关于电厂地下廊道无缝设计的探讨.docx

文章编号：（）关于电厂地下廊道无缝设计的探讨金联社，刘海波（国核电力规划设计研究院，北京）摘要：输煤廊道是电厂重要的水平运煤通道，为防止结构裂缝和应力集中现象，传统的设计理念是将廊道按一定的长度断开，再通过止水带将变形缝连接；但在地下水位较高或沉降不均匀的情况下，经常会出现止水带断裂 而造成严重漏水现象通过地下廊道的无缝设计分析，提出结构的具体计算方法和相应的设计、施工等方面的构 造措施，以期望能有效地解决地下廊道的漏水问题，为以后的结构设计提供借鉴关键词：地下输煤廊道；无缝设计；节点设计；构造要求中图分类号：文献标志码： ， （，）：， ； ， ； ， ； ：；在电厂输煤系统的结构设计当中，输煤栈桥的设计显得非常重要；它是卸煤沟、翻车机室、碎煤机 室和各转运站的重要连接结构输煤栈桥分为地上 输煤栈桥和地下输煤廊道两部分结构形式，地上输 煤栈桥结构一般分为种：砖混结构、混凝土结构和 钢桁架结构地下输煤廊道一般采用钢筋混凝土箱 形结构本文拟探讨地下输煤廊道的无缝设计方法计规范（）进行设计的，由规范第 节可知：地下通廊的直线段，宜每隔 设置 防震缝；在地下通廊转折处和变截面处，地下通廊 与地上通廊或建（构）筑物的连接处，均应设置防震 缝；地下 通 廊 的 防 震 缝 宽 度，不 应 小 于 有 防水要求的地下通廊，在防震缝处应采用变形能力 良好的止水带然而在已运行的电厂地下结构当中，特别是在地下水水位较高时，经常出现因结构沉降不均匀使 变形缝处止水带被拉裂，从而导致地下廊道在变形 缝处的漏水现象常规地下输煤廊道的设计及存在的问题常规地下输煤廊道是按照规范构筑物抗震设作者简介：金联社（），男，高级工程师，主要从事电厂结构设计工作，：变形缝是 结 构 物 变 形 的 集 中 部 位，其 变 形 较大，所需的止水带既要有足够的抗拉伸、抗剪切变 形能力，又要具有良好的防水性能国内使用经验 表明，较好的止水构造是在变形缝中嵌入橡胶止水 带但是橡胶止水带和混凝土及钢筋混凝土的结合 不易做到密实，易出现空洞而引起漏水，需精心施 工才能保证质量；而且橡胶止水带的老化寿命一般 为 年，不满足结构 年的设计使用要求因此 在设计中如能减少甚至取消变形缝，就能有效减少 结构漏水现象布钢筋 采 用 ，其 配 筋 率 为 （ ），混凝土采用 ，施工季节为秋季， 土内最大温差 ，由于地下水水位较高，廊道外 壁包裹两层沥青油毡，取 ； 施工质量正常如图 所示地下输煤廊道变形缝合理间距的确定由王铁梦先生工程结构裂缝控制中可知，地 下廊道变形缝的合理间距按如下方式确定：最大间距：图 地下廊道剖面配筋图（）计算如下：假定该工程施工正常，回填土及时， 个月后经受最大温差 首先计算其收缩量： 槡 （）（） （） （）最小间距： 槡 （）收缩当 量 温 差： （） ）平均间距：总降温差：混凝土的弹性极限考虑配筋影响： （）槡（） 式中，为混凝土弹性模量，当 混 凝 土 强 度 为 时， ； 为地下廊道的壁厚，； 为地基水平阻力系数，对于软粘土 （） ，一般砂质粘土 （） ，特 别 坚 硬 粘 土 （） ，风化岩、低强度等级素混凝土 （） ， 以 上 配 筋 混 凝 土 （） ， 以上配筋混凝土 （） ，若在基础垫层和 底板间 铺 设 一 层 沥 青 油 毡 则 （） ； 为 混 凝 土 线 性 膨 胀 系 数， （） 考虑徐变： 伸缩缝间距：因 ， 趋 于 无 穷，即 满 足 本 例 条 件 下 地 下 廊道可不留伸缩缝示例二：在上述基本参数情况下，如施 工 条 件 不良，不能及时回填，施工期 个月，混凝土质量不 好，水灰比达到 以 上（ ），养 护 很 差， 使侧墙顶板相对于底板有较大的温差及收缩差，其 中温差 计算如下：收缩相对变形： ； 为廊道在土内最大温差； 为结构考（） （ ）虑徐变的极限拉伸，当混凝土的施工质量良好时可取，当混凝土的施工质量很差时可取 ， 为 配 筋 后 的 混 凝 土 极 限 拉 伸， （） ， 为 混 凝 土 抗 拉 强 度 标 准值，当混凝土强度为 时， ， 为配筋率； 为廊道纵向分布钢筋直径，； 示例一：某地下廊道壁厚 ，纵向分 （ ） 收缩当 量 温 差： （ ）（）总降温差：考虑徐变： 由于侧墙顶板相对底板和地基有显著的温差及收缩差，所以底板对侧壁的水平阻力系数取 ，它 们之间的约束试算伸缩缝间距 （按 形断面考虑）：按照习惯做法，在该连接处 设 置 沉 降 缝，以满足主体结构与廊道的差异沉降；但采取沉降缝的做法有 时引起渗漏，甚至渗漏情况非常严重如某电厂翻车 机室与廊道接口处，因浮力较大引起翻车机上浮，致使止水带完全断裂而造成严重漏水现象（ ） 槡如果结构采取刚接的施工方法，即在主体结构留设一段悬臂梁，留出插筋，待沉降稳定后将通廊 和主体结构整体连接，用留设施工缝的方法取代沉 降缝，这种施工方法能有效地减少结构接缝处泄漏 （） 槡 和堵漏难度 如图 所示主体结构与通廊的差异沉降宜控制在 以 内，通廊的 相对 沉降即通廊的倾斜不应超过 ，当软土地基上承载力较低时，应对通廊地基 进行适当加固，减少沉降万一出现较大的差异沉 降，引起节点裂缝者，可采取化学灌浆处理方法 式中： 为廊道高度； 为廊道总宽度。