一种钢筋混凝土-钢衬组合结构压力管及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种钢筋混凝土

【技术实现步骤摘要】
一种钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管及其施工方法


[0001]本专利技术属于压力管结构领域，涉及一种钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管及其施工方法。

技术介绍

[0002]目前抽水蓄能电站投资较大，单位千瓦造价约6000元左右，其中枢纽工程约占60％。压力钢管和钢筋混凝土衬砌是抽水蓄能电站输水系统常用的两种结构，在高水头段常采用压力钢管，在低水头段可采用钢筋混凝土衬砌即可满足要求。压力钢管的结构形式主要是钢衬加外侧回填混凝土，为保证钢衬在外水压力下的稳定性要求需在钢衬外侧加环向加劲肋，环向加劲肋约占高压钢管总量的15％。采用单钢衬结构所需钢衬厚度远大于16mm，钢衬环向接缝需采用双面坡口焊，而外侧焊缝由于现场施工空间狭小，不仅施工慢且施工质量难以保证。压力钢管钢衬的单位造价高达1.5
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3万元/吨，是钢筋单位造价的2
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4倍。在中间水头段，采用钢筋混凝土衬砌不能满足设计要求，采用压力钢管时所需钢衬厚度大于16mm，需要双面坡口焊，这样不仅施工慢且造价高，因此有必要对中间水头段输水管结构形式进行改进。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管，该结构形式节省了外侧环向加劲肋，环向接缝从内侧施焊，考虑了环向钢筋贡献减小了钢衬厚度等，设计思路明确，易于实施。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管，包括围岩开挖边界线、回填混凝土、钢衬、环向受力钢筋和钢筋固定件；回填混凝土位于围岩开挖边界线与钢衬之间，钢筋固定件设置在钢衬外侧，环向受力钢筋位于回填混凝土内，钢筋固定件与钢衬焊接，环向受力钢筋与钢筋固定件相连；钢衬环向接缝采用内侧单面坡口焊，钢衬的厚度不超过16mm。
[0005]回填混凝土采用微膨胀混凝土、纤维混凝土或微膨胀纤维混凝土。
[0006]钢衬上设置固结兼回填灌浆孔。
[0007]回填混凝土内设置固结兼回填灌浆孔。
[0008]钢筋固定件采用栓钉或钢筋头，兼做钢衬与回填混凝土的锚固件。
[0009]环向受力钢筋与钢筋固定件采用绑扎连接。
[0010]环向受力钢筋采用单层钢筋或双层钢筋。
[0011]本专利技术所述钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管的施工方法，包括以下步骤：
[0012]1)输水管洞室开挖完成后在岩壁预留注浆管；
[0013]2)安装环向受力钢筋；
[0014]3)安装钢衬，钢衬环向接缝采用内侧单面坡口焊；
[0015]4)施工回填混凝土；
[0016]5)施工固结灌浆及回填灌浆，灌浆完毕后封堵钢衬上固结及回填灌浆孔；
[0017]施工步骤4)与施工步骤3)交叉进行。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0019]钢筋混凝土
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钢衬组合结构解决了钢衬在外水压力下的稳定性问题，节省了原结构环向加劲肋，考虑了环向钢筋对提高强度的贡献，可以有效减小钢衬厚度，使得钢衬厚度能控制在16mm以内，降低压力管单位造价，环向焊缝可采用内侧单面坡口焊，解决了外侧施焊空间狭小施工困难的问题，新的结构形式不存在钢衬外侧施工的情况，回填混凝土厚度可仅考虑洞室开挖误差；钢衬厚度减小质量减轻，可增加单节钢衬长度，钢筋固定件可兼做锚固构件能有效粘结钢衬与回填混凝土，保证了径向轴力的顺利传递，本专利技术所述结构不仅节省了工程量，降低施工难度，节约了施工周期，同时现场易于实施，能从整体降低工程成本。
附图说明
[0020]图1为本专利技术横剖面结构示意图；
[0021]图2为本专利技术钢衬三维视图；
[0022]图3为本专利技术钢衬环向单面坡口焊示意图；
[0023]附图中：1
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围岩开挖边界线；2
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回填混凝土；3
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钢衬；4
