Закономерности трещинообразования в бетонных и железобетонных обделках напорных туннелей с учетом влияния трещиноватости скальных пород

• Автор: Капанадзе, Константин Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тбилиси
• Количество страниц: 171 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. КРАТКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ РАСЧЕТА КРУГОВЫХ ОБДЕЛОК ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТУННЕЛЕЙ НА ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ ВОДЫ. Краткий обзор методов расчета трещиностойких круговых обделок напорных туннелей на давление воды. Классификация и характеристика скальных пород. Принятая расчетная схема трещиноватой скальной породы вокруг туннеля. Расчет ширины раскрытия трещин в бетонной обделке. Расчет количества и ширины раскрытия трещин в железобетонной обделке. Методика исследований . Стр. Конструкция кольцевого фрагмента обделки. Методика испытания кольцевых фрагментов обделки. Результаты исследований по установлению оптимального способа армирования обделки. Результаты экспериментальных исследований закономерностей трещинообразования в кольцевых фрагментах обделки. Вывод формулы для расчета деформации растяжения сегментов железобетонного кольца обделки между первичными трещинами. АНАЛИЗ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения предлагаемого метода расчета ширины раскрытия трещин

трещин в обделке.

В напорных туннелях обычно имеются нефильтрующие участки значительной протяженности и отдельные дефектные участки, на которые приходится почти весь фильтрационный расход. Ниже, в качестве примеров, проводится описание результатов обследования некоторых туннелей Закавказья по данным Г. К.Чумбуридзе 4,5,6 . В туннеле Ткибули ГЭС после лет эксплуатации на участке длиной 0 м от входного портала никаких повреждений обделки не отмечено, кроме тонких трещин длиной по м. Дальше на участке длиной 0 м в обделке обнаружено большое количество различных трещин. Основное направление трещин вдоль оси туннеля, длина трещин от 2 до м, раскрытие от 0,2 мм до мм при отсутствии внутреннего напора воды. В каждом поперечном сечении имелось по 1,2,3 трещины, преимущественно в замке и в швах примыкания свода к стенкам. В некоторых трещинах обнаружена защемленная рыба, из чего можно заключить,что при полном напоре раскрытие трещин в обделке достигало мм. На следующем участке отмечена лишь сеть волосных трещин, но на соседнем с ним участке в своде имелось большое количество крупных трещин длиной до м, раскрытием до 3 мм. В поперечном шве бетонирования замечена кольцевая трещина раскрытием 2 мм. На концевом участке туннеля длиной 0 м в своде обделки насчитано крупных трещин раскрытием мм и длиной от 2 до м. Инъекционные работы дали временное уменьшение фильтрации,но, в общем, оказались мало эффективными. Повидимому, при поднятии напора произошло раскрытие зацементированных трещин в обделке и породе. За лет эксплуатации туннеля ослабления бетона или коррозии арматуры в зоне трещин не обнаружено. Таким образом, трещины в обделке Ткибульского туннеля не оказали отрицательного воздействия на долговечность конструкции, однако они недопустимы изза больших фильтрационных потерь воды. Еще более пестрая картина трещинообразования наблюдалась в обделке напорного туннеля Ереванской ГЭС. Наряду с участками без трещин имеются сильно трещиноватые участки. Трещины расположены, в основном, в своде. Первые трещины образовались при опробовании туннеля под давлением воды 0, МПа. При давлении 0, МПа их ко
личество и величина раскрытия возросли. Значительно увеличилась и фильтрация. Цементация не дала эффекта, так как производилась при отсутствии напора воды в туннеле, т. При осмотре туннеля в г. Одна такая трещина имела раскрытие мм. В табл. Как видно из табл. Несомненно, что при поднятии напора эти трещины раскрываются еще больше. Таблица 1. Большое количество трещин, но сравнительно меньшего раскрытия имеется в обделке напорного туннеля ХрамГЭСП 4,7 . Туннель ХрамГЭСП пересекает весьма различные по геотехническим свойствам породы граниты, песчаники, сланцы, туфобрекчию, туфопесчаники. Соответственно была принята различной и конструкция обделки железобетонная и комбинированная толщиной см, а также бетонная толщиной см с железоторкретом толщиной см. На всех участках обделка рассчитывалась трещиностойкой, однако под действием внутреннего напора воды в ней на некоторых участках трассы появились трещины, причем, без определенной зависимости от конструкции обделки или свойств породы. Образование трещин в обделке может быть объяснено только несоответствием качества выполнения работ заложенным в проекте требованиям. Кроме приведенных результатов натурных обследований, в литературе 7 и др. В Советском Союзе испытание на фильтрацию отрезка напорного деривационного туннеля было впервые проведено в г. В.В. Зализняком на строительстве Дзора ГЭС . В результате испытания выявилось высокое противофильтрационное свойство обделки. Там же под руководством Н. Н.Давиденкова были изучены методом напорных шурфов деформативные свойства скальных пород и статическая работа конструкции туннельных обделок. В гг. ВОДГЭО было проведено испытание двух участков туннеля Гизельдон ГЭС под руководством А. А.Ничипоровича . При внутреннем давлении 0,8 МПа в обделке образовались волосные трещины, которые исчезли после 4летней эксплуатации вследствие самоуплотнения. В гг. Б.И. Самковым были проведены испытания на фильтрацию отрезка напорного туннеля Сухуми ГЭС .