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　　為了節(jié)約投資和加速施工進度，撤銷鋼襯是近代埋藏式壓力管道計劃的一個發(fā)展方向。充分利用圍巖承擔內(nèi)水壓力是其計劃的指導思想。

　　地下管道的襯砌辦法除鋼板襯砌外，尚有混凝土及鋼筋混凝土襯砌、預應力混凝土襯砌和具有防滲薄膜的混凝土襯砌等。

　　1．混凝土及鋼筋混凝土襯砌

　　混凝土襯砌和鋼筋混凝土襯砌在低水頭壓力管道中運用較多，但若用于高水頭情況，在內(nèi)水壓力作用下，混凝土襯砌難免開裂，所以運用較少。在高水頭情況下，防滲和承擔內(nèi)水壓力首要靠圍巖。因而，其作業(yè)機理與不襯砌隧洞相似。襯砌首要只能起到平坦洞壁的作用。為了防滲和承擔內(nèi)水壓力，圍巖有必要較新鮮無缺，一同，其初始的最小主壓應力應不小于該點的內(nèi)水壓強，并有1.2～1.4的安  全系數(shù)，以防在充水后圍巖被水力劈裂。洞室開挖后的二次應力與充水后的三次應力不但與洞室的標準和形狀有關，并且決定于初始地應力場。因而，判定初始地應力場是地下工程計劃的重要內(nèi)容。但對小型工程和在計劃的開端期間，由于地質(zhì)材料缺乏，初始地應力場難以判定，在這種情況下，也可根據(jù)巖石的掩蓋厚度開端判定管道的方位和線路。根據(jù)挪威的閱歷，管頂以上巖體的最小掩蓋厚度應滿足

　　(8-57)

　　式中l(wèi)r——核算點至巖面的最小間隔，見圖8－41；

　　γw、h——水的容重和核算點的靜水壓；

　　γr、α——巖體容重和山坡傾角；

　　k——安  全系數(shù)，可取1.2～1.4。

　　圍巖的掩蓋厚度除滿足上述需要外，還應該是新鮮無缺的，以滿足防滲需要。

　　圖8-41圍巖掩蓋厚度

　　2．預應力混凝土襯砌

　　預應力混凝土襯砌是在管道充水之前在襯砌中施加預壓應力，使管道充水后襯砌中不呈現(xiàn)拉應力，或在部分只要很小的拉應力�；炷�土襯砌中預壓應力的施加辦法首要有以下三種：

　　(1)高壓灌漿。在混凝土襯砌與圍巖之間進行高壓灌漿，給襯砌施加預壓應力。這種辦法簡略牢靠，運用較廣，但需要圍巖新鮮無缺，并有滿足的厚度。

　　(2)鋼纜施壓。在混凝土襯砌外圍預設鋼纜，待混凝土強度滿足后，張拉鋼纜給襯砌施加預壓應力。這種做法安  全牢靠，對圍巖的需要不高，但施工雜亂，造價較高。

　　(3)用脹大混凝土襯砌。在混凝土的凝聚過程中，因自身脹大構(gòu)成壓應力。若圍巖不可無缺或掩蓋厚度不可，可在襯砌靠圍巖一側(cè)安  頓鋼筋，使其在襯砌混凝土的脹大過程中承受拉應力，以確�；炷�土可以構(gòu)成滿足的壓應力并減小混凝土脹大在圍巖中致使的應力。

　　第十節(jié)混凝土壩體壓力管道

　　一、混凝土壩體壓力管道的特征、類型和安  頓

　　混凝土壩體壓力管道是依附于混凝土壩身，即埋設在壩體內(nèi)或固定在壩面上，并與壩體成為一體的壓力輸水管道。其特征是結(jié)構(gòu)緊湊簡略，引水長度最短，水頭丟掉小，機組調(diào)度確保條件好，造價低，作業(yè)處理會集便當，但是管道設備會煩擾壩體施工，壩內(nèi)埋管空腔削弱壩體，使壩體應力惡化。

　　混凝土重力壩和壩內(nèi)鋼管及壩后廠房是運用非常廣泛的傳統(tǒng)型式，這些年混凝土壩下賤面壓力管道也逐漸得到運用，混凝土壩壩式水電站選用壩體管道的愈加廣泛。多見的混凝土壩體壓力管道分為兩種：壩內(nèi)埋管、壩體下賤面鋼管(壩后背管)。

　　二、壩內(nèi)埋管

　　壩內(nèi)埋管的特征是管道穿過混凝土壩體，悉數(shù)埋在壩體內(nèi)。

　　(一)壩內(nèi)埋管的安  頓

　　壩內(nèi)埋管在壩體內(nèi)的安  頓原則是：盡量縮短管道的長度；減少管道空腔對壩體應力的晦氣影響，特別要減少因管道致使的壩體內(nèi)拉應力區(qū)的規(guī)劃和拉應力值；還應減少管道對壩體施工的煩擾并有利于管道自身的設備和施工。

