[發(fā)明專利]一種高巖溫隧道斷層段穩(wěn)定性支護結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210021069.7
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114233333A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田小路;成孝玉;宋青波;袁金秀;王道遠;崔光耀;康華;張奇;呂孟偉;陳春劍;王凱;孫梁;閆軍;張紅強;章浩天
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵十六局集團第四工程有限公司;中鐵十六局集團有限公司;河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院;北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21D11/15
• 分類號: E21D11/15;E21D11/38;E21D11/00
• 代理公司: 河南大象律師事務(wù)所 41129
• 代理人: 張偉康

本發(fā)明提供一種高巖溫隧道斷層段穩(wěn)定性支護結(jié)構(gòu)，解決了襯砌結(jié)構(gòu)處于高地溫環(huán)境中，所引起的溫度應(yīng)力造成襯砌出現(xiàn)裂紋，降低結(jié)構(gòu)承載能力的問題。包括隧道襯砌，隧道襯砌的內(nèi)側(cè)面上開有護板槽，護板槽的內(nèi)側(cè)面上開有貫穿巖體的支護孔，護板槽內(nèi)均固定有襯砌護板，襯砌護板的中部固定有位于支護孔內(nèi)的支護管，支護管處于支護孔內(nèi)部的一端轉(zhuǎn)動連接有定位裝置，支護管的內(nèi)部安裝有噴淋裝置，隧道襯砌內(nèi)側(cè)面頂部安裝有制冷制熱裝置，制冷制熱裝置連接有總水管，隧道襯砌的內(nèi)側(cè)面上固定安裝有多個均與總水管連接的分水管。本發(fā)明通過在支護管內(nèi)部設(shè)置噴淋裝置，能夠向斷層內(nèi)部噴淋冷水，對斷層內(nèi)進行降溫，從而使得圍巖溫度也得到降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道支護結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高巖溫隧道斷層段穩(wěn)定性支護結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和隧道施工技術(shù)的不斷進步，與交通建設(shè)和水資源開發(fā)有關(guān)的隧道工程和其它地下工程逐漸向長大深埋方向發(fā)展，高地溫病害也逐漸成為地下工程的一大難題，比如國外的瑞士辛普倫隧道最大埋深2136米，施工期最高地溫55.4℃；我國的西康鐵路秦嶺隧道最大埋深1600米，施工期最高地溫40℃；云南高黎貢山鐵路隧道最大埋深1155米，最高地溫達到了60℃；新疆公格爾一布侖口水電站發(fā)電引水隧洞高地溫洞段實測掌子面最高環(huán)境溫度67℃、鉆孔內(nèi)最高溫度82℃，為國內(nèi)罕見的高地溫條件下的水工隧洞工程。

高地溫會對隧道工程產(chǎn)生各種不利的影響和危害，高溫會影響隧道支護結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)參數(shù)(強度、彈模等)，由于溫度的不均勻分布，而在襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)會產(chǎn)生的溫度應(yīng)力會降低隧道襯砌結(jié)構(gòu)體系的承載能力和耐久性；洞室內(nèi)的高溫高濕將導(dǎo)致機械設(shè)備的工作條件惡化、效率降低、故障增多；

隧道建成運營后，由于洞內(nèi)溫度過高，將造成隧道養(yǎng)護維修困難，從而導(dǎo)致運營成本大幅提高。而且在考慮高地溫影響時，圍巖內(nèi)外的溫差產(chǎn)生了溫度場，尤其是當(dāng)圍巖內(nèi)部存在斷層時，斷層內(nèi)部的溫度聚集使得斷層段的圍巖溫度過高，而襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力主要由溫度場產(chǎn)生，襯砌結(jié)構(gòu)處于高地溫環(huán)境中，結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大，所引起的溫度應(yīng)力極易造成襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋、開裂，降低結(jié)構(gòu)承載能力，影響結(jié)構(gòu)的耐久性，所以對于高巖溫隧道斷層段支護結(jié)構(gòu)的隔熱散熱研究顯得尤為必要。

因此，本發(fā)明提供一種高巖溫隧道斷層段穩(wěn)定性支護結(jié)構(gòu)來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明提供一種高巖溫隧道斷層段穩(wěn)定性支護結(jié)構(gòu)，有效的解決了襯砌結(jié)構(gòu)處于高地溫環(huán)境中，結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大，所引起的溫度應(yīng)力極易造成襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋、開裂，降低結(jié)構(gòu)承載能力的問題。

一種高巖溫隧道斷層段穩(wěn)定性支護結(jié)構(gòu)，包括固定安裝在巖體內(nèi)部的隧道襯砌，其特征在于，所述隧道襯砌的內(nèi)側(cè)面上開有護板槽，所述護板槽的內(nèi)側(cè)面上開有貫穿巖體的支護孔，所述護板槽內(nèi)均固定安裝有襯砌護板，所述襯砌護板的中部貫穿并固定安裝有位于支護孔內(nèi)的支護管，所述支護管處于支護孔內(nèi)部的一端轉(zhuǎn)動連接有定位裝置，所述支護管的內(nèi)部安裝有噴淋裝置，所述隧道襯砌內(nèi)側(cè)面的頂部安裝有制冷制熱裝置，所述隧道襯砌內(nèi)側(cè)面頂部固定安裝有與制冷制熱裝置連接的總水管，所述隧道襯砌的內(nèi)側(cè)面上固定安裝有多個均與總水管連接的分水管；

所述噴淋裝置，包括噴淋內(nèi)環(huán)，所述噴淋內(nèi)環(huán)的左右兩端均通過翻邊固定安裝在支護管的內(nèi)側(cè)面上，所述支護管與噴淋內(nèi)環(huán)之間形成噴淋空腔，所述支護管的外表面上開有多個位于噴淋空腔內(nèi)且呈圓周分布的噴淋槽，每個所述噴淋槽內(nèi)均滑動安裝有兩個噴淋滑塊，每個所述噴淋滑塊朝向噴淋空腔內(nèi)部的一面均固定連接有噴淋滑桿，位于同側(cè)的兩個所述噴淋滑桿之間滑動套設(shè)有噴淋板，每個所述噴淋板朝向噴淋槽的一面上均安裝有噴淋頭，每個所述噴淋板上均固定有與多個噴淋頭連接的噴淋水管，所述支護管處于隧道護板右側(cè)的一端同軸固定安裝有呈環(huán)狀的水管環(huán)，每個所述噴淋水管的一端均貫穿噴淋內(nèi)環(huán)右側(cè)的翻邊并貫穿支護管的側(cè)壁與水管環(huán)連接，所述水管環(huán)與總水管連接。