一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，属于水利水电应用【技术领域】。其技术方案为：沿隧洞纵向包括活动断层跨越段、两端相接的埋藏式压力钢管段、与活动断层跨越段相连通的检修隧洞，所述活动断层跨越段采用复合式衬砌结构，沿隧洞径向由外层结构和内层结构组成，外层结构包括径向外侧的一期环形支护和一期环形衬砌，一期环形支护和一期环形衬砌为钢筋混凝土衬砌结构，内层结构包括间隔串连布置的钢管和波纹伸缩节复合衬砌结构。本发明施工安全、方便，且具有良好的抗震能力及抵抗大型断层蠕滑错动破坏的能力，其安全性高。
【专利说明】一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，属于水利水电应用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近些年来，由于一些规模较大活断层的运动，导致附近地区发生较大地震，造成工程建筑物的破坏和损失。在水利水电工程中，用于以满足发电及灌溉输水等要求的水工隧洞，若遇见断层，首先应采取避让绕行措施；若因线路方案限制必须穿越活动断层时，如果水工隧洞不经过特殊处理，将很难满足工程长期稳定运行的需要。活动断层对工程建筑物安全的威胁主要来自断层错动，其包括突发错动(产生地震的粘滑)和缓慢错动(不产生地震的蠕滑)。无论哪种方式的错动都会对引水系统工程建筑物造成威胁。由于断层性质为活动断层，受地震影响会发生不定向的变位，活动断层段不均匀沉陷大，并且不断变化，当其积累到一定量级的相对位移时，其对水工隧洞的安全性将构成严重影响。
[0003]当前，国内外学者对穿越活动断层的水工隧洞研究较少，且主要为规模较小的断层。水工隧洞穿越断层规模较小时，可采用由一次衬砌、二次衬砌和中间回填的柔性材料钢筋混凝土复合衬砌结构。但有时难免会遇到一些复杂的地质条件，尤其高地震烈度地区，可能会遇到一些规模较大的活动断层带，采用上述衬砌结构，无法达到所需的抗震能力及抵抗大型断层蠕滑错动破坏的能力，从而无法满足安全性要求。
【发明内容】
[0004]针对以上技术缺陷，本发明的目的在于提供一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，其施工安全、方便，且具有良好的抗震能力及抵抗大型断层蠕滑错动破坏的能力，其安全性高。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，沿隧洞纵向包括活动断层跨越段、两端相接的埋藏式压力钢管段、与活动断层跨越段相连通的检修隧洞，所述活动断层跨越段采用复合式衬砌结构，沿隧洞径向由外层结构和内层结构组成，外层结构包括径向外侧的一期环形支护和一期环形衬砌，一期环形支护和一期环形衬砌为钢筋混凝土衬砌结构，内层结构包括间隔串连布置的钢管和波纹伸缩节复合衬砌结构。
[0007]所述钢管沿纵向设置有支承环和支座。
[0008]所述支承环采用下支承型式。
[0009]所述支座采用固定支座或滑动支座以及固定支座和滑动支座交替布置的型式。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0011]本发明活动断层带跨越段外层结构采用钢筋混凝土衬砌结构作为承担山岩压力及外水压力的主要结构，而内层采用钢管加波纹补偿器的复合衬砌结构承担内水压力及地震产生的蠕滑位移；采用波纹伸缩节补偿地震产生的不均匀变位，将钢管与波纹伸缩节串连，使整个结构组成一较大的柔性体，以适应隧洞任何位置发生的位移，具有良好的抗震能力及抵抗大型断层蠕滑错动破坏的能力，安全性高，其具有便于运行维护、有利于观测设施布置、能方便施工及后期维护等优点，具有显著的经济效益和社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明纵向断面结构示意图；
[0013]图2为本发明横向断面结构示意图；
[0014]图中:活动断层跨越段1、压力钢管段2、检修隧洞3、一期环形支护4、一期环形衬砌5、钢管6、波纹伸缩节7、支承环8、支座9。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但要求保护的范围并不局限于本实施例所述内容。
[0016]如图1和图2所示，本发明为一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，沿隧洞纵向包括活动断层跨越段1、两端相接的埋藏式压力钢管段2、与活动断层跨越段I相连通的检修隧洞3，所述活动断层跨越段I采用复合式衬砌结构，沿隧洞径向由外层结构和内层结构组成，外层结构包括径向外侧的一期环形支护4和一期环形衬砌5，一期环形支护4和一期环形衬砌5为钢筋混凝土衬砌结构，内层结构包括间隔串连布置的钢管6和波纹伸缩节7复合衬砌结构。
[0017]所述钢管6沿纵向按照一定距离设置有支承环8和支座9。
[0018]所述支承环8采用下支承型式。
[0019]所述支座9采用固定支座或滑动支座以及固定支座和滑动支座交替布置的型式。
[0020]本发明活动断层跨越段外层采用钢筋混凝土衬砌结构作为承担山岩压力及外水压力的主要结构，而内层采用钢管加波纹补偿器的复合衬砌结构承担内水压力及地震产生的蠕滑位移，采用波纹伸缩节补偿地震产生的不均匀变位，将波纹伸缩节与刚性结构串连，使整个结构组成一较大的柔性体，以适应隧洞任何位置发生的位移，具有良好的抗震能力及抵抗大型断层蠕滑错动破坏的能力。
【权利要求】
1.一种跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，其特征在于:沿隧洞纵向包括活动断层跨越段(I)、两端相接的埋藏式压力钢管段(2)、与活动断层跨越段(I)相连通的检修隧洞(3)，所述活动断层跨越段(I)采用复合式衬砌结构，沿隧洞径向由外层结构和内层结构组成，外层结构包括径向外侧的一期环形支护(4)和一期环形衬砌(5)，一期环形支护(4)和一期环形衬砌(5)为钢筋混凝土衬砌结构，内层结构包括间隔串连布置的钢管(6)和波纹伸缩节(X)复合衬砌结构。
2.根据权利要求1所述的跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，其特征在于:所述钢管(6)沿纵向设置有支承环⑶和支座(9)。
3.根据权利要求2所述的跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，其特征在于:所述支承环(8)采用下支承型式。
4.根据权利要求2所述的跨越大型活动断层带的水工隧洞结构，其特征在于:所述支座(9)采用固定支座或滑动支座以及固定支座和滑动支座交替布置的型式。
【文档编号】E21D9/14GK104018846SQ201410225915
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】陈海坤, 杨家修, 赵继勇, 李晓彬, 魏勇, 何俊, 罗玉霞, 任兴普, 李清石, 李刚, 何建峰, 秦晓亮 申请人:中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司