[發明專利]一種跨越大型活動斷層帶的水工隧洞結構

有效

• 申請號: 201410225915.2
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN104018846A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 陳海坤;楊家修;趙繼勇;李曉彬;魏勇;何俊;羅玉霞;任興普;李清石;李剛;何建峰;秦曉亮
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及一種跨越大型活動斷層帶的水工隧洞結構，屬于水利水電應用技術領域。

背景技術

近些年來，由于一些規模較大活斷層的運動，導致附近地區發生較大地震，造成工程建筑物的破壞和損失。在水利水電工程中，用于以滿足發電及灌溉輸水等要求的水工隧洞，若遇見斷層，首先應采取避讓繞行措施；若因線路方案限制必須穿越活動斷層時，如果水工隧洞不經過特殊處理，將很難滿足工程長期穩定運行的需要。活動斷層對工程建筑物安全的威脅主要來自斷層錯動，其包括突發錯動(產生地震的粘滑)和緩慢錯動(不產生地震的蠕滑)。無論哪種方式的錯動都會對引水系統工程建筑物造成威脅。由于斷層性質為活動斷層，受地震影響會發生不定向的變位，活動斷層段不均勻沉陷大，并且不斷變化，當其積累到一定量級的相對位移時，其對水工隧洞的安全性將構成嚴重影響。

當前，國內外學者對穿越活動斷層的水工隧洞研究較少，且主要為規模較小的斷層。水工隧洞穿越斷層規模較小時，可采用由一次襯砌、二次襯砌和中間回填的柔性材料鋼筋混凝土復合襯砌結構。但有時難免會遇到一些復雜的地質條件，尤其高地震烈度地區，可能會遇到一些規模較大的活動斷層帶，采用上述襯砌結構，無法達到所需的抗震能力及抵抗大型斷層蠕滑錯動破壞的能力，從而無法滿足安全性要求。

發明內容

針對以上技術缺陷，本發明的目的在于提供一種跨越大型活動斷層帶的水工隧洞結構，其施工安全、方便，且具有良好的抗震能力及抵抗大型斷層蠕滑錯動破壞的能力，其安全性高。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種跨越大型活動斷層帶的水工隧洞結構，沿隧洞縱向包括活動斷層跨越段、兩端相接的埋藏式壓力鋼管段、與活動斷層跨越段相連通的檢修隧洞，所述活動斷層跨越段采用復合式襯砌結構，沿隧洞徑向由外層結構和內層結構組成，外層結構包括徑向外側的一期環形支護和一期環形襯砌，一期環形支護和一期環形襯砌為鋼筋混凝土襯砌結構，內層結構包括間隔串連布置的鋼管和波紋伸縮節復合襯砌結構。

所述鋼管沿縱向設置有支承環和支座。

所述支承環采用下支承型式。

所述支座采用固定支座或滑動支座以及固定支座和滑動支座交替布置的型式。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明活動斷層帶跨越段外層結構采用鋼筋混凝土襯砌結構作為承擔山巖壓力及外水壓力的主要結構，而內層采用鋼管加波紋補償器的復合襯砌結構承擔內水壓力及地震產生的蠕滑位移；采用波紋伸縮節補償地震產生的不均勻變位，將鋼管與波紋伸縮節串連，使整個結構組成一較大的柔性體，以適應隧洞任何位置發生的位移，具有良好的抗震能力及抵抗大型斷層蠕滑錯動破壞的能力，安全性高，其具有便于運行維護、有利于觀測設施布置、能方便施工及后期維護等優點，具有顯著的經濟效益和社會效益。

附圖說明

圖1為本發明縱向斷面結構示意圖；

圖2為本發明橫向斷面結構示意圖；

圖中：活動斷層跨越段1、壓力鋼管段2、檢修隧洞3、一期環形支護4、一期環形襯砌5、鋼管6、波紋伸縮節7、支承環8、支座9。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但要求保護的范圍并不局限于本實施例所述內容。

如圖1和圖2所示，本發明為一種跨越大型活動斷層帶的水工隧洞結構，沿隧洞縱向包括活動斷層跨越段1、兩端相接的埋藏式壓力鋼管段2、與活動斷層跨越段1相連通的檢修隧洞3，所述活動斷層跨越段1采用復合式襯砌結構，沿隧洞徑向由外層結構和內層結構組成，外層結構包括徑向外側的一期環形支護4和一期環形襯砌5，一期環形支護4和一期環形襯砌5為鋼筋混凝土襯砌結構，內層結構包括間隔串連布置的鋼管6和波紋伸縮節7復合襯砌結構。

所述鋼管6沿縱向按照一定距離設置有支承環8和支座9。

所述支承環8采用下支承型式。

所述支座9采用固定支座或滑動支座以及固定支座和滑動支座交替布置的型式。

本發明活動斷層跨越段外層采用鋼筋混凝土襯砌結構作為承擔山巖壓力及外水壓力的主要結構，而內層采用鋼管加波紋補償器的復合襯砌結構承擔內水壓力及地震產生的蠕滑位移，采用波紋伸縮節補償地震產生的不均勻變位，將波紋伸縮節與剛性結構串連，使整個結構組成一較大的柔性體，以適應隧洞任何位置發生的位移，具有良好的抗震能力及抵抗大型斷層蠕滑錯動破壞的能力。