输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构。本实用新型专利技术的目的是提出一种便捷、安全、可靠性高的输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构，其预埋管数量少，工程费用节省，施工工艺简单，对施工没有干扰，可提高接触灌浆的效果及质量，具有明显的工程效益。本实用新型专利技术的技术方案是：输水隧洞采用埋藏式的钢衬结构，钢衬外壁与围岩之间以混凝土回填，钢衬外壁每隔一段设置一道加劲环，加劲环上设有若干窜浆孔，需接触灌浆的隧洞以每30～50m为一个灌浆段，每个灌浆段内，紧贴钢衬底板外壁通长敷设进浆管并均从加劲环上的窜浆孔穿过；每个灌浆段内，每5～8m设置一根排气兼回浆管，排气兼回浆管的端部5～8m范围设为花管段，花管段均从加劲环上的窜浆孔穿过。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构，适用于水利水电工程。
技术介绍
水利水电工程的输水隧洞，在遇到特殊地形或地质条件的情况下，通常采用埋藏式的钢衬结构设计，以达到承载或防渗等目的。为实现钢衬与围岩的联合承载，钢衬外壁与围岩之间采用混凝土回填，将钢衬承担的荷载一部分传递给围岩。同时，为提高钢衬结构抗外压稳定的能力，通常在钢衬外壁设置加劲环，间距一般1.0～1.5m。为提高混凝土的回填密实程度，在加劲环上设置窜浆孔。从目前国内平均先进的施工水平以及多数工程实例来看，在回填混凝土浇筑完成60天后，经敲击检查，钢衬底部脱空现象仍较为普遍，且脱空区域面积大于0.5～1.0m2的也不在少数。从确保钢衬结构安全的角度考虑，需要进行钢衬底部的接触灌浆。目前接触灌浆设计通常有以下几种方式：(1)钢衬底板预设系统接触灌浆孔，间距一般3.0m。这种方式适用在低合金钢(标准抗拉强度小于540N/mm2)中，如16MnR、Q345等水利水电工程钢衬常用钢材。由于脱空部位、数量无法准确预测，因此预留的接触灌浆孔与脱空区域的吻合性较差，存在预留孔部位密实、而无预留孔部位却脱空的现象，因而预留接触灌浆孔的效果不佳，且由于系统开孔，造成后期封堵工程量大，增加了灌浆孔封堵渗(漏)水的概率，对工程安全不利。(2)后期钻设接触灌浆孔。鉴于上述方式(1)中预留孔的吻合性较差，不少工程选择后期钻孔灌浆，适用在低合金钢(标准抗拉强度小于540N/mm2)中。钢衬外壁回填混凝土完成60天后，通过敲击或其他手段检查出底板脱空部位，采用磁座电钻在钢衬上钻设进浆孔和排气孔，孔径不小于12mm，然后进行接触灌浆。该方式虽然能够有针对性的对脱空区域进行灌浆，但当脱空数量较多时，其开孔、封孔数量仍然较多，同样也存在钢板钻孔封堵渗漏的风险。当钢板厚度大于30mm时，通常将钻孔直径加大至20～24mm，以实现接触灌浆作业，但施工仍有一定难度，且钢板厚度越大，钻孔封堵难度也加大。此外，当钻孔直径较大时，对钢衬本身有一定削弱，而又无法设置补强板，因此对结构不利。(3)底板采用预埋接触灌浆管。这种方式的适用性不受钢材强度限制，且高强钢如600MPa级、800MPa级钢，为避免焊接应力和焊缝裂纹，通常是不允许在钢衬上开孔的，因此对于高强钢的钢衬底板，则只能事先预埋接触灌浆管。该方式沿钢衬底板每隔2.0～3.0m预埋一个灌浆盒，并将2～3个灌浆盒串联在一根灌浆管上，灌浆管引出回填混凝土浇筑仓面外。由于接触灌浆需要等混凝土浇筑完成60天后才能进行，为保证施工进度，引出的接触灌浆预埋管数量多、管段长，对施工干扰较大，也不经济，而且灌浆效果不好。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提出一种便捷、安全、可靠性高的输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构，其预埋管数量少，工程费用节省，施工工艺简单，对施工没有干扰，可提高接触灌浆的效果及质量，具有明显的工程效益。本技术所采用的技术方案是：一种输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构，所述输水隧洞采用埋藏式的钢衬结构，钢衬外壁与围岩之间以混凝土回填，所述钢衬外壁每隔一段设置一道加劲环，加劲环上设有若干窜浆孔，其特征在于：需接触灌浆的隧洞以每30～50m为一个灌浆段，每个灌浆段内，紧贴钢衬底板外壁通长敷设进浆管并均从加劲环上的窜浆孔穿过；每个灌浆段内，每5～8m设置一根排气兼回浆管，该排气兼回浆管的端部5～8m范围设为花管段，花管段均从加劲环上的窜浆孔穿过。