[发明专利]一种防治地下洞室中缓倾角错动带变形与破坏的梯式阻滑群洞

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩土地下工程领域的防治技术，更具体涉及一种防治地下洞室中缓倾角错动带变形与破坏的梯式阻滑群洞技术，它可有效地防治大型地下工程开挖时出露在洞室边墙的缓倾角错动带发生滑动变形或破坏。

背景技术

我国大陆地壳历史上先后经历了印支期、燕山期、喜马拉雅期、新构造期等大规模内动力构造过程，地壳岩体因强烈挤压或张拉构造而普遍发生了断裂，导致岩层中产生大规模产状与岩层产状基本一致且力学性质较差的缓倾角错动带地质体，给我国大型地下工程建造带来了极大安全挑战，如向家坝水电站地下厂房缓倾角错动带、两河口电站地下主变室缓倾角层间错动带、白鹤滩水电站地下洞室群缓倾角层间和层内错动带等。实践中发现，由于缓倾角错动带较低的力学强度和历史上的剪切错动，地下工程开挖扰动极易导致出露在洞室边墙的错动带岩体发生再次滑动，进而导致的工程安全问题十分突出，如洞室边墙岩体剪切错位、上盘岩体大变形、边墙喷砼和混凝土开裂、高边墙锚杆或锚索荷载超设计值等，严重威胁地下洞群的安全建设。可见，开展地下洞室中缓倾角错动带的阻滑技术开发对于今后大型地下工程安全建设具有十分重要的意义，如果能够通过阻滑技术避免缓倾角错动带的剪切滑动，将可极大地减少和避免工程事故发生，大大节约工程建设。

然而，由于缓倾角错动带的空间延展大、历史上的多次滑动、硬一软一硬复合结构等特点，现有涉及地下工程围岩和软弱带的加固技术都无法有效和可靠地防治洞室开挖卸荷下出露在地下洞室边墙的缓倾角错动带滑动或破坏。这是因为：

(1)通常的围岩加固技术(如锚杆、喷射混凝土、锚索等)只能对地下洞室表面和锚索/锚杆安装深度范围内的岩体进行加固，而无法针对延展范围达数百米或上公里的缓倾角错动带进行内部加固(中华人民共和国建设部，2001年7月，“锚杆喷射混凝土支护技术规范GB 50086-2001”，原国家冶金工业局；《岩石力学与工程学报》，2002年第7期，庄心善，“锚杆加固岩体边坡设计法分析”；《岩石力学与工程学报》，2011年第9期，师晓权,“软弱围岩隧道超前预加固技术试验研究”)。

(2)常规加固技术(如锚杆、喷射混凝土、锚索等)提供的阻止地下工程岩层或软弱面剪切滑动的抗阻力十分有限，远小于缓倾角错动带上下盘滑动时的滑动力，从而无法可靠地阻止缓倾角错动带在洞室开挖卸荷下的滑动变形或破坏。

(3)边坡治理中常用的单一或多条置换洞是一典型的单向式抗滑方法，其抗滑洞没有能考虑具有一定厚度且延展范围大的缓倾角错动特点，也未能考虑大型地下大型洞室开挖后形成的内部大空区和开挖卸荷过程中洞室边墙岩体变形和应力释放的特殊性，从而其方法和经验通常也无法满足大型地下洞室中错动带的加固要求(《水力发电》，2007年11期，周述椿，“拉西瓦水电站拱坝左坝肩抗剪洞布置探讨”；《吉林水利》，2011年第2期，徐亮，“抗剪洞施工期边坡监测与分析”;《四川水力发电》，2011年第4期，陈佳伟，“某水电站坝址区松动岩体开挖加固效果初探”；《人民长江》，2012年第6期，王小毛，“三里坪水利水电枢纽工程关键技术问题研究”)。

发明内容

针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种防治地下洞室中缓倾角错动带变形与破坏的梯式阻滑群洞技术，旨在克服当前地下工程中错动带的滑动变形与破坏治理技术储备不足，实现对大型地下洞室开挖过程中缓倾角错动带变形与破坏的防治。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种防治地下洞室中缓倾角错动带变形与破坏的梯式阻滑群洞，

A.在含缓倾角错动带岩层中预开挖的地下洞室边墙两侧的外侧岩体内分别开挖第一梯形结构的阻滑群洞和第二梯形结构的阻滑群洞，第一梯形结构的阻滑群洞中第一主洞的轴线和第二主洞的轴线均位于缓倾角错动带的平面内，第一主洞的轴线和第二主洞的轴线相互平行且与地下洞室的边墙平面平行，第一主洞与第二主洞之间开挖两条以上的连接洞，连接洞的轴线垂直于第一主洞和第二主洞的轴线，第二梯形结构的阻滑群洞中第三主洞的轴线和第四主洞的轴线均位于缓倾角错动带的平面内，第三主洞的轴线和第四主洞的轴线相互平行且与地下洞室的边墙平面平行，第三主洞与第四主洞之间开挖两条以上的连接洞，连接洞的轴线垂直于第三主洞和第四主洞的轴线；