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环向受力钢筋；5
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钢筋固定件。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。
[0025]参见图1和图2，本专利技术的钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管，包括围岩开挖边界线1、回填混凝土2、钢衬3、环向受力钢筋4、钢筋固定件5；回填混凝土2位于围岩开挖边界线1与钢衬3之间，钢筋固定件5位于钢衬3外侧，钢筋固定件5与钢衬3焊接，环向受力钢筋4位于回填混凝土2内与钢筋固定件5相连，钢衬3环向接缝采用内侧单面坡口焊，如图3所示。
[0026]环向受力钢筋4的换向接头分散设置，极大的降低环向薄弱点集中，使得钢衬3和钢筋在同一个地方破裂的概率大大降低，避免钢衬焊缝缺陷引起爆破等严重的问题。
[0027]回填混凝土1采用微膨胀混凝土、纤维混凝土或微膨胀纤维混凝土，钢衬3上设置固结兼回填灌浆孔，回填混凝土2内设置灌浆孔，钢筋固定件5采用栓钉或钢筋头等，钢筋固定件5兼做钢衬3与回填混凝土2的锚固件，环向受力钢筋4与钢筋固定件5采用绑扎连接，环向受力钢筋4采用单层钢筋或双层钢筋。
[0028]钢衬3采用普通钢或高强钢，环向受力钢筋4采用HRB400钢。
[0029]本专利技术钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管包括以下步骤：
[0030]1)输水管洞室开挖完成后在岩壁预留注浆管；
[0031]2)安装环向受力钢筋4；
[0032]3)安装钢衬3，钢衬3环向接缝采用内侧单面坡口焊；
[0033]4)施工回填混凝土2；
[0034]5)施工固结灌浆及回填灌浆，灌浆完毕后封堵钢衬3上固结及回填灌浆孔；
[0035]6)施工步骤4)与施工步骤3)可交叉进行。
[0036]本专利技术的特点在于以下几个方面：
[0037]钢筋混凝土
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钢衬组合结构解决了钢衬在外水压力下的稳定性问题，节省了原结构环向加劲肋。考虑了环向钢筋4贡献，将钢衬3厚度控制在16mm以内，因此环向焊缝可采用内侧单面坡口焊，解决了外侧施焊空间狭小施工困难的问题。新的结构形式不存在钢衬3外侧施工的情况，回填混凝土厚度2可仅考虑洞室开挖误差及钢筋混凝土受力所需厚度。钢衬3厚度减小质量减轻，可增加单节钢衬长度，减少了环向接缝数量。设置环向受力钢筋4可以有效减小钢衬厚度，降低压力管单位造价。钢筋固定件5可兼做锚固构件能有效粘结钢衬3与回填混凝土2，保证了径向轴力的顺利传递。本专利技术所述结构不仅节省了工程量，节约了施工周期，同时现场易于实施，能从整体上降低工程成本。
[0038]以上实施例仅用于说明本专利技术的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员依然可以对本专利技术的具体实施方案进行修改或者等同替换，而这些并未脱离本专利技术精神和原则的任何修改或者等同替换，其均涵盖在本专利技术的权利要求保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管，其特征在于，包括围岩开挖边界线(1)、回填混凝土(2)、钢衬(3)、环向受力钢筋(4)和钢筋固定件(5)；回填混凝土(2)位于围岩开挖边界线(1)与钢衬(3)之间，钢筋固定件(5)设置在钢衬(3)外侧，环向受力钢筋(4)位于回填混凝土(2)内，钢筋固定件(5)与钢衬(3)焊接，环向受力钢筋(4)与钢筋固定件(5)相连；钢衬(3)环向接缝采用内侧单面坡口焊，钢衬(3)的厚度不超过16mm。2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管，其特征在于，回填混凝土(1)采用微膨胀混凝土、纤维混凝土或微膨胀纤维混凝土。3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管，其特征在于，钢衬(3)上设置固结兼回填灌浆孔。4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土
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钢衬组合结构压力管，其特征在于，回填混凝土(2)内设置固结兼回填灌浆孔。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：易自砚，李红星，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：