Обделка напорного туннеля и способ ее возведения

 

Изобретение относится к строительствугидротехнических подземных сооружений, а именно к напорным туннелям ГЭС, ГАЭС и водохозяйственного назначения. Цель изобретения - увеличение эксплуатационной надежности обделки. Обделка включает круговое бетонное кольцо 3 с плоским лотком 4 и цементационную завесу в лотке. Завеса-выполнена в виде опорных стенок 6 путем бурения цементационных скважин 8 с заглублением в грунт и нагнетания в них тампонажного раствора. Опорные стенки 6 устраивают по краям плоского лотка вдоль туннеля 1. При осуществлении способа выполнения обделки цементационные опорные стенки выполняют путем бурения рядов скважин 8 с заходками вдоль туннеля 1 на длине не менее диаметра туннеля с цементацией заходки с доведением Давления до образования продольных трещин в грунте 2 вдоль ряда 7 скважин. На стыках заходок выполняют повторное нагнетание. 2 с. и 1 З.П. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСК ЛХ

РеспуБлик (я)з Е 02 В 9/06 (21) 4806525/15 (22) 30.03.90 (46) 15.02.92. Бюл. М 6 (71) Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений (72) Н.В.Амиридзе, В.Ф.Илюшин и Г.К.Чумбуридзе (53) 629.8(088.8) (56) Окрокверцхишвили H.Â. Экспериментальные исследования конструкций. бетонных обделок гидротехнических туннелей .на опытном полигоне ХрамГЭС-2. В сб;: Mateриалы конференции молодых научных работников по гидроэнергетическому . строительству, Сухуми, 1969, с.123-124.

Белкин М.Н. и др. Производственные испытания плоского лотка обделки туннеля . большого сечения. Энергетическое строительство ЬЬ 3, 1971. с.68-70, рис. 1 и 2, с.69. (54) ОБДЕЛКА НАПОРНОГО ТУННЕЛЯ И .

СПОСОБ ЕЕ ВОЗВЕДЕНИЯ (57) Изобретение относится к строительству

Изобретение относится к строительству подземных гидротехнических сооружений, а именно к напорным туннелям ГЭС, ГюаС и водохозяйственного назначения.

Цель изобретения — повышение эксплу-. атационной надежности обделки.

На фиг. 1 приведена обделка,.поперечный разрез; на фиг. 2 — плоский лоток, йлан . на фиг, 3 — схема раскрытия продольной трещины в грунте вдоль ряда скважин,:::: .

Туннель 1, сооруженный в грунте 2, имеет обделку из кругового бетонного колъцаф с плоским лотком 4, По краям 5 плоского. 5U,, 1712532 А1 гидротехнических подземных сооружений, а именно к напорным туннелям ГЭС, ГАЭС и водохозяйственного назначения. Цель изобретения — увеличение эксплуатационной надежности обделки. Обделка включает круговое бетонное кольцо 3 с плоским лотком 4 и цементационную завесу в лотке.

Завеса. выполнена в виде опорных стенок 6 путем бурения цементационных скважин 8 с заглублением в грунт и нагнетания в них тампонажного раствора. Опорные стенки 6 устраивают по краям плоского лотка вдоль туннеля 1. При осуществлении способа выполнения обделки цементационные опорные стенки выполняют путем бурения рядов скважин 8 с заходками вдоль туннеля 1 на длине не менее диаметра туннеля с цементацией заходки с доведением давления до образования продольных трещин в грунте 2 вдоль ряда 7 скважин. На стыках заходок выполняют повторное нагнетание. 2 с. и 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

Ю лотка 4 выполнены цементационные опор- (Л ные стенки 6 в грунте 2 вдоль туннеля 1. р

Способ выполнения обделки осуществляют следующим образом.

После проходки туннеля t возводят кольцо 3 с лотком 4. Стенки 6 выполняют путем бурения в краях 5 лотка 4 рядов 7 цементационных скважин 8 с заходками 9 вдоль туннеля 1 на длине не менее диаметра туннеля 1. Скважины 8 бурят под некоторым постоянным углом а к вертикали для охвата стенкой 6 узла 10 стыка лотка 4 с кольцом 3 и для размещения стенки 6 в зоне концентрации растягивающих напряжений в груйте

1712532

2, по активной глубине которой назначают глубину бурения (на фиг. 1 глубина скважин

8 принята равной радиусу туннеля 1). Скваживы 8 ззходки 9 цементируют одновременно (групповым методом) путем 5 нагнетания в них тампонажного раствора с доведением цементационного давления до образования продольных трещин 11 в грунте 2 вдоль ряда 7 скважин 8. При этом величина цементзционного давления может 10 составить 2-3 МПа в зависимости от категории грунта 2 и принимаемого шага скважин

8 в рядах 7, который устанавливают экспериментально.