可见，廊道 长 度 不 是 决 定 结 构开裂的唯一条 件，当施 工 条 件 不 良，即 便 按 规 范 每 隔 设 置 一道伸缩缝仍然 会 开 裂，裂 缝 间 距 平 均 ， 即最短 左右，最长 左 右当 施 工 条 件 良好时，可满足无缝设计的要求地下廊道在转折处和变截面处节点设计在地下廊道的转折角处和变截面处留设施工 缝可按跳仓法施工，并留设插筋，待相邻建筑物施 工后再进行下一段廊道施工在截面变化 的部位应采用 厚聚苯乙烯泡沫塑料作 垂直隔离，以缓冲基础收缩时土体对结构的侧向压 力在结构变截面处应 的截面找坡，以减缓 结 构变形的应力集中现象如图、图 所示地下廊道在转折处、变截面处和与不同建筑物接缝处节点做法不同建筑物之间的无缝设计节点许多地下箱体结构在不同的部位和廊道连接，图不同建筑物之间连接节点图图廊道转折角处节点图图廊道变截面处节点图）后浇带法施工后浇带法施工是指不同体量的建筑物之间通 过留设 的后浇带的方法分别施工， 各建筑物通过 的 自 由 沉 降，再 通 过 高 标 号混凝土封堵即可但后浇带法因宽度较窄，当结 构构件较厚时，清理杂物和支模拆模均较困难）跳仓法施工跳仓法施工是指将结构分成均匀的若干段，然对地下廊道施工方法的建议虽然从理论上讲，当施工条件良好并采取相应 的构造措施时，廊道的长度可以做到无限长；但为 保证不同建筑物之间在施工阶段能自由沉降，并防 止混凝土施工时因水化热过大而出现裂缝现象，建 议结构采用留设后浇带法或跳仓法分段施工，分段 间距以 为宜后隔一浇一的混凝土施工方法在混凝土浇灌前，施工缝处止水钢板的设置必须稳定可靠，不得随意 变形和移位，必要时需要增加钢筋骨架通过焊接方 式加以固定在下一段混凝土浇灌之前，对上一段 混凝土的施工缝，必须将浮浆清理干净并打毛，用 水湿润后再 浇 灌 混 凝 土，注 意施工缝处的振捣质 量，加强施工缝处的养护根据计算结果，当两建筑物之间的最大差异沉降 ，相对差异沉降， 并且在结构施工缝合拢前差异沉降 时， 可采用跳仓法施工跳仓法施工时，施工缝的合拢 时间一般不小于级不同时，不要为了施工方便“就高不就低”地打成同一强度等级，而是要采取用钢丝网分开的方法分 别浇灌施 工时应控制最高入模温度不 超 过 ，里表温差不超过 ，重点控制降温速 率不超过结束语）影响廊道裂缝的因素既多又复杂，主要有 以下 个：温差（包括收缩当量温差）、材料的弹性 模量、线膨胀系数、混凝土的拉伸极限、板厚度或墙 高度、结构的长度、混凝土的徐变及约束等它们在 不同的施工条件下，不同程度地影响裂缝因此长 度不是决定结构开裂的唯一条件）为保证不同建筑物之间在施工阶段能自由 沉降，并防止混凝土施工时因水化热过大而出现裂 缝现象，结 构 采 用 留 设 后 浇 带 法 或 跳 仓 法 分 段 施 工，分段间距在 为宜）廊道的无缝设计尽管在理论上可行，但在 实施过程中不仅应满足设计和施工的构造要求，而且应通过现场良好的施工条件和严格的施工措施 来保证参考文献：关于地下廊道在设计、施工等方面的构造要求）设计方面的构造要求采取措施减少地基对廊道约束度，如遇廊道作 用在岩石等坚硬地基上时，应在底板和垫层之间设 置滑动层，降低温度应力合理地设置后浇带，或者 是采用“跳仓法”措施；采取合理布置“细而密”的构 造钢筋，将构造钢筋布置在受力钢筋的外侧选择 合理的混凝 土 强 度 等 级 在 之 间，不 宜 采 用 以上的 大 体 积 混 凝 土 （特 殊 情 况 除 外），可 以利用后期强 度 （ 或 ）；混凝土强度很高 时也可掺适当纤维，提高抗塑性裂缝能力在截面 变化的部位应采用 厚聚苯乙烯泡沫塑 料作垂直隔离，以缓冲基础收缩时土体对结构的侧 向压力）施工方面的构造要求根据季节和环境不同，施工过程中必须注意保 温保湿的养护措施，特别是早期养护，尽早执行（浇 灌后约）浇灌 后 进 行 两 次 抹 压，养 护 时 间尽可能延长（）现场严 格 控 制 混 凝 土 的 水灰比和塌落度，注意振捣质量，不应现场加水，不 得在雨中浇灌混凝土，注意现场防风及太阳直射，