輸水隧洞鋼襯底部接觸灌漿布置結構及其進行灌漿的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輸水隧洞鋼襯底部接觸灌漿布置結構及其進行灌漿的方法，適用于水利水電工程。
【背景技術】
[0002]水利水電工程的輸水隧洞，在遇到特殊地形或地質條件的情況下，通常采用埋藏式的鋼襯結構設計，以達到承載或防滲等目的。為實現鋼襯與圍巖的聯合承載，鋼襯外壁與圍巖之間采用混凝土回填，將鋼襯承擔的荷載一部分傳遞給圍巖。同時，為提高鋼襯結構抗外壓穩定的能力，通常在鋼襯外壁設置加勁環，間距一般1.0?1.5m。為提高混凝土的回填密實程度，在加勁環上設置竄漿孔。
[0003]從目前國內平均先進的施工水平以及多數工程實例來看，在回填混凝土澆筑完成60天后，經敲擊檢查，鋼襯底部脫空現象仍較為普遍，且脫空區域面積大于0.5?1.0m2的也不在少數。從確保鋼襯結構安全的角度考慮，需要進行鋼襯底部的接觸灌漿。目前接觸灌漿設計通常有以下幾種方式:
[0004](I)鋼襯底板預設系統接觸灌漿孔，間距一般3.0m。這種方式適用在低合金鋼(標準抗拉強度小于540N/mm2)中，如16MnR、Q345等水利水電工程鋼襯常用鋼材。由于脫空部位、數量無法準確預測，因此預留的接觸灌漿孔與脫空區域的吻合性較差，存在預留孔部位密實、而無預留孔部位卻脫空的現象，因而預留接觸灌漿孔的效果不佳，且由于系統開孔，造成后期封堵工程量大，增加了灌漿孔封堵滲(漏)水的概率，對工程安全不利。
[0005](2)后期鉆設接觸灌漿孔。鑒于上述方式(I)中預留孔的吻合性較差，不少工程選擇后期鉆孔灌漿，適用在低合金鋼(標準抗拉強度小于540N/mm2)中。鋼襯外壁回填混凝土完成60天后，通過敲擊或其他手段檢查出底板脫空部位，采用磁座電鉆在鋼襯上鉆設進漿孔和排氣孔，孔徑不小于12mm，然后進行接觸灌漿。該方式雖然能夠有針對性的對脫空區域進行灌漿，但當脫空數量較多時，其開孔、封孔數量仍然較多，同樣也存在鋼板鉆孔封堵滲漏的風險。當鋼板厚度大于30mm時，通常將鉆孔直徑加大至20?24mm，以實現接觸灌漿作業，但施工仍有一定難度，且鋼板厚度越大，鉆孔封堵難度也加大。此外，當鉆孔直徑較大時，對鋼襯本身有一定削弱，而又無法設置補強板，因此對結構不利。
[0006](3)底板采用預埋接觸灌漿管。這種方式的適用性不受鋼材強度限制，且高強鋼如600MPa級、SOOMPa級鋼，為避免焊接應力和焊縫裂紋，通常是不允許在鋼襯上開孔的，因此對于高強鋼的鋼襯底板，則只能事先預埋接觸灌漿管。該方式沿鋼襯底板每隔2.0?3.0m預埋一個灌漿盒，并將2?3個灌漿盒串聯在一根灌漿管上，灌漿管引出回填混凝土澆筑倉面外。由于接觸灌漿需要等混凝土澆筑完成60天后才能進行，為保證施工進度，引出的接觸灌漿預埋管數量多、管段長，對施工干擾較大，也不經濟，而且灌漿效果不好。

【發明內容】

[0007]本發明要解決的技術問題是:針對上述存在的問題，提出一種便捷、安全、可靠性高的輸水隧洞鋼襯底部接觸灌漿布置結構及其進行灌漿的方法，其預埋管數量少，工程費用節省，施工工藝簡單，對施工沒有干擾，可提高接觸灌漿的效果及質量，具有明顯的工程效益。
[0008]本發明所采用的技術方案是:一種輸水隧洞鋼襯底部接觸灌漿布置結構，所述輸水隧洞采用埋藏式的鋼襯結構，鋼襯外壁與圍巖之間以混凝土回填，所述鋼襯外壁每隔一段設置一道加勁環，加勁環上設有若干竄漿孔，其特征在于:需接觸灌漿的隧洞以每30?50m為一個灌漿段，每個灌漿段內，緊貼鋼襯底板外壁通長敷設進漿管并均從加勁環上的竄漿孔穿過;每個灌漿段內，每5?Sm設置一根排氣兼回漿管，該排氣兼回漿管的端部5?Sm范圍設為花管段，花管段均從加勁環上的竄漿孔穿過。
