专利名称：压力引水隧洞人工裂缝控制的抗渗漏方法
技术领域：
本发明属于土木工程技术领域，特别涉及一种园形钢筋混凝土压力引水隧洞的抗渗漏方法。
水力发电站压力引水隧洞有严格的抗渗漏要求，传统的抗渗漏措施有如下四种类型A)钢筋混凝土按抗裂计算抗渗漏;
B)采用预应力钢筋混凝土抗渗漏;
C)钢筋混凝土内衬钢板抗渗漏;
D)钢筋混凝土内表面刷有机涂料抗渗漏。
以上抗渗漏方法可归纳为两类一类(如A及B)是设法保证钢筋混凝土衬砌不开裂，从而达到抗渗漏的目的;另一类(如C及D)是允许钢筋混凝土开裂并出现贯穿裂缝，在控制裂缝宽度前提下用钢板或有机涂料抗渗漏。以上方法都可以有效抗渗漏，但它们或投资较高(如A及D)，或施工复杂(如B)，或维修保养困难(如C及D)，存在着某些缺陷和不足。
本发明的目的在于克服传统方法的不足，运用简单易行的人工预置裂缝控制方法而研制的一种既能有效抗渗漏，又能节省工程投资，缩短工程周期的压力引水隧洞抗渗漏方法。
本发明的具体措施是1)在钢筋混凝土压力隧洞预定位置设置若干条人工裂缝，人工裂缝的位置优先选择在正弯矩较小的部位，可等距离布置，也可不等距离布置，其裂缝深度可优先考虑为钢筋混凝土衬砌厚度的1/2至2/3，裂缝中设紫铜片或橡皮止水带以有效止水，人工裂缝应能有效承担压力与剪力，为此可优先考虑将裂缝做成锯齿形，裂缝间设置厚3～5毫米，二面涂油或沥青的钢板，钢板在浇筑混凝土时作为隔板埋入。
2)将钢筋混凝土衬砌中的环向受力钢筋布置在衬砌外侧，其布置厚度可考虑在1/2～1/3衬砌厚度范围内，分一层或多层布置，其钢筋数量可根据人工裂缝处的内力大小用水工钢筋混凝土设计规范给出的强度计算公式确定。
以上两条措施使压力隧洞钢筋混凝土衬砌在内水压力为主的荷载作用下发生人为的内力重分布，任意两条人工裂缝间的钢筋混凝土衬砌段处于大偏心受拉应力状态、外侧混凝土受拉，形成正常开裂区，其钢筋数量，裂缝宽度可用水工钢筋混凝土设计规范给定的大偏拉构件强度计算公式及裂缝宽度验算公式计算确定，并可使裂缝宽度控制在允许范围内。
分析钢筋混凝土大偏心受拉构件截面上的应力分布还可知，钢筋混凝土衬砌内侧混凝土承受压应力，处于三向受压状态而不可能开裂。该部位混凝土形成的可靠抗渗漏层与人工裂缝间的止水装置构成一有效的环形止水系统，从而满足使用要求。为了防止出现温度裂缝和干缩裂缝，在压力隧洞钢筋混凝土内壁处设置构造钢筋网，确保抗渗漏层的工作性能，同时承担其他荷载组成下可能在该部位产生的拉应力。
压力引水隧洞传统抗渗漏方法是通过控制钢筋混凝土应力使其不开裂或对已开裂混凝土填堵裂缝达到抗渗漏的目的，表现为被动防守式的抗渗漏。而本发明则是通过人为工程措施改变应力状态达到抗渗漏目的，表现为主动进攻式的抗渗漏，因而开辟了一种新的抗渗漏途径。
本发明还可与预应力钢筋混凝土抗渗法结合应用，即下半园采用预应力钢筋混凝土抗渗漏，上半园采用本发明的方法抗渗漏，具体实施时先浇筑下半园混凝土，并对下半园混凝土用后张法施加预应力，预应力钢筋的位置布置在离衬砌内壁1/3衬砌厚处，即位于截面三分点处。使衬砌外侧混凝土预应压力为零，从而避免了围岩与混凝土共同工作对施加预应力的影响，衬砌受力明确，施加预应力的效果明显，同时半园张拉施工难度小，预应力损失较小，解决了全园周施加预应力的工艺难题。下半园施工结束后，再浇筑上半园混凝土，这时可将抗渗漏层的一部分预制，吊装拼接后作为内模使用，则还可以进一步提高工资。
采用本发明抗渗漏，工程投资与预应力钢筋混凝土抗渗漏相当，施工方法及工程进度又与钢板抗渗漏及涂料抗渗漏相当，其经济效益是显而易见的。不仅适用于水电站压力隧洞抗渗漏，同时也适用于其它园形结构的抗渗漏。
附图
一为本发明的结构原理图。其中1为人工裂缝，2为环向受力钢筋，3为紫铜片或橡皮止水带，4为正常开裂区，5为抗渗漏层，6为预应力混凝土，7为预应力钢筋，8为构造钢筋网，9为钢筋混凝土内模。
权利要求
1.一种压力引水隧洞的抗渗漏方法，其特征是在钢筋混凝土压力隧洞预定位置设置若干条具有紫铜片或橡皮止水带的人工裂缝；并且将钢筋混凝土衬砌中的环向受力钢筋分层布置在衬砌外侧。
2.如权利要求1所述的压力引水隧洞的抗渗漏方法，其特征在于，所述的人工裂缝的位置可优先选择在正弯矩较小的部位，其裂缝深度为钢筋混凝土衬砌厚度的1/2至2/3，裂缝为锯齿形，并且在裂缝间设置有在浇筑混凝土时作为隔板埋入的厚度为3～5毫米、二面涂油或沥青的钢板。
3.如权利要求1、2所述的压力引水隧洞的抗渗漏方法，其特征是先浇筑所述的压力引水隧洞的下半园预应力混凝土，并对下半园混凝土用后张法施加预应力，预应力钢筋的位置可优先布置在离衬砌内壁1/3衬砌厚度处。
全文摘要
本方法运用钢筋混凝土内力重分布理论，采用在钢筋混凝土衬砌预定位置设置数条人工裂缝及环向受力钢筋配置在衬砌外侧等两项措施，人为造成衬砌内力重分布，使钢筋混凝上衬砌由小偏心受拉状态变为大偏心受拉状态，并在钢筋混凝土衬砌内侧形成不可能开裂的三向受压区，该三向受压区与预先埋置的止水带共同组成环形止水系统，从而满足压力引水隧洞抗渗漏要求。本方法与预应力钢筋混凝土抗渗漏方法结合应用，效果更佳。
文档编号E02B9/06GK1068616SQ91104829
公开日1993年2月3日 申请日期1991年7月16日 优先权日1991年7月16日
发明者朱暾, 邢贵碧 申请人:武汉水利电力学院