Обделка напорного туннеля Советский патент 1985 года по МПК E02B9/06 

Изобретение относится к строитель ству подземных сооружений, а именно к строительству напорных гидротехнических туннелей, и может быть использовано при строительстве напорны шахт и подземных хранилищ нефти и газа. Известны обделки напорных туннеле которые включают не несущий нагрузки от внутреннего эксплуатационного дав ления воды слой и тампонажную противофильтр ционную зону в окружающей туннель породе. В данной обделке рол ненесущего слоя вьтолняет бетонная облицовка туннеля, а тампонажной npo тивофильтрационной зоны - порода, ук репленная -цементацией DJОднако при занапоривании туннеля эксплуатационным давлением воды в бетонной облицовке образуются трещины и поэтому вся нагрузка от давлени воды передается на зацементированную породу. Недостатком указанной обделки является наличие трещин в ненесущем слое, которые снижают ее долговечность. Известна также обделка напорного туннеля, включающая промежуточньш слой.с дренажем не несущий нагрузку внутреннего эксплуатационного давления воды, при этом дренаж сообщен ;с туннелем, а также тампонажную противофильтрационную зрну в породе, отделенную от промежуточного слоя При занапориванин туннеля вода по дренажу проникает в противофильтрационную зону и создает в ней противодавление на ненесузщй слой. В та ких условиях ненесущий слой уравнове шен и не подвергается воздействию силовых и физико-химических факторов (благодаря отсутствию найорной фильтрации через тело неяесущего слоя). Однако за счет наличия в обделке разделительной незатампонированной зоны (целика) снижается противо яшь трационная способность тампонажной зоны. Это вызвано расклинивающим действием давления воды в трещииах породы, которые в пределах целика не затампонированы. Кроме того, необходимость устройства целика ограничивает возможность приближения там понатжной зоны к ненесущему слою и увеличения таким образом ее эффектив ности. Целик занимает наиболее выгодою для тампонирования зону породы Например из-за наличия трещин 40 взрыва, возможности качественного вымыва заполнителя трещин,, удобства тампонирования). Целью изобретения является повыщение долговечности обделки за счет увеличения противофильтрационной способности тампонажной зоны. Поставленная цель достигается тем, что в обделке напорного туннеля, включающей промежуточньй слой с дренажем не несущий нагрузку внутреннего эксплуатационного давления воды, при этом дренаж сообщен с туннелем, а также тампонажную противофильтрационную зону в породе, разделенную с промежуточным слоем между промежуточным слоем и тампонажной зоной выпрлнен разделительный зазор, расположенный по наружному периметру промежуточного слоя. На чертеже приведена предлагаемая обделка. Предлагаемая обделка включает промежуточный слой 1, тампонажную зону 2 в породе 3 и периметральный зазор 4 между промежуточным слоем 1 и внутренним контуром 5 тампонажной зоны 2. Промежуточный слой 1 снабжен дренажными скважинами 6, сообщающими периметральный зазор 4 с туннелем 7. Периметральный зазор 4 устраивают при занапоривании туннеля например, во время предэксплуатационного испытания путем загружения обделки восходящими по давлению воды циклами нагрузка - разгрузка, причем начальные ирнклы выполняют на относительно малых давлениях, к которым ненесущий слой t является тренсиностойким. Исследованиями установлено, что в момент разгрузки обделки напорная вода, насыщакщая тампонажную зону 2, обжимает промежуточшлй слой 1 и отрывает его от внутреннего контура 5 тампо нажной зоны 2. Образованный таким образом периметральный зазор 4 далее увеличивается при возрастании давления воды и числа циклов загружения обделки за счет развития необратимых (пластических) деформаций породы. При этом давление воды приложено на внутренний контур 5 тампонажной зоны. Предлагаемая обделка работает следу|(Щ1м образом. При занапоривании туннеля 7 зксппуатационным давлением воды вода из туннеля 7 по дренажшлм скважинам 6 проникает в периметральный зазор 4

311

и создает в нем противодавление на промежуточный слой 1 величиной, равной внутреннему эксплуатационному давлению воды в туннеле 7. В таких условиях промежуточный слой 1 полностью разгружен и в нем не образуются трещины, Что увеличивает его долговечность. Иротивофильтрационная способность и эффективность тампонажной зоны 2 увеличена за счет того, что она начинается непосредственно от контура 5, примыкающего к периметральному зазору.

Предлагаемая обделка напорного туннеля бьша испытана в опытном штреке, под давлением воды до АМПа. При этом ненесущий слой диаметром в све404

ту 250 см, толщиной 40 см не получил трещины, в то время как аналогичные испытания при отсутствии дренажей в ненесущем слое и специально устроенного зазора вокруг него показывают образование в нем радиальных трещин, а максимальная фильтрация воды через обделку составила 3,40 л/с МПа в пересчете на 1000 м поверхности туннеля. Величина зазора составляет 0,81.0 мм,

Предлагаемая обделка напорного туннеля позволяет сократить фильтрацию воды из туннеля при одновременном обеспечении трещиностойкости и долговечности ненесущего промежуточного слоя.

ОБДЕЛКА НАПОРНОГО ТУННЕЛЯ, включающая промежуточный слой с дренажем, не несущий нагрузку внутреннего эксплуатационного давления воды, при этом дренаж сообщен с туннелем, а также тампонажную противофильтрационную зону в породе, разделенную с промежуточным слоем, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности обделки за счет увеличения противофильтрационной способности тампонажной зоны, между промежуточным слоем и тампонажной зоной выполнен разделительный зазор, расположенный по наружному периметру промежуточногё слоя. (Л