[0009]所述鋼襯底板上開有預留孔，每個預留孔對應于每根排氣兼回漿管的尾端。
[0010]所述進漿管為聚氯乙烯材料的FUKO管;所述排氣兼回漿管采用Φ25?Φ32的無縫鋼管。
[0011]—種輸水隧洞鋼襯底部接觸灌漿布置結構進行灌漿的方法，包括步驟:
[0012]1、進漿管的埋設:取30?50m為一個灌漿段，每個灌漿段內，緊貼鋼襯底板外壁通長敷設進漿管，進漿管均從加勁環底部的竄漿孔中穿過；
[0013]2、排氣兼回漿管的埋設:每個灌漿段內，每5?8m設置一根排氣兼回漿管，端部5?Sm為花管段，花管段從加勁環底部的竄漿孔內穿過;所述花管段至少每隔50cm設置一個Φ8mm的鉆孔，鉆孔孔位均朝上且布置在一條直線上；
[0014]3、預埋管的引出:對于高強鋼襯，進漿管和排氣兼回漿管均從最近的臨空面引出。
[0015]本發明另一種輸水隧洞鋼襯底部接觸灌漿布置結構進行灌漿的方法，包括步驟:
[0016]1、對于低合金鋼襯，取30?50m為一個灌漿段，每個灌漿段內，鋼襯底板上每隔5?Sm開設一個預留孔，并在預留孔口設置絲堵和封堵塞；
[0017]2、進漿管的埋設:每個灌漿段內，緊貼鋼襯底板外壁通長敷設進漿管，進漿管均從加勁環底部的竄漿孔中穿過；
[0018]3、排氣兼回漿管的埋設:每個灌漿段內，每5?8m設置一根排氣兼回漿管，端部5?Sm設為花管段，花管段從加勁環底部的竄漿孔內穿過，花管段的尾端對準預留孔;所述花管段至少每隔50cm設置一個Φ 8mm的鉆孔，鉆孔孔位均朝上且布置在一條直線上；
[0019]4、預埋管的引出:每個灌漿段內，所述排氣兼回漿管從相應的預留孔(1-1)引出，而進漿管僅從最端頭的預留孔引出，待灌漿完畢后，割除引出的埋管，并對預留孔進行封堵焊接。
[0020]本發明的有益效果是:本發明的鋼襯底部接觸灌漿設計，雖然仍屬于系統預埋接觸灌漿管的方式，但從進漿管、排氣兼回漿管型式以及預埋管引出方式方面進行了較大改善，其有益效果體現在以下幾個方面:1、解決了低合金鋼(標準抗拉強度小于540N/mm2)鋼襯預留接觸灌漿孔方式不具針對性的弊端，能夠對每處脫空部位進行有效灌漿;2、改善了低合金鋼(標準抗拉強度小于540N/mm2)鋼襯后期鉆孔灌漿方式可能導致的封孔數量過多、滲漏風險較大的安全隱患問題;3、采用特制進漿管，能夠實現連續、多點出漿，且在回填混凝土澆筑時，出漿口不會被堵住;進漿管不僅能夠對鋼襯底板脫空部位進行有效接觸灌漿，同時也能對鋼襯與回填混凝土之間的細小縫隙進行充填密實；由于是多點出漿，因此接觸灌漿不會受空腔不連續性的影響;4、排氣兼回漿管采用分段布置，且與鋼襯外壁緊貼部位設置為花管形式，因此具有分段排氣的功能;埋藏式鋼管外壁的加勁環雖有竄漿孔，但也很難保證脫空區域的連續性;采用了分段排氣的花管形式，在接觸灌漿時，能夠完全排除空腔內氣體，對提高灌漿密實度非常有利;5、本發明的預埋管數量少，工程費用節省，施工工藝簡單，對施工沒有干擾，并大大提高接觸灌漿的效果及質量，具有明顯的工程效益。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的斷面剖視圖。
[0022]圖2為本發明中竄漿孔部的局部放大圖。
[0023]圖3為發明中高強鋼鋼襯的A-A剖面圖。
[0024]圖4為發明中低合金鋼鋼襯的A-A剖面圖。
【具體實施方式】
[0025]本實施例根據低合金鋼(標準抗拉強度小于540N/mm2)與高強鋼之間材質的特性，遵循低合金鋼可開孔、高強鋼不開孔的原則，進行輸