。如果采用注 油防腐，锚具槽后回填混凝土很难达到与原浇筑混凝 土紧密结合，容易产生防腐油脂渗漏问题；有工程采 用液态环氧注入或涂覆防腐，同化后即可以达到防腐 的目的，又避免渗漏。无论采用哪种防腐技术，都要 将锚具槽内PE套管的切口部位用防腐胶带密封缠 绕，使无粘结预应力筋的防腐润滑脂不会外泄。 7锚具槽的封堵 锚具槽的封堵主要是两次混凝土浇筑结合的问 题。一般要先对锚具槽槽内混凝土进行凿毛处理，以 达到混凝土表面凹凸不平；封堵的混凝土强度等级应 不低于原混凝土，并要适量加入微膨胀剂，使封堵混 凝土与原混凝土结合时有微应力作用，在封堵混凝土 干缩后不会存在缝隙。 以上关键点是在工程的具体实施过程中摸索出来 的，也是隧洞无粘结预应力混凝土衬砌过程中应该值 得注意的重要环节。由于工程的差异，在实施过程中 应具体分析，具体对待。 (责任编辑欧阳越) -o矿_4、-p、ro_4_-o矿_一o。矿_o4矿矿_“- 4_o护，一-6矿_4d口目。矿口oq8p口4-4矿o-4-4扩_o口。口o_。q6_o矿口。护 ( J二接第69页) | =幸女 图6液压提升系统连接示意 以减少事故的发生和降低起升重量。 水利水电技术第43卷2012年第6期 印尼AsahanN o1H Y dm pow erSt ati on引水系统 地面式超高、超大钢制调压井是亚洲目前最大的钢 制调压井。因地质条件导致一般形式的起重机无法完 成该调压井的施工安装。本文所设计的附壁式起重机 的设计和运动方案较好地解决了上述难题，并为同类 型的施工提供了一定的参考价值。 参考文献： 1】严正庭，等最新钢结构使用设计手册M 南宁：广西科学 技术出版社，2003 2张质文，等篷重机设计手册M 北京：中国铁道出版社， l 鲫r7 (责任编辑欧阳越) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m