软质围岩隧洞衬砌裂缝的分析与处理.pdfVIP

第3O卷第 1I期 人 民 黄 河 VoI．30．No．II 2008年 11月 YELL0W RIVER NOV．，2008 【水利水 电工程 】 软质围岩隧洞衬砌裂缝的分析与处理 黄晓林 (洛阳市河道管理处，河南 洛阳471000) 摘 要：小浪底水利枢纽南岸引水口工程配套项 目孟西灌区总千渠7号隧洞在施工过程 中出现裂缝、下沉和底板拱起现 象。经过分析和结构应力计算，认为地质情况的变化导致隧洞衬砌受力条件恶化，原设计混凝土衬砌厚度不足，侧墙和 底板实际应力大于规范允许值，从而引起隧洞产生纵向贯穿缝和底板裂缝拱起现象。另外，原设计爆破施工方案对隧洞 围岩稳定影响较大．应采取人工边开挖、边支护、边衬砌 的施工方式进行作业；将 出问题隧洞段 的衬砌 由C20混凝土改为 C20钢筋混凝土，直墙和圆拱的衬砌厚度增加至35em后，裂缝得到了控制。 关 键 词：软质围岩；隧洞；裂缝；应力计算 中图分类号：TV672 文献标识码：A 文章编号：1000—1379(2o08)l1一o082-02 算 ，．y ：1．705 ,fo分别为轴心抗拉强度设计值和轴心抗压强 1 工程概况 度设计值 ，对于C20混凝土 ，由规范查得 =1100kN／m ,fo= 100O0 kN／m ； 为素混凝土结构系数，由规范查得受拉破坏 孟西灌区工程属小浪底水利枢纽南岸引水 曰工程配套项 目，位于河南省洛阳市境 内亡B岭南坡，北临黄河，灌区设计灌溉 时 d=2．0，受压破坏时 y口=1．3。 由式(1)、式 (2)可得衬砌截面允许拉应力 ：938 面积 6443hm ，布置总干渠 1条、干渠2条、支渠6条，建筑物 kN／m 、允许压应力 =7692kN／m 。 254座。总干渠布置主要建筑物 2l座，其中隧洞 7座、渡槽 5 座、提灌站 1座，渠道总长7290rn。 2．2 各截面应力验算 7号隧洞全长2791nI，共布置竖井 3处，断面形式为城 门 衬砌截面边缘应力按下列公式计算： 洞形，底宽2．0m，高2．5in，采用C20混凝土衬砌，厚 30em。 衬砌外缘 =A [F(1+6e／d)] (3) 隧洞设计纵坡 1：2000，设计过水流量2．9in／s。在隧洞施工 衬砌 内缘 or = [F(1—6e／d)] (4) 中发现洞室围岩严重渗水，黏土岩、砂卵石层遇水软化 ，多次出 式中： 为衬砌截面边缘应力；Ⅳ为截面轴向力；F为衬砌截面 现坍塌。黏土岩段按照设计断面进行衬砌施工，1个月后 ，洞室 面积；肘为截面弯矩；d为各分块中心所在截面的计算厚度；e为 轴向力对截面重心的偏心矩，e=M／N。 已衬砌洞段长20in范围出现裂缝、下沉、底板拱起现象。裂缝 验算结果表明：顶拱内缘应力值和外缘应力均满足规范允 位于顶拱直墙连接部位呈纵向贯穿 ，缝宽约2cm。后又经 1个 许值；侧墙底部3块外缘应力分别为一1281．46、一1144．98、 月的观察，裂缝加宽到512111左右 ，为防止衬砌继续变形 ，消除 一 1Ol1．54kN／m ，应力值