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　　(3)箍管。當(dāng)hd>1000m2時(shí)，鋼板厚度通常會(huì)逾越40mm，其加工比照困難，因而在這種情況下常選用箍管。箍管是在焊接納或無(wú)縫鋼管外套以無(wú)縫的鋼環(huán)(鋼箍，稱為加勁環(huán))，然后使管壁和鋼箍一同接受內(nèi)水壓力，以減小管壁鋼板的厚度。

　　鋼管所運(yùn)用的鋼材應(yīng)根據(jù)鋼管結(jié)構(gòu)型式、鋼管計(jì)劃、運(yùn)用溫度、鋼材功用、制作設(shè)備技術(shù)需要以及經(jīng)濟(jì)合理等要素  參照計(jì)劃規(guī)范選定。

　　(二)鋼筋混凝土管

　　鋼筋混凝土管具有造價(jià)低、剛度較大、經(jīng)久耐用等利益，通常用于內(nèi)壓不高的中小型水電站。除了通常的鋼筋混凝土管外，還有預(yù)應(yīng)力和自應(yīng)力鋼筋混凝土管、鋼絲網(wǎng)水泥管和預(yù)應(yīng)力鋼絲網(wǎng)水泥管等。通常鋼筋混凝土管適用于hd<50m2的情況，預(yù)應(yīng)力和自應(yīng)力鋼筋混凝土管的hd可抵達(dá)200m2，而預(yù)應(yīng)力鋼絲網(wǎng)水泥管的抗裂功用好，hd可逾越300m2。

　　為了保證上覆巖層的安  穩(wěn)，應(yīng)留有滿意的巖石厚度。

　　洞井的安  頓方法有豎井、斜井平和洞三種，應(yīng)根據(jù)工程安  頓、施工條件、施工機(jī)械和施工方法選用。

　　(三)結(jié)構(gòu)與施工需要

　　地下埋管是鋼襯、回填混凝土、巖體一同受力的組合結(jié)構(gòu)。其施工程序包括洞井開(kāi)挖、鋼襯設(shè)備、混凝土回填和灌漿四個(gè)工序。

　　(1)洞井開(kāi)挖

　　洞井開(kāi)挖要盡量選用光面、預(yù)裂爆破或掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖，以堅(jiān)持圓形孔口，使洞壁盡量平整，并減少爆破松動(dòng)影響。其他，要合理選擇施工支洞的高程和方位，以便利出碴、運(yùn)送鋼襯和混凝土澆筑，并考慮作為耐久排水洞和觀測(cè)洞。鋼管管壁與圍巖之間的凈空間標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)施工方法和結(jié)構(gòu)安  頓(開(kāi)挖、回填、焊接等施工方法以及有無(wú)錨固加勁環(huán)等)判定。需要在管壁外側(cè)進(jìn)行焊接者，兩邊和頂部起碼留0.5m，底部起碼留0.6m。加勁環(huán)距巖壁起碼0.3m。應(yīng)盡量減少現(xiàn)場(chǎng)管外焊接，減小加勁環(huán)高度，以減少巖石開(kāi)挖和混凝土回填方量。

　　(2)鋼襯設(shè)備

　　鋼襯通常在工廠制成一定長(zhǎng)度的管節(jié)，運(yùn)送到洞內(nèi)，用預(yù)埋錨件固定，校正圓度、壓縫整平后進(jìn)行焊接。

　　(3)混凝土回填

　　鋼襯與圍巖之間回填的混凝土僅起傳遞徑向內(nèi)壓力而不必承受環(huán)向拉力，標(biāo)號(hào)不必太高，但也不宜低于c15。更主要的是要選用適合的原材料和級(jí)配、合理的運(yùn)送、澆筑和振搗技術(shù)，以保證回填混凝士密實(shí)、均勻、圍巖和鋼襯嚴(yán)密貼合。平管的底部，止水環(huán)和加勁環(huán)附近加強(qiáng)振搗，制止出現(xiàn)疏松區(qū)和空泛區(qū)�；炷�土回填的缺陷對(duì)鋼襯外壓安  穩(wěn)非常不利。選用預(yù)埋骨料壓漿混凝土和微脹大水泥等，常會(huì)獲得較好的作用。

　　(4)灌漿

　　灌漿分為回填灌漿，接縫灌漿和固結(jié)灌漿。我國(guó)鋼管計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)規(guī)矩：平洞、斜井應(yīng)作頂拱回填灌漿，灌漿壓力不應(yīng)小于0.2mpa，但也不得大于鋼管抗外壓臨界壓力。鋼管與混凝土襯圈之間假設(shè)存在逾越計(jì)劃容許的縫隙，應(yīng)進(jìn)行接縫灌漿。接觸灌漿宜在氣溫最低的時(shí)節(jié)施工，以減少縫隙值，其灌漿壓力不宜大于0.2mpa，并保證鋼管在灌漿過(guò)程中的變形不逾越計(jì)劃容許值。基巖固結(jié)灌漿可視圍巖情況、內(nèi)水壓力、計(jì)劃假定、開(kāi)挖爆破方法等情況判定，其灌漿壓力不宜小于0.5mpa。

