南水北调中线穿黄工程大型深埋环锚预应力隧洞施工技术研究
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前言

20世纪40年代开始,随着预应力混凝土技术的飞速发展和施工技术的不断提高,德国、意大利、日本、法国、奥地利、瑞士等国家纷纷开始使用预应力混凝土衬砌这种新型结构代替传统的钢板衬砌结构,大大降低了工程造价和施工难度。90年代,我国清江隔河岩水电站和南盘江天生桥一级水电站的引水发电隧洞尝试采用了环锚预应力混凝土衬砌结构。

近年来,随着水利工程建设的不断发展,我国已成为世界上大型盾构隧洞工程数量最多、建设规模最大、施工技术难度最复杂、发展速度最快的国家。国内外调查研究表明,隧洞二次衬砌多修筑于水工隧洞,以承担较高内水压力作用。早期建设的绝大多数盾构隧洞均未做二次衬砌。日本较早应用双层衬砌的结构型式,如东京湾横断公路隧洞、城市市政输水管道等,迄今已有20年左右的历史。而在国内,鉴于部分已建单层装配式管片衬砌盾构隧洞所暴露出来的问题,也逐步开始尝试使用外衬管片加混凝土内衬的复合衬砌型式。但截至目前,该复合衬砌结构形式在国内隧洞建设中还较少采用,缺乏成熟的施工技术和工程经验。

南水北调中线穿黄工程的主要任务是安全有效地将调水从黄河南岸输送到黄河北岸,是南水北调中线工程中施工难度最高、规模最大的重要建筑物,也是整个中线工程的控制性工程和咽喉工程,同时也是地质条件最复杂、技术难度最大的单项工程,其规模及难度在国内外均无先例。南水北调中线穿黄盾构隧洞属于长距离深埋压力输水隧洞,所采用的盾构装配式管片外衬与环锚预应力钢筋混凝土内衬相结合的新型双层复合衬砌结构形式,在国内尚属首次应用,缺乏成熟的施工技术参考,亟须开展相关的科学研究。

本书结合南水北调中线穿黄隧洞工程的具体特点和施工难点,对超长深埋式压力输水隧洞预应力混凝土内衬施工关键技术进行了系统研究和总结。全书共分10章,包括概述、穿黄隧洞盾构施工技术、深埋式超长穿黄隧洞混凝土快速施工组织设计、穿黄隧洞混凝土施工配合比设计试验、衬砌钢模台车设计及施工技术、超薄预应力内衬混凝土施工技术、混凝土质量控制及缺陷检查、回填灌浆施工技术、预应力锚索张拉施工技术和穿黄隧洞内衬接缝压水试验等内容。

本书在中国水利水电第七工程局有限公司和西安理工大学水利水电学院合作研究基础上编著完成,其中第1章由张登柱、李发孝、杨杰编写,第2章由任杰、程琳、马婧编写,第3章由李发孝、成燕、王荣华编写,第4章由李发孝、王荣华、王吉成、吕建辉、武小龙编写,第5章由李发孝、王吉成、马婧、武小龙编写,第6章由杨杰、张登柱、李发孝、成燕编写,第7章和第8章由成燕、王荣华、杨杰编写,第9章由李发孝、杨杰、王荣华编写,第10章由成燕、王吉成、任杰、程琳编写,全书由西安理工大学杨杰统稿。

中国工程院院士吴中如教授为本书撰写提出了中肯建议并欣然作序;水电七局吴旭、赵海洋、倪坤林、邓鹏等领导对书稿内容提出了良好建议;在书稿编写、图文编辑过程中,水电七局李莺、胡诗魁、王波、翟俊勇、王立军、文小林等人及西安理工大学杨军超、成婷婷、郭强、李念、王璐、王椒、于崇祯、马春辉等研究生做了大量细致认真的工作。谨以致谢!

本书参阅了大量国内外文献,不能一一罗列,谨对所有作者致以诚挚谢意!

由于作者水平所限,错误与不当之处难免,恳请读者批评指正。

作者

2014年10月