После завершения нагнетания в сква- 15 жины 8 заходки 9 стенок 6 на стыках 12 заходок 9 выполняют повторное нагнетание, при котором происходит выравнивание раскрытия трещин 11 в стыках 12 (показано пунктиром на фиг. 3), т.е. ликвидируются 20 разрывы в раскрытии, вызванные краевым эффектом при раздельном выполнении стенки 6 эаходками 9, что образует сплошную стенку 6 по длине туннеля 1. . Длина ззходки 9 основана из условия 25 минимальной длины нзгружения туннельной выработки, при котором деформации в средней части длины соответствуют таковым при иагружении туннеля на бесконечно длинном отрезке. При меньшей длине за- 30 ходки 9 цементзциойное давление в скважинах 8 будет иметь местный характер, что не гарантирует образование трещин 11, а соответственно и выполнение стенок 6.

Тампонировзние трещины 11 под це- 35 ментационным давлением образует местную зону предварительных сжимающих напряжений в грунте 2 вдоль туннеля 1. что наряду с также местным омоноличиванием самого грунта 2 и грунта 2 с внешней повер- 40 хностью уэлз 10 приводит к созданию стенки 6 с высокими деформативными и фильтрационными характеристиками в сравнении с таковыми у грунта 2 в естественном состоянии. 45

Обделка работает следующим образом.

В результате выполнения стенок 6.по краям 5 лотка 4 сохраняется целостность лотка 4, так как давление тампонажного раствора при цементации приложено к узлу 50

10 и прилегающему к краю 5 отрезку лотка

4, обладающим повышенной жесткостью к воздействию наружного давления.

При внутреннем давлении воды в туннеле 1 кольцо 3 работает иа растяжение с 55 отпором грунта 2 и частично на изгиб из-за ограничения его радиальной деформации в узлах 10, которые уперты в стенки 6, имею.щих высокое местное значение коэффициента удельного отпора. Лоток 4 эз счет различия отпоров у края 5 и в середине также частично работает на изгиб с рзстягивающими напряжениями нз внешних волокнах, примыкающих к грунту 2. При этом . величина напряжений значительно меньше, чем в кольце 3. Узел 10 работает совместно со стенкой 6, который ограничивает раскрытие в нем стыка. Стенка 6 расположена в зоне концентрации растягивающих напряжений в грунте 2 и поэтому фильтрующие трещины в ней не возникают.

Такйм образом, за счет сохранения целостности обделки в строительный период надежной ликвидацйи опасности образования фильтрующих трещин в стыках и в грунте повышается эксплуатационная надежность обдел ки.

Изобретение целесообразно использовать в скальных и полускальных грунтах, в том числе в слабоцементируемых (при обычных методах цементации), учитывая, что трещины в грунте, как пути введения в нем цемента; будут образовываться искусственно.

Формула изобретения

1. Обделка напорного туннеля, выполненная в поперечном сечении в виде бетонного кольца с плоским лотком в нижней части, и цементационной завесой, заглубленной в грунт под лотком. о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, цементацианная завеса выполнена в виде цементационных опорных стенок, расположенных вдоль туннеля по краям плоского лотка иа границе с криволинейной частью бетонного кольца, 2. Способ возведения обделки напорного туннеля, включающий возведение бетоннога кольца с плоским лотком в нижней части и образование цемеитационной завесы путем бурения рядов в лотке на длине заходки вдоль туннеля с заглублением в грунт и нагнетанием в них тампоиажного раствора, о т л и ч з ю шийся тем, что цементацианную завесу выполняют в виде. опорных стенок, образуемых вдоль ряда скважин заходки, скважины заходки размещают на длине не менее диаметра туннеля, а при нагнетании в скважины захадки тампонажного раствора доводят давление нагнетания до образования продольных трещин в грунте вдоль ряда скважин.

3. Способ поп.2,отл ича ю щийся тем, что после завершения нагнетания в скважины тампонажного раствора и образо-. вания трещин в грунте в ряду скважин на стыках эаходок выполняют повторное нагнетание.

1712532

1712532

Составитель В.Казаков

Редактор М.Васильева ТехредМ.Моргентал Корректор О. Кравцова

ЗакаЭ 516 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101