　　灌漿過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)督，防止鋼管失穩(wěn)等事端，必要時(shí)可采用暫時(shí)支護(hù)方法。灌漿后，悉數(shù)灌漿孔有必要嚴(yán)密封閉，以防工作時(shí)內(nèi)水外滲，形成事端。

　　二、地下埋管承受內(nèi)壓時(shí)的強(qiáng)度核算

　　從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，地下埋管相當(dāng)于一個(gè)圓筒型多層組合結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)核算根據(jù)以下假定：

　　(1)結(jié)構(gòu)中的各層材料(鋼材、混凝土、巖石等)均處于彈性情況，且為各向同性體；

　　(2)鋼襯設(shè)備后回填混凝土之前，圍巖現(xiàn)已充分變形，故混凝土層和鋼襯中不存在初始應(yīng)力；

　　(3)在鋼襯與混凝土、混凝土和圍巖之間存在細(xì)微的初始縫隙。

　　地下埋管的結(jié)構(gòu)剖析方法，根據(jù)縫隙條件和掩蓋圍巖厚度，分為鋼管與圍巖一同承受荷載和由鋼管單獨(dú)承受荷載兩類情況。單獨(dú)承擔(dān)和載情況的核算與明鋼管相同。一同承擔(dān)荷載時(shí)，地下埋管在內(nèi)壓作用下發(fā)作變形，變形前后的情況和荷載傳遞情況見(jiàn)圖8-39所示。圖的上下兩有些分別為地下埋管受內(nèi)水壓力前后的有些橫斷面圖。埋

　　圖8-39地下埋管的變形

　　管承受內(nèi)壓后，鋼襯發(fā)作徑向位移，待縫隙不見(jiàn)后，繼續(xù)向混凝土襯圈傳遞內(nèi)壓，使混凝土內(nèi)發(fā)作環(huán)向拉應(yīng)力，從而在襯圈內(nèi)發(fā)作徑向裂縫。內(nèi)壓經(jīng)過(guò)混凝土楔塊繼續(xù)向圍巖傳遞，圍巖發(fā)作向外的徑向位移并形成圍巖抗力，使埋管在內(nèi)壓下得到平衡。假設(shè)縫隙是均勻的，巖石又是各向同性的，那末地下埋管是對(duì)稱的組合圓筒結(jié)構(gòu)，在均勻內(nèi)壓下的位移和應(yīng)力可按平面應(yīng)變下的相容條件得出解析答復(fù)。地下埋管承受內(nèi)壓時(shí)的核算包括兩方面，其一是在已知鋼管厚度情況下，求鋼襯應(yīng)力σθ，其二是在已知鋼襯容許應(yīng)力的情況下求解鋼襯厚度。

　　在內(nèi)水壓力p作用下，設(shè)現(xiàn)已開(kāi)裂的混凝士襯圈與圍巖之間的徑向接觸應(yīng)力為q，則根據(jù)襯圈楔塊的力的平衡條件，鋼襯與襯圈之間的接觸應(yīng)力：

　　上二式中：e——鋼襯的彈性模量；

　　μ——鋼襯的泊松比。

　　混凝士襯圈的楔塊僅在徑向遭到pc及q的作用，在混凝土澆筑質(zhì)量得到保證的情況下，其徑向壓縮位移量很小，可以忽略不記。圍巖在內(nèi)壓q作用下的徑向位移

　　(8-43)

　　式中，k稱為圍巖的抗力系數(shù)，其界說(shuō)是圍巖中給定半徑的圓形孔口受均勻內(nèi)壓作用下，孔周發(fā)作1cm徑向位移值時(shí)所需的均勻內(nèi)壓值，單位為mpa/cm。工程上常運(yùn)用單位抗力系數(shù)k0，即半徑為100cm的孔口受均勻內(nèi)壓時(shí)，孔周發(fā)作1cm徑向位移值時(shí)均勻內(nèi)壓值，假設(shè)圍巖是線彈性體，則存在下列聯(lián)絡(luò)

　　三、影響鋼襯應(yīng)力的要素 

　　對(duì)鋼襯應(yīng)力影響比照大的是巖體特性和初始縫隙。

　　1．圍巖單位抗力系數(shù)k0的影響

　　首要看一下單位抗力系數(shù)k0的影響程度。設(shè)有一地下埋管，其r1=200cm，δ＝1.2cm、p＝2mpa，δ＝0時(shí)，k0分別等于0(圍巖無(wú)抗力)及40mpa/cm，則鋼襯應(yīng)力由333mpa降為85.5mpa�？梢�(jiàn)k0值是很主要的。

　　但是工程設(shè)計(jì)中很難準(zhǔn)確地選擇k0值。由于巖體中常存在比照脆弱的節(jié)理和裂隙，所以巖體自身并不是線彈性各向同性體，在試驗(yàn)室中也無(wú)法準(zhǔn)確地判定巖體的參數(shù)，所以巖體的參數(shù)只要靠大規(guī)�，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或工程閱歷判定。但一方面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)本錢(qián)高，其他隧洞線路較長(zhǎng)，各有些的參數(shù)不盡相同，且試驗(yàn)探洞的部位以及荷載大小等都對(duì)效果有影響，所以選用核算參數(shù)時(shí)要非常穩(wěn)重。

　　在判定了巖體的彈性模量er和泊松比μr后，可以由下式核算單位抗力系數(shù)k0

　　(8-50)