，目前国内应用较少，能发挥与围岩共同受力的优点。
　　另外，国外的电站还采用了隔壁岔管，由扩散段、隔壁段、变形段组成，各级皆为完整的封闭壳体，除隔壁外，无其它加强构件，受力条件很好，水流流态较优，且不需要大的锻件，见图8-38。
　　我国50年代建造的岔管，尺寸及内压不大，多为贴边式；60年代由于高水头电站的出现，梁式岔管应用较多；随着钢管的规模增大，大直径、高内压的三梁岔管，制作安装困难较大，技术经济指标不佳，逐渐采用月牙肋岔管，少数工程还采用了球形岔管和无梁岔管。
　　
       
　　　　　图8-37 无梁岔管                          图8-38 隔壁岔管
第九节 地下埋管
一、地下埋管的布置与工作特点
　　地下埋管是埋藏在地下岩层之中的管道，其施工过程是：首先在岩石中开挖隧洞，并清理石渣，进行支护等，然后安装钢管，再在钢管和岩石洞壁之间回填混凝土，最后进行接触灌浆。在大型水电站中应用较多。根据其轴线的方向，有斜井和竖井两类。也称为隧洞式压力管道或地下压力管道。
(一) 工作特点及适用条件
　　地下埋管是我国大中型水电站建设中应用最广泛的一种引水管道型式，国外装机容量在1000MW以上的水电站中，采用地下埋管的占40%左右。这是因为与明钢管相比，地下埋管有一些突出的优点。
　　(1) 布置灵活方便
　　地下埋管由于在山体内部，管线位置选择较自由，与地面管线相比，一般可以缩短长度。在大多数情况下，地质条件优于地表，容易选择地质条件好的线路。在不易修建明钢管的地方，一般可以布置地下埋管。地下厂房一般全部或部分采用地下埋管。
　　另外，由于岩石力学和地下工程设计、施工技术的迅速发展，修建压力坚井和斜井的技术已经很成热，施工条件和费用在有的国家已开始优于地面管道。
　　(2) 钢管与围岩共同承担内水压力，从而可减小钢衬厚度。围岩分担内水压力的比例取决于岩石的性质。当岩石坚硬、完整时，围岩承担较大的内水压力，甚至承担全部内水压力，钢板只起防渗作用；特大容量、高水头的管道，HD值很大，采用明管技术难于实现，地下埋管就可能得以解决。当上覆岩石较薄(<3D)，岩石质量不好时，设计中往往不考虑岩石的承载能力，但提高钢衬的允许应力。地下埋管的允许应力见本章第五节表8-5。
　　(3) 运行安全
　　地下埋管的运行不受外界条件影响，维护简单，围岩的极限承载能力一般很高，钢材又有良好的塑性，因此管道的超载能力很大。
　　当然，地下埋管也有一些缺点，如构造比较复杂，施工安装工序多，工艺要求较高，施工条件较差，会增加造价；由于地下埋管所承受的外压力较大，所以外压稳定问题突出等。
　　由于围岩承担了一部分荷载，管壁较薄，节省了钢材，但放空检修、施工期灌浆压力、水库蓄水后地下水(外水压力)很容易造成外压失稳破坏。国内外地下埋管破坏多数为外压失稳。
(二) 布置
　　地下埋管的线路选择见本章第二节。
　　地下埋管一般多采用联合供水方式，但如果管道较短、引用流量较大、机组台数较多、分期施工间隔较长或工程地质条件不易开挖大断面洞井，则经技术经济比较，也可采用两根或更多的管道，用分组供水或单元供水方式向机组输水。相邻两管道之间应有足够的间距，以保证其岩体的强度，防止出现失稳情况。
　　为保证施工运行安全，地下管道应布置在坚固完整、地下水位低的岩层中。对管线的地质构造(岩石走向、节理裂隙)进行认真研究，以防塌方和岩石脱落，地下施工要考虑出碴和浇筑混凝土要求，管道与水平面夹角不宜小于40。
