吉沙水电站高压钢岔管外包混凝土的受力研究.docx

第38卷第3期

2012年3月

水力发电

吉沙水电站设计

吉沙水电站高压钢岔管外包混凝土的受力研究

张红梅，王志国

(中国水电顾问集团北京斟测设计研究院，北京100024)

摘要：吉沙水电站引水系统采用对称“Y”形内加强月牙肋型钢岔管，分岔角为70°。设计内水压力约652.2m水头，按明管设计，岔管布置在洞外，采用明挖回填，外设钢筋混凝土镇墩。由于施工原因，造成岔管主体一部分位于山体内，一部分位于洞外，使岔管外围约束不连续。为此，对岔管、外包混凝土及围岩整体进行了三维有限元计算分析，对不同边界条件下的受力状态进行了比较系统的计算研究和总结，以供岔管实际运行期分析参考。

关键词：高压钢岔管；钢筋混凝土镇墩；沉降；缝隙；吉沙水电站

StudyontheStressofHigh-pressureSteelBifurcationConcreteEncasementinJishaHydropowerStationZhangHongmei,WangZhiguo

(HydroChinaBeijingEngineeringCorporation,Beijing100024,China)

Abstract:ThesymmetricalY-typesteelbifurcationwithcrescentribisusedinthediversionsystemofJishaHydropowerStation.Thebranchangleis70°,andthebifurcationisdesignedontheconditionofexposedarrangementandwithinternalwaterheadofabout652.2m.Themainbodyofbifurcationisarrangedindiversiontunnel,andtwobranchesarearrangedoutsidethediversiontunnelandsupportedwithreinforcedconcreteanchorageblock.Becausetheactualconstructiondoesnotmeetthedesignscheme,thecompletedbifurcationisaffectedbydiscontinuousextemalconstraints.Thestressesofbifurcation,concreteencasementandtunnelsuroundingrockunderdifferentboundaryconditionsareanalyzedbythree-dimensionalfiniteelementmethod.Theresultsprovideareferencetotheactualoperation.

KeyWords:high-pressuresteelbifurcation;reinforcedconcreteanchorageblock;settlement;gap;JishaHydropowerStation中图分类号：TV732.41;TV332(274)文献标识码：A文章编号：0559-9342(2012)03-0065-04

1问题的提出

吉沙水电站引水系统总长约15.58km,采用一管二机供水方式，在距厂房中心线35m处布置岔管，岔管采用对称“Y”形内加强月牙肋型钢岔管，分岔角为70°。岔管中心高程2588.5m,设计内水压力约652.2m水头，主管内径2.3m,支管内径为1.4m,按明管设计，管壳最大厚度为46mm,岔管布置在洞外，采用明挖回填，外设钢筋混凝土镇墩，碎石回填至2599.15m高程。

为加快施工进度，高压管道下平段采取了提前进洞的措施，洞口岔管位置欠挖较大，进洞位置比设计开挖线少挖6m多。施工过程中，由于种种原因一直没能实施扩挖，影响了岔管外包钢筋混凝土镇墩的施工，使镇墩体形达不到设计要求。后期厂

房主体工程已施工完成，发电工期迫在眉睫，洞口为下平段钢管安装的唯一通道，洞口边坡高度较大，扩挖不仅施工场地小，影响厂房后边坡的稳定。如不扩挖，使下平