　　在立面上，壩內(nèi)埋管有三種典型的安  頓辦法：

　　(1)傾斜式安  頓：管軸線與下賤壩面近于平行并盡量靠近下賤壩面，如圖8-42所示。其利益是進水口方位較高，承受水壓小，有利于進水口的各種設備安  頓；管道縱軸與壩體內(nèi)較大的主壓應力方向平行，可以減輕管道周圍壩體的應力惡化；與壩體施工煩擾較少。缺陷是管道較長，彎段多。此外，管道與下賤壩面間的混凝土厚度較小。

　　(2)平式平和斜式安  頓：管道安  頓在壩體下部，如圖8-43所示。優(yōu)缺陷與傾斜式安  頓相反。對于拱壩，壩體厚度不大，而管徑卻較大時，

　　常選用這種安  頓辦法。

　　圖8-42傾斜式安  頓

　　圖8-43平斜式安  頓

　　(3)豎直式安  頓：管道的大多數(shù)豎直安  頓，如圖8-44。這種安  頓通常適用于壩內(nèi)廠房，或許為了避免鋼管設備對壩體施工的煩擾，在壩體內(nèi)預留豎井，后期在井內(nèi)設備鋼管。缺陷是管道曲率大，水頭丟失大，管道空腔對壩體應力晦氣。

　　在平面上，壩內(nèi)埋管最好安  頓在壩段基地，管徑不宜大于壩段寬度的三分之一。這么，管外兩頭混凝土較厚，且受力對稱。通常在這種情況下，廠壩之間有縱縫，廠房機組段間橫縫與壩段間的橫縫互相錯開，如圖8-45(b)。壩與廠房之間不設縱縫而廠壩連成整體時，由于二者橫縫也有必要在一條直線上，管道在平面上不得不轉(zhuǎn)向一側(cè)安  頓，這時鋼管兩頭外包混凝土厚度不一樣，如圖8-45(a)。

　　壩內(nèi)埋管(以及其它型式的壩體管道)選用壩式進水口，其安  頓和設備有必要滿足進水口的一切需要。進水口的攔污柵通常安  頓在壩體懸臂上以添加過水面積，維修閘門及作業(yè)閘門槽通常安  頓在壩體內(nèi)，緊接門槽后是由矩形變?yōu)閳A形的驟變段，然后接管道的上水平段或上彎段；有時驟變段可與上彎段吞并，驟變段直接聯(lián)接斜直段。

　　進水口位于壩體內(nèi)，過水斷面較大，宜做成窄高型，突變段要盡量短，以便較快過渡到圓形斷面，這么有利于閘門結(jié)構(gòu)及壩體應力。

　　應留心保證通氣孔的必要面積和出口高程及合理方位，避免進氣時發(fā)生無量吸入氣流，影響通氣孔出口附近設備及工作人員安  全。應使進口處所設充水閥和旁通管面積不過大，避免充水時從通氣孔向外溢水和噴水，影響廠壩之間電氣設備的正常工作。

　　(三)壩內(nèi)埋管鋼襯的抗外壓穩(wěn)定性

　　壩內(nèi)埋管鋼襯抗外壓失穩(wěn)剖析的原理和方法與地下埋管鋼襯相同。壩內(nèi)埋管鋼襯的外壓荷載首要有外水壓力、施工時的流態(tài)混凝土壓力和灌漿壓力。施工期暫時荷載，不宜作為計劃控制條件，應靠加設暫時支撐，控制混凝土澆筑高度等工程方法來處理。鋼襯所受外水壓力來源于從鋼襯始端沿鋼襯外壁向下的滲流。滲流水壓力可假定沿管軸線直線改動。

　　為安  全計，鋼襯最小外壓力不小于0.2mpa。鋼襯上游段承受的內(nèi)壓值小，管壁薄，但鋼襯外滲流水壓大，是抗外壓失穩(wěn)的要點。應該在鋼襯首端采納阻水環(huán)等防滲方法，并在阻水環(huán)后設排水方法，這么可以比照有效地降低鋼襯外滲壓。接縫灌漿可減小縫隙，也有利鋼襯抗外壓失穩(wěn)。壩內(nèi)埋管鋼襯在放空時外壓失穩(wěn)的事端比照稀有。

　　三、壩后背管

　　為了處理鋼管設備與壩體混凝土澆筑的對立，一些大型壩后式水電站將鋼管安  頓在混凝土壩的下賤壩面上，構(gòu)成下賤面管道，或稱為壩后背管。下賤面管道除進水口后一小段管道穿過壩體外，首要有些沿壩下賤面鋪設，如圖8-48。

　　與壩內(nèi)埋管比較，下賤面管道有如下利益：便于安  頓；減少管道空腔對壩體的削弱，有利于壩體安  全；壩體施工不受管道施工與設備的煩擾，可以進步壩體施工的質(zhì)量，并加速發(fā)展和提早發(fā)電；管道可以隨機組的投產(chǎn)先后分期施工，有利于合理安  排施工發(fā)展，且減少出資積壓，機組臺數(shù)較多時，效益更為明顯。