Обделка водосбросного туннеля Советский патент 1983 года по МПК E02B9/06 

/

О

tN5

: :

г/г./ Изобретение относится к гидротехнике, а именно, к безнапорным водосбросным туннелям на участке пересечения активного тектонического раз лома . Отличительной особенностью массива горных пород, рассеченных активны ми тектоническими разломами, является то, что смежные блоки массива, от деленные друг от друга швом разлома, перемещаются друг относительно друга. При этом скорость относительного перемещения может достигать нескольких мм в год. Воспрепятствовать этим перемещениям какими-либо инженерными меро- ; приятиями не представляется возможным. Поэтому необходимо создать такую обделку водосбросного туннеля, , которая приспосабливалась бы к этим перемещениям и, в то же время, удовлетворяла бы предъявленным к ней тре бованиям. Известна обделка туннеля, состоящая в продольном направлении из бетонных колец 1 Недостатком этой обделки является ее низкая эксплуатационная надежность в случае применения ее на учас ке тектонического разлома. В связи с этим, для поддержания ее в э сплуа тационном состоянии необходимо будет нести большие затраты по ремонту и восстановлению. Известна также обделка водосбросного туннеля, преимущественно для участков пересечения активного тектонического разлома, выполненная в виде замкнутых несущих колец f2j. Недостатком известной обделки является необходимость выполнения в процессе эксплуатации ремонтно-восстановительных работ на-участке.пересечения туннелем тектонического разлома. Целью изобретения является повыше ние надежности в работе. Цель достигается тем, что в стврре разлома образован между двумя смеж ными кольцами обделки сквозной плос кий шов, перекрытый эластичным уплот нительным элементом, жестко скреплен ным с торцом одного из смежных колец при этом в проточной части туннеля между уплотнительным элементом и тор цами смежных колец образован паз, а непосредственно у шва в лотке и в стенках низового по направлению движения потока кольца образованы усту-. пы, а в сводовой части -.выступ. На фиг. 1 - изображена обдехжа туннеля на участке пересечения тектонического разлома, продольный разрез; на фиг. 2 - промежуточное относительное положение двух смежных колец обделки ; на фиг. 3 - относительное положение двух смежных колец обделки при максимально поднявшемся низовом (максима,льно опустившемся верховом) кольце; на фиг. Ц - го же, при максимально опустившемся низовом (максимально поднявшемся верховом) кольце. , Обделка включает верховое по направлению течения потока кольцо 1 и низовое кольцо 2, отделенные друг от друга в створе разлома 3 сквозным плоским швом l, перекрытым Зластичными уплотнительными элементами 5, ко скрепленными с торцом 6 верхового кольца 1. Уплотнительные элементы могут быть вь1полнены из резины в виде пустот,елых кулачков с анкерующей полосой, заделываемой в торец верхового блока. Уплотнительные элементы могут быть также приклеены или пристреляны строительным пистолетом. Между уплотнительными элементами 5 и торцами смежных колец 1 и 2 образован паз 7 (со стороны проточной части туннеля), имеющий форму кольца, размещенного по периметру трубы. Полость шва между уплотнительными элементом 5 и породой 8 заполнена легкосжимаемым материалом 9, например, поролоном. Непосредственно у шва в лотке и стенах низового кольца 2 образованы уступы 10, а в сводовой части - выступ 11. Размеры элементов обделки: толщину колец, ширину шва, место положения уплотнительного , высоту уступов и выступа определяют расчетом или на основании исследований, с учетом размеров туннеля, параметров разлома и интенсивности подвижек блоков породы, скорости воды в туннеле. Обделка работает следующим образом. При пропуске воды по туннелю на участке шва 4 напротив уступов 10 в лотке и стенках происходит отрыв потока от обделки и под образуется вакуум. Однако этот вакуум не достигает опасной величины, так как пб пазу 7 воздух из подсводного воздушного пространства 12 поступает в подструйную полость 13 и снижает вакуум. При этом исключается возможность кавитационной эрозии бетона обделки. Наличие выступа 11 обеспечивает принудительное нагнетание воздуха в паз 7 и способствует интенсивному аэрированию пристенного слоя потока напротив уступов 10 в лотке и стенках.

Полость шва t в рабочем состоянии не заполнена водой, так как наличие уступа 10 и перепада смежных секций сооружения способствуют образованию вакуума и отсосу воды из полости шва

При тектонических подвижках блоко породного массива по разлому 3 величина уступа 10 в лотке уменьшается и через расчетное число лет, равное проектному сроку эксплуатации туннеля, становится равной нулю, Аналогичная картина происходит с уступами 10 в стенах обделки. Если направление

перемещения блоков породного массива точно не установлено, размеры уступов 10 назначают таким образом, чтобы обеспечить работоспособность сооружения при относиУелЬном перемещении колец обделки в Любом .направлении.

Наличие в шве i уплотнительных элементов 5 и прокладок из поролона 9 исключает возможность попадания в водосброс частиц материала, заполняющего тектонический разлом 3- Герметичность уплотнения шва обеспечивает.ся также при взаимном перемещении смежных колец относительно друг друга. .

Таким образом, предлагаемая обделка водосбросного туннеля обеспечивает его высокую работоспособность на участке активного тектонического разлома, что исключает эксплуатациой(ые затраты на ремонтно-восстановительные работы по обделке, и повышает надежность работы.

У в

//(//1 //$::,

J

e/}i/.J

Фиг.