所述钢衬底板上开有预留孔，每个预留孔对应于每根排气兼回浆管的尾端。所述进浆管为聚氯乙烯材料的FUKO管；所述排气兼回浆管采用Φ25～Φ32的无缝钢管。一种输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构进行灌浆的方法，包括步骤：1、进浆管的埋设：取30～50m为一个灌浆段，每个灌浆段内，紧贴钢衬底板外壁通长敷设进浆管，进浆管均从加劲环底部的窜浆孔中穿过；2、排气兼回浆管的埋设：每个灌浆段内，每5～8m设置一根排气兼回浆管，端部5～8m为花管段，花管段从加劲环底部的窜浆孔内穿过；所述花管段至少每隔50cm设置一个Φ8mm的钻孔，钻孔孔位均朝上且布置在一条直线上；3、预埋管的引出：对于高强钢衬，进浆管和排气兼回浆管均从最近的临空面引出。本技术另一种输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构进行灌浆的方法，包括步骤：1、对于低合金钢衬，取30～50m为一个灌浆段，每个灌浆段内，钢衬底板上每隔5～8m开设一个预留孔，并在预留孔口设置丝堵和封堵塞；2、进浆管的埋设：每个灌浆段内，紧贴钢衬底板外壁通长敷设进浆管，进浆管均从加劲环底部的窜浆孔中穿过；3、排气兼回浆管的埋设：每个灌浆段内，每5～8m设置一根排气兼回浆管，端部5～8m设为花管段，花管段从加劲环底部的窜浆孔内穿过，花管段的尾端对准预留孔；所述花管段至少每隔50cm设置一个Φ8mm的钻孔，钻孔孔位均朝上且布置在一条直线上；4、预埋管的引出：每个灌浆段内，所述排气兼回浆管从相应的预留孔(1-1)引出，而进浆管仅从最端头的预留孔引出，待灌浆完毕后，割除引出的埋管，并对预留孔进行封堵焊接。本技术的有益效果是：本技术的钢衬底部接触灌浆设计，虽然仍属于系统预埋接触灌浆管的方式，但从进浆管、排气兼回浆管型式以及预埋管引出方式方面进行了较大改善，其有益效果体现在以下几个方面：1、解决了低合金钢(标准抗拉强度小于540N/mm2)钢衬预留接触灌浆孔方式不具针对性的弊端，能够对每处脱空部位进行有效灌浆；2、改善了低合金钢(标准抗拉强度小于540N/mm2)钢衬后期钻孔灌浆方式可能导致的封孔数量过多、渗漏风险较大的安全隐患问题；3、采用特制进浆管，能够实现连续、多点出浆，且在回填混凝土浇筑时，出浆口不会被堵住；进浆管不仅能够对钢衬底板脱空部位进行有效接触灌浆，同时也能对钢衬与回填混凝土之间的细小缝隙进行充填密实；由于是多点出浆，因此接触灌浆不会受空腔不连续性的影响；4、排气兼回浆管采用分段布置，且与钢衬外壁紧贴部位设置为花管形式，因此具有分段排气的功能；埋藏式钢管外壁的加劲环虽有窜浆孔，但也很难保证脱空区域的连续性；采用了分段排气的花管形式，在接触灌浆时，能够完全排除空腔内气体，对提高灌浆密实度非常有利；5、本技术的预埋管数量少，工程费用节省，施工工艺简单，对施工没有干扰，并大大提高接触灌浆的效果及质量，具有明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构，所述输水隧洞采用埋藏式的钢衬结构，钢衬(1)外壁与围岩之间以混凝土回填，所述钢衬(1)外壁每隔一段设置一道加劲环(2)，加劲环上设有若干窜浆孔(3)，其特征在于：需接触灌浆的隧洞以每30～50m为一个灌浆段，每个灌浆段内，紧贴钢衬(1)底板外壁通长敷设进浆管(4)并均从加劲环(2)上的窜浆孔(3)穿过；每个灌浆段内，每5～8m设置一根排气兼回浆管(5)，该排气兼回浆管的端部5～8m范围设为花管段(5‑1)，花管段均从加劲环(2)上的窜浆孔(3)穿过。

【技术特征摘要】
1.一种输水隧洞钢衬底部接触灌浆布置结构，所述输水隧洞采用埋藏式的
钢衬结构，钢衬(1)外壁与围岩之间以混凝土回填，所述钢衬(1)外壁每隔
一段设置一道加劲环(2)，加劲环上设有若干窜浆孔(3)，其特征在于：需接
触灌浆的隧洞以每30～50m为一个灌浆段，每个灌浆段内，紧贴钢衬(1)底板
外壁通长敷设进浆管(4)并均从加劲环(2)上的窜浆孔(3)穿过；每个灌浆
段内，每5～8m设置一根排气兼回浆管(5)，该排气兼回浆管的端部5～8m范围
设为花管段(5-1)，花管段均从加劲环(2)上的窜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东锋，姚敏杰，陈丽芬，蒋磊，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33