盾构输水隧洞灌浆式预应力衬砌结构有限元分析

作者：丁艳辉; 付云升^*; 杨进新; 钱晓翔

来源：水利水电技术(中英文), 2018, 49(07): 103-108.

DOI：10.13928/j.cnki.wrahe.2018.07.013

• 盾构施工
• 输水隧洞
• 灌浆
• 预应力
• 衬砌结构
• 有限元分析

北京市南水北调配套工程东干渠工程输水隧洞施工工法为盾构法,为了提高其抗渗和抗裂特性,并优化内外衬的协同变形,衬砌结构采用了灌浆式混凝土预应力衬砌。研究了隧洞衬砌结构设计参数及工作机理,采用二维有限元计算方法,分析了预应力注浆压力和连接螺栓型号的影响。结果表明:内外衬之间的预应力式注浆可以提高二衬混凝土承受内水压力的能力,预应力注浆压力不宜大于0.3 MPa,否则将影响管片的结构和防水安全;连接螺栓刚度变化对管片和二衬混凝土环向应力的影响很小,结合管片张开对防水、防渗的影响,连接螺栓型号采用M20以上型号均可;随着预应力注浆压力的增加,二衬混凝土受力状态得到明显改善,由全断面受拉构件变成受弯构件,拉应力区明显减小,内外衬协同受力状态得到优化。

• 单位
  北京市水利规划设计研究院; 北京市轨道交通设计研究院有限公司