[發(fā)明專利]一種防治地下洞室中緩傾角錯動帶變形與破壞的梯式阻滑群洞

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210438828.6
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102913261A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江權(quán);馮夏庭;徐鼎平;陳建林;江亞麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: E21D13/02
• 分類號: E21D13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種巖土地下工程領(lǐng)域的防治技術(shù)，更具體涉及一種防治地下洞室中緩傾角錯動帶變形與破壞的梯式阻滑群洞技術(shù)，它可有效地防治大型地下工程開挖時出露在洞室邊墻的緩傾角錯動帶發(fā)生滑動變形或破壞。

背景技術(shù)

我國大陸地殼歷史上先后經(jīng)歷了印支期、燕山期、喜馬拉雅期、新構(gòu)造期等大規(guī)模內(nèi)動力構(gòu)造過程，地殼巖體因強(qiáng)烈擠壓或張拉構(gòu)造而普遍發(fā)生了斷裂，導(dǎo)致巖層中產(chǎn)生大規(guī)模產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致且力學(xué)性質(zhì)較差的緩傾角錯動帶地質(zhì)體，給我國大型地下工程建造帶來了極大安全挑戰(zhàn)，如向家壩水電站地下廠房緩傾角錯動帶、兩河口電站地下主變室緩傾角層間錯動帶、白鶴灘水電站地下洞室群緩傾角層間和層內(nèi)錯動帶等。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于緩傾角錯動帶較低的力學(xué)強(qiáng)度和歷史上的剪切錯動，地下工程開挖擾動極易導(dǎo)致出露在洞室邊墻的錯動帶巖體發(fā)生再次滑動，進(jìn)而導(dǎo)致的工程安全問題十分突出，如洞室邊墻巖體剪切錯位、上盤巖體大變形、邊墻噴砼和混凝土開裂、高邊墻錨桿或錨索荷載超設(shè)計(jì)值等，嚴(yán)重威脅地下洞群的安全建設(shè)。可見，開展地下洞室中緩傾角錯動帶的阻滑技術(shù)開發(fā)對于今后大型地下工程安全建設(shè)具有十分重要的意義，如果能夠通過阻滑技術(shù)避免緩傾角錯動帶的剪切滑動，將可極大地減少和避免工程事故發(fā)生，大大節(jié)約工程建設(shè)。

然而，由于緩傾角錯動帶的空間延展大、歷史上的多次滑動、硬一軟一硬復(fù)合結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，現(xiàn)有涉及地下工程圍巖和軟弱帶的加固技術(shù)都無法有效和可靠地防治洞室開挖卸荷下出露在地下洞室邊墻的緩傾角錯動帶滑動或破壞。這是因?yàn)椋?/p>

(1)通常的圍巖加固技術(shù)(如錨桿、噴射混凝土、錨索等)只能對地下洞室表面和錨索/錨桿安裝深度范圍內(nèi)的巖體進(jìn)行加固，而無法針對延展范圍達(dá)數(shù)百米或上公里的緩傾角錯動帶進(jìn)行內(nèi)部加固(中華人民共和國建設(shè)部，2001年7月，“錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范GB?50086-2001”，原國家冶金工業(yè)局；《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》，2002年第7期，莊心善，“錨桿加固巖體邊坡設(shè)計(jì)法分析”；《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》，2011年第9期，師曉權(quán),“軟弱圍巖隧道超前預(yù)加固技術(shù)試驗(yàn)研究”)。

(2)常規(guī)加固技術(shù)(如錨桿、噴射混凝土、錨索等)提供的阻止地下工程巖層或軟弱面剪切滑動的抗阻力十分有限，遠(yuǎn)小于緩傾角錯動帶上下盤滑動時的滑動力，從而無法可靠地阻止緩傾角錯動帶在洞室開挖卸荷下的滑動變形或破壞。

(3)邊坡治理中常用的單一或多條置換洞是一典型的單向式抗滑方法，其抗滑洞沒有能考慮具有一定厚度且延展范圍大的緩傾角錯動特點(diǎn)，也未能考慮大型地下大型洞室開挖后形成的內(nèi)部大空區(qū)和開挖卸荷過程中洞室邊墻巖體變形和應(yīng)力釋放的特殊性，從而其方法和經(jīng)驗(yàn)通常也無法滿足大型地下洞室中錯動帶的加固要求(《水力發(fā)電》，2007年11期，周述椿，“拉西瓦水電站拱壩左壩肩抗剪洞布置探討”；《吉林水利》，2011年第2期，徐亮，“抗剪洞施工期邊坡監(jiān)測與分析”;《四川水力發(fā)電》，2011年第4期，陳佳偉，“某水電站壩址區(qū)松動巖體開挖加固效果初探”；《人民長江》，2012年第6期，王小毛，“三里坪水利水電樞紐工程關(guān)鍵技術(shù)問題研究”)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在問題，本發(fā)明的目的在于提供一種防治地下洞室中緩傾角錯動帶變形與破壞的梯式阻滑群洞技術(shù)，旨在克服當(dāng)前地下工程中錯動帶的滑動變形與破壞治理技術(shù)儲備不足，實(shí)現(xiàn)對大型地下洞室開挖過程中緩傾角錯動帶變形與破壞的防治。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種防治地下洞室中緩傾角錯動帶變形與破壞的梯式阻滑群洞，

A.在含緩傾角錯動帶巖層中預(yù)開挖的地下洞室邊墻兩側(cè)的外側(cè)巖體內(nèi)分別開挖第一梯形結(jié)構(gòu)的阻滑群洞和第二梯形結(jié)構(gòu)的阻滑群洞，第一梯形結(jié)構(gòu)的阻滑群洞中第一主洞的軸線和第二主洞的軸線均位于緩傾角錯動帶的平面內(nèi)，第一主洞的軸線和第二主洞的軸線相互平行且與地下洞室的邊墻平面平行，第一主洞與第二主洞之間開挖兩條以上的連接洞，連接洞的軸線垂直于第一主洞和第二主洞的軸線，第二梯形結(jié)構(gòu)的阻滑群洞中第三主洞的軸線和第四主洞的軸線均位于緩傾角錯動帶的平面內(nèi)，第三主洞的軸線和第四主洞的軸線相互平行且與地下洞室的邊墻平面平行，第三主洞與第四主洞之間開挖兩條以上的連接洞，連接洞的軸線垂直于第三主洞和第四主洞的軸線；