　　为了保证上覆岩层的稳定，应留有足够的岩石厚度。
　　洞井的布置方式有竖井、斜井和平洞三种，应根据工程布置、施工条件、施工机械和施工方法选用。
(三) 构造与施工要求
　　地下埋管是钢衬、回填混凝土、岩体共同受力的组合结构。其施工程序包括洞井开挖、钢衬安装、混凝土回填和灌浆四个工序。
　　(1) 洞井开挖
　　洞井开挖要尽量采用光面、预裂爆破或掘进机开挖，以保持圆形孔口，使洞壁尽量平整，并减少爆破松动影响。另外，要合理选择施工支洞的高程和位置，以方便出碴、运输钢衬和混凝土浇筑，并考虑作为永久排水洞和观测洞。钢管管壁与围岩之间的净空间尺寸，根据施工方法和结构布置(开挖、回填、焊接等施工方法以及有无锚固加劲环等)确定。需要在管壁外侧进行焊接者，两侧和顶部至少留0.5m，底部至少留0.6m。加劲环距岩壁至少0.3m。应尽量减少现场管外焊接，减小加劲环高度，以减少岩石开挖和混凝土回填方量。
　　(2) 钢衬安装
　　钢衬一般在工厂制成一定长度的管节，运输到洞内，用预埋锚件固定，校正圆度、压缝整平后进行焊接。
　　(3) 混凝土回填
　　钢衬与围岩之间回填的混凝土仅起传递径向内压力而不必承受环向拉力，标号不必太高，但也不宜低于C15。更重要的是要采用合适的原材料和级配、合理的输送、浇筑和振捣工艺，以保证回填混凝士密实、均匀、围岩和钢衬紧密贴合。平管的底部，止水环和加劲环附近加强振捣，严禁出现疏松区和空洞区。混凝土回填的缺陷对钢衬外压稳定非常不利。采用预埋骨料压浆混凝土和微膨胀水泥等，常会取得较好的效果。
　　(4) 灌浆
　　灌浆分为回填灌浆，接缝灌浆和固结灌浆。我国钢管设计规范规定：平洞、斜井应作顶拱回填灌浆，灌浆压力不应小于0.2MPa，但也不得大于钢管抗外压临界压力。钢管与混凝土衬圈之间如果存在超过设计允许的缝隙，应进行接缝灌浆。接触灌浆宜在气温最低的季节施工，以减少缝隙值，其灌浆压力不宜大于0.2MPa，并保证钢管在灌浆过程中的变形不超过设计允许值。基岩固结灌浆可视围岩情况、内水压力、设计假定、开挖爆破方式等情况确定，其灌浆压力不宜小于0.5MPa。
　　灌浆过程中，应严密监视，防止钢管失稳等事故，必要时可采取临时支护措施。灌浆后，全部灌浆孔必须严密封闭，以防运行时内水外渗，造成事故。
二、地下埋管承受内压时的强度计算
　　从结构上来看，地下埋管相当于一个圆筒型多层组合结构，其结构计算基于以下假定：
　　(1) 结构中的各层材料(钢材、混凝土、岩石等)均处于弹性状态，且为各向同性体；
　　(2) 钢衬安装后回填混凝土之前，围岩已经充分变形，故混凝土层和钢衬中不存在初始应力；
　　(3) 在钢衬与混凝土、混凝土和围岩之间存在微小的初始缝隙。
　　地下埋管的结构分析方法，根据缝隙条件和覆盖围岩厚度，分为钢管与围岩共同承受荷载和由钢管单独承受荷载两类情况。单独承担和载情况的计算与明钢管相同。共同承担荷载时，地下埋管在内压作用下发生变形，变形前后的状态和荷载传递情况见图8-39所示。图的上下两部分分别为地下埋管受内水压力前后的部分横断面图。埋
　　
　　图8-39 地下埋管的变形


管承受内压后，钢衬发生径向位移，待缝隙消失后，继续向混凝土衬圈传递内压，使混凝土内发生环向拉应力，从而在衬圈内产生径向裂缝。内压通过混凝土楔块继续向围岩传递，围岩产生向外的径向位移并形成围岩抗力   
 
 
 
 
 
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