Способ строительства подземного напорного водовода Советский патент 1984 года по МПК E02B9/06 

со о со

00

Изобретение относится к строительству водопропускных подземных водоводов, а именно высоконапорных гидротехнических туннелей с металлической облицовкой внутренней поверхности водовода.

В практике гидротехнического строительства сооружение туннелей обычно связано с устройством подземной скальной выломки, размеры которой назначают, исходя из размера водопропускного отверстия и толщины бетонной обделки по периметру отверстия. В высоконапорных туннелях и на ослабленных участках обычных туннелей для сокращения толщины бетонной обделки предусматривают стальную облицовку, которую устанавливают перед началом бетонирования пространства, расположенного между контуром скальной выломки и стальной облицовкой.

После монтажа звеньев стальной облицовки приступают к бетонированию туннельной обделки. При этом температура бетона повышается в среднем до 40°С, максимально до 70°С. Пик температуры наступает на 2- 3 сутки и продолжается 6-10 ч. Стальная облицовка разогревается и расширяется практически без сопротивления со стороны бетонной смеси. В дальнейшем после охлаждения бетона и облицовки образуется температурный зазор между обделкой и обЛицовкой.

Образовавшийся зазор следует уплотнить, заполнив его твердеющим материалом, в качестве которого обычно применяют цементный раствор, который, затвердев до состояния цементного камня, должен связать облицовку с бетонной туннельной обделкой, в результате чего нагрузка, воздействующая на облицовку, будет передана и воспринята обделкой. В этом случае толщина облицовки может быть назначена меньшей, чем при наличии зазора.

Известен способ строительства подземного напорного водовода, включающий бетонирование туннельной обделки и уплотнение зазора на контакте скалы с бетонной туннельной обделкой 1.

Недостаток способа заключается в том, что предусмотренная для этой цели система цементационных скважин не обеспечивает необходимого качества бетонирования.

Известен также способ строительства подземного напорного водовода, включающий монтаж стальной облицовки, бетонирование туннельной обделки, уплотнение зазора между стальной облицовкой и бетонной туннельной обделкой 2.

Недостатки способа заключаются в том, что после завершения тепловыделения в бетонной обделке и деформаций бетонной обделки образуется зазор между стальной облицовкой и бетоном, применяемая для ликвидации зазора цементация является трудоемкой операцией, не гарантирующей качественного заполнения зазора цементным

камнем, в связи с чем увеличивают толщину стальной облицовки.

Цель изобретения - повыщение качества бетонирования и уменьшение металлоемкости напорного водовода.

Указанная цель достигается тем, что принудительно охлаждают стальную облицовку циркуляцией хладагента, причем охлаждение облицовки начинают до укладки бетонной смеси в обделку, а заканчивают после заверщения процесса тепловыделения при твердении бетонной смеси.

При этрм в качестве хладагента испольJ зуют воду и воздух.

Способ осуществляется следующим образом.

Металлическую облицовку изготавливают в виде кольцевых секций, перевозят в

0 выработку и сваривают с ранее установленными секциями. После заверщения монтажа секций перед началом бетонирования производят охлаждение стальной облицовки изнутри хладагентом, например водой, путем непрерывного полива внутренней поверхнос ти облицовки. При этом температура хладагента не превышает температуру воды, поступающей впоследствии при заполнении водовода. В случае необходимости возможна одновременная вентиляция пространства

- внутри стальной облицовки для повыщения эффективности охлаждения. Полив может осуществляться с помощью перфорированных труб малого диаметра, уложенных внутри трудопровода. Отвод охлаждающей воды может производиться путем свободного стока в нижний бьеф либо путем организации водоотлива через вспомогательную выработку вблизи концевых участков водовода. Во время охлаждения облицовки пространство за облицовкой заполняют бетонной смесью, не прекращая охлаждения стальной обли0 цовки. При этом бетонирование осуществляют гравитационным способом, не требующим присутствия людей внутри выработки. Цель охлаждения состоит в том, чтобы бетон схватывался при температуре металла, равной температуре воды в эксплуатационный период. Тем самым обеспечивается устранение температурной компоненты расчетного зазора между металлом и бетоном и соответствующее уменьщение напряжений в облицовке.

0 Интенсивность охлаждения определяется теплофизическим расчетом, учитывающим размеры сооружения, начальные температуры скалы и воздуха, теплофизические характеристики породы, бетона и металла, тепловыделения бетона и процесс тепломассопере5 носа при испарении и стоке хладагента. В ходе работ интенсивность охлаждения может автоматически регулироваться с помощью системы температурных датчиков,

,1090798.

4

показания которых служат сигналом дляпространство за облицовкой полнее заполизменения режима охлаждения.нено бетоном и зазор между бетоном и обБлагодаря тому, что при бетонированииет уменьшить толшину стальной облицовки

обделки стальная облицовка не находитсяи приводит к экономии стали до 2 т на

в состоянии температурного расширения, 1 пог. м облицовки.

лицовкой уменьшен в 4-5 раз, что позволя

1. СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНОГО НАПОРНОГО ВОДОВОДА, включающий монтаж стальной облицовки, бетонирование туннельной обделки, уплотнение зазора между стальной облицовкой и бетонной туннельной обделкой, отличающийся тем, что, с целью повышения качества бетонирования и уменьшения металлоемкости напорного водовода, принудительно охлаждают стальную облицовку циркуляцией хладагента, причем охлаждение облицовки начинают до укладки бетонной смеси в обделку, а заканчивают после завершения процесса тепловыделения при твердении бетонной смеси. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве хладагента используют воду и воздух. сл