跨活断层水工隧洞的支护结构的制作方法

本发明公开了一种跨活断层水工隧洞的支护结构，属于隧洞工程。

背景技术：

1、随着抽蓄电站大力建设，上水库多布置于高山沟谷、山间台地，下水库多利用山下支沟或山前斜坡布置，山前斜坡地带往往发育有活断层，水工隧洞难以规避活断层，活断层对水工隧洞工程安全建设及运行存在严重威胁。

2、为保证水工隧洞的安全稳定运行，通常在水工隧洞内设置衬砌，衬砌的作用包括：(1)承受荷载。衬砌承受山岩压力、内水压力等各种荷载；(2)加固围岩。共同承受内、外水压力和其它荷载等，使围岩保持稳定，不至于塌落；(3)减小表面糙率。由衬砌形成的光滑、平整的表面，可以减小隧洞的糙率和水头损失，改善水流条件；(4)保护围岩。衬砌可以防止水流、空气、温度、湿度变化等对围岩的冲刷、风化和侵蚀等破坏作用；(5)防止渗漏。

3、现有技术的水工隧洞内设置的衬砌并未采用针对性的措施应对活断层，导致在发生断层错动时，衬砌直接被破坏，难以达到要求的支护强度，导致水工隧洞发生安全事故。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，提供一种跨活断层水工隧洞的支护结构，以解决现有技术中水工隧洞衬砌存在的易被破坏，难以达到要求的支护强度的技术问题。

2、本发明提供了一种跨活断层水工隧洞的支护结构，包括沿水工隧洞内壁周向或轴向依次固定设置的多片衬砌和多个止水装置；

3、每片衬砌的一端设置有导向槽，另一端开设有栓孔；

4、相邻衬砌搭接设置，且相邻衬砌的栓孔与导向槽重合，并通过螺栓连接，所述导向槽的长度大于所述螺栓的螺杆的直径；

5、所述止水装置设置于相邻衬砌的搭接区域。

6、优选地，所述导向槽为一字型槽或者由横向一字型槽和纵向一字型槽交叉所得的十字型槽中的一种。

7、优选地，还包括缓冲装置；

8、所述缓冲装置设置于所述相邻衬砌的搭接区域内。

9、优选地，所述缓冲装置为沥青麻丝、聚苯乙烯板、聚氯乙烯泡沫塑料板中的至少一种。

10、优选地，所述止水装置为封堵层；

11、所述封堵层设置于所述相邻衬砌的搭接区域的边界处；

12、所述封堵层的材质为水泥砂浆。

13、优选地，所述止水装置为紫铜片；

14、所述紫铜片设置于所述相邻衬砌的搭接区域处，且所述紫铜片的两端分别伸入至对应衬砌内。

15、优选地，还包括多个柔性管节；

16、所述多个柔性管节设置于所述水工隧洞内并沿所述水工隧洞的轴线依次布置；

17、每个柔性管节的两端与所述水工隧洞的相对两侧连接，用于确定对应位置所述水工隧洞的变形量。

18、优选地，还包括设置在每个所述柔性管节上的位移传感器。

19、优选地，所述水工隧洞的外部扩挖区域设置有吸能层。

20、优选地，所述吸能层的材质为气泡混凝土。

21、本发明的跨活断层水工隧洞的支护结构，相较于现有技术，具有如下

22、有益效果：

23、本发明设置导向槽的长度大于螺栓的螺杆的直径，从而使得在发生轻微断层错动时，螺栓可在导向槽的长度方向上进行运动，避免破坏衬砌，保证水工隧洞的正常运行。使用时，可根据研究确定的错动方向采用沿水工隧洞内壁周向或轴向依次固定多片衬砌的形式，例如针对易发生上下错动区域的水工隧洞，多片衬砌沿水工隧洞内壁周向依次固定设置，则导向槽的方向也为周向，从而在相邻衬砌之间留出错动余量。另外，本发明的跨活断层水工隧洞的支护结构，由于采用相邻衬砌搭接的形式，因此在断层错动严重，导致衬砌发生破坏的情况下，可仅更换破坏处的衬砌，通过衬砌之间的搭接就可完成施工，施工方便、快捷。

技术特征：

1.一种跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，包括沿水工隧洞内壁周向或轴向依次固定设置的多片衬砌和多个止水装置；

2.根据权利要求1所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，所述导向槽为一字型槽或者由横向一字型槽和纵向一字型槽交叉所得的十字型槽中的一种。

3.根据权利要求1所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，还包括缓冲装置；

4.根据权利要求3所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，所述缓冲装置为沥青麻丝、聚苯乙烯板、聚氯乙烯泡沫塑料板中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，所述止水装置为封堵层；

6.根据权利要求1或5所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，所述止水装置为紫铜片；

7.根据权利要求1所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，还包括多个柔性管节；

8.根据权利要求7所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，还包括设置在每个所述柔性管节上的位移传感器。

9.根据权利要求1所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，所述水工隧洞的外部扩挖区域设置有吸能层。

10.根据权利要求9所述的跨活断层水工隧洞的支护结构，其特征在于，所述吸能层的材质为气泡混凝土。

技术总结本发明属于隧洞工程技术领域，公开了一种跨活断层水工隧洞的支护结构，包括沿水工隧洞内壁周向或轴向依次固定设置的多片衬砌和多个止水装置；每片衬砌的一端设置有导向槽，另一端开设有栓孔；相邻衬砌搭接设置，且相邻衬砌的栓孔与导向槽重合，并通过螺栓连接，导向槽的长度大于螺栓的螺杆的直径；止水装置设置于相邻衬砌的搭接区域。在发生轻微断层错动时，本发明的支护结构因导向槽留有错动余量，因此衬砌不会被破坏，能够保证水工隧洞的正常运行。当发生严重一些的断层错动导致衬砌损坏时，可仅更换破坏处的衬砌，通过衬砌之间的搭接就可完成施工，施工方便、快捷。技术研发人员：张莹,狄圣杰,石立,吕庆超,刘兴华,吕耀成受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30