[发明专利]水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制强约束方法及温控系统

权利要求书

1.水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制强约束方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1. 获取衬砌混凝土温度裂缝控制设计计算资料；

步骤2. 计算衬砌结构混凝土基础容许温差△T：

△T=91×H/W+0.05×C-0.12×E+0.4×T_a+7.0 （公式1）

式中：H为衬砌结构厚度，C为衬砌混凝土90d设计龄期强度等级，W为衬砌结构对角线长度，E为围岩弹性模量，T_a为混凝土浇筑期洞内环境温度；

步骤3. 计算衬砌结构混凝土允许最高温度【T_max】：

【T_max】=T_f+△T （公式2）

式中：T_f为衬砌结构混凝土准稳定温度；

步骤4. 对于各个拟定的衬砌结构混凝土温度裂缝控制施工措施方案，计算出对应的衬砌结构混凝土内部最高温度T_max：

T_max=10.91H+0.051C+0.712T₀+0.13T_g+0.51T_a-0.138H×T_g-0.0061T₀×T_g+0.0335H×C-0.178H×T_a-0.0295H(T_a-T_min)+3.89 （公式4）

式中：T₀为浇筑温度，T_g为通水温度效应值，T_g=35-T_w，T_w为通水温度，T_min为洞内冬季最低环境温度；

步骤5. 从拟定的措施方案中，选择满足T_max≤【T_max】的方案，并进一步依据简单实用经济的原则确定优选的措施方案供施工应用。

2.根据权利要求1所述的水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制强约束方法，其特征在于：

其中，在步骤2中，施工期或者冬季如果采用封闭洞口保温，使得地下洞室环境温度提高，则T_a应采用提高后的洞内环境温度。

3.根据权利要求1所述的水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制强约束方法，其特征在于：

其中，衬砌结构对角线长度W计算公式为：

W=（L²+B²）^1/2 （公式3）

式中：L为衬砌结构分缝长度；B为衬砌结构宽度，对于城门洞型或者圆形断面为环向长度。

4.根据权利要求3所述的水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制强约束方法，其特征在于：

其中，关于环向长度的计算：

（1）城门洞型隧洞边墙的环向长度，若边墙与顶拱分开浇筑，为浇筑范围铅直部分高度；若边墙与顶拱整体浇筑，则以对称轴为界取半计算，等于铅直部分高度与对称轴为界取半后1/2弧线长度的和；

（2）圆形断面边顶拱的环向长度，若边顶拱分开浇筑，为浇筑范围弧线长度；若边顶拱整体浇筑，则以对称轴为界取半计算，等于以对称轴为界取半后的弧线长度；底拱为环向实际弧线长度。

5.根据权利要求1所述的水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制强约束方法，其特征在于：

其中，在步骤3中，取T_f=T_min，T_min为洞内冬季最低环境温度。

6.根据权利要求1所述的水工隧洞衬砌混凝土温度裂缝控制强约束方法，其特征在于：

其中，在步骤4中，施工期或者冬季如果采用封闭洞口保温，使得地下洞室环境温度提高，则T_a应采用提高后的洞内环境温度。