张红梅，王志国

（中国水电顾问集团北京斟测设计研究院，北京 100024）

1 问题的提出

吉沙水电站引水系统总长约15.58 km，采用一管二机供水方式，在距厂房中心线35 m处布置岔管，岔管采用对称 “Y”形内加强月牙肋型钢岔管，分岔角为70°。岔管中心高程2588.5 m，设计内水压力约652.2 m水头，主管内径2.3 m，支管内径为1.4 m，按明管设计，管壳最大厚度为46 mm，岔管布置在洞外，采用明挖回填，外设钢筋混凝土镇墩，碎石回填至2599.15 m高程。

为加快施工进度，高压管道下平段采取了提前进洞的措施，洞口岔管位置欠挖较大，进洞位置比设计开挖线少挖6 m多。施工过程中，由于种种原因一直没能实施扩挖，影响了岔管外包钢筋混凝土镇墩的施工，使镇墩体形达不到设计要求。后期厂房主体工程已施工完成，发电工期迫在眉睫，洞口为下平段钢管安装的唯一通道，洞口边坡高度较大，扩挖不仅施工场地小，影响厂房后边坡的稳定。如不扩挖，使下平段钢管进洞点位于岔管中心点下游1 m左右的位置，岔管主体一部分位于洞内，一部分位于洞外，使岔管外围约束不连续，且镇墩难以布置不能满足体积要求，同时镇墩基础为强风化板岩，变形模量较小，易产生不均匀沉陷，恶化了岔管受力条件。为实现发电目标，同时使岔管满足设计要求，应业主要求设计进行了减小扩挖量的方案研究。

2 有限元计算分析

2.1 有限元计算参数

为了计算分析地基沉降对钢管应力的影响、岔管与外包混凝土的受力状态以及二者在不同的条件下分担内水压力的比例，对岔管、外包混凝土及围岩整体进行了三维有限元计算分析，整体结构计算模型详见图1a。……