CN217872790U - 一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构 - Google Patents
一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，所述应力释放结构包括卸压洞和多条第一卸压孔，所述卸压洞和开挖洞分别设置在应力集中区的两侧；所述第一卸压孔由开挖洞的拐角处向应力集中区方向延伸设置且第一卸压孔的钻孔深度超过应力集中区。本实用新型所提供的应力释放结构将卸压洞作为主要应力释放结构，卸压孔作为次要应力释放结构，充分发挥两种结构的应力释放效果，改善围岩内应力分布特征，确保最大程度地释放围岩内聚集的能量，尤其是在极高地应力环境下聚集的高能量，确保洞室的安全稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，适用于超深埋地下工程，例如：水工隧洞、地下厂房、地下实验室等场景。
背景技术
近年来，出现了大量的超深埋地下工程，由于埋深大，自重应力高，加之显著的构造应力作用，形成了极高的地应力环境。由于高地应力的存在，将在围岩内部形成明显的应力集中区，在应力集中区内聚集了极高的能量，对地下工程的稳定性造成严重威胁，也给工程的支护设计带来了巨大挑战，单纯靠支护和围岩自身已经难以承担巨大的地应力。
由于围岩在高应力环境下能够储备大量的能量，因此可以采取一定的措施减少其储存的能量或者消耗其中的能量。目前常用的减少储存能量的措施包括高压注水、打大直径的应力释放孔、进行应力解除爆破等，使得高应力向内部围压高的地方转移，从而降低高能量冲击的可能性。但是这些措施在应对一般的高应力集中时，可以发挥一定的作用，但面对极高地应力环境造成的巨大的能量聚集，这些措施的应力解除效果有限，很难达到理想的效果。尤其是当隧洞断面较小，难以安装大型固定设备时，上述措施更加难以发挥作用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构。
为此，本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：
一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：所述应力释放结构包括卸压洞和多条第一卸压孔，所述卸压洞和开挖洞分别设置在应力集中区的两侧；
所述第一卸压孔由开挖洞的拐角处向应力集中区方向延伸设置且第一卸压孔的钻孔深度超过应力集中区。
在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述开挖洞的每个拐角处设置多条不同水平倾角的第一卸压孔。
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述开挖洞的每个拐角处设置三条不同水平倾角的第一卸压孔，三条第一卸压孔的水平倾角分别为30度、45度和90度。
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述卸压洞与开挖洞之间的间距为2倍~3倍的开挖洞的洞径。
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述卸压洞为圆型。
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述卸压洞的洞径为3 m~6 m。
作为本实用新型的一种优选技术方案：每个卸压洞朝向应力集中区设置多条第二卸压孔，第二卸压孔的钻孔深度超过应力集中区。
作为本实用新型的一种优选技术方案：每个卸压洞朝向应力集中区设置两条第二卸压孔，两条第二卸压孔的水平倾角分别为30度和60度。
本实用新型提供一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，根据应力集中区分布特征，在开挖洞周边有针对性性地综合设置卸压洞和卸压孔，通过卸压洞在应力集中区附近首先形成围岩松动区域，以此大幅度降低围岩内的应力集中程度，然后再设置卸压钻孔对应力集中区进行更加精准的卸压。本实用新型所提供的应力释放结构将卸压洞作为主要应力释放结构，卸压孔作为次要应力释放结构，充分发挥两种结构的应力释放效果，改善围岩内应力分布特征，确保最大程度地释放围岩内聚集的能量，尤其是在极高地应力环境下聚集的高能量，确保洞室的安全稳定。
附图说明
图1为本实用新型所提供的开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构的图示；
图中：110-卸压洞；121-第一卸压孔；122-第二卸压孔。
具体实施方式
参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。
在开挖洞周边的应力集中区设置第一卸压孔121，要求钻孔深度超过应力集中区，并间隔设置，确保卸压效果。
本实施案例中，开挖洞室的拐角处为应力集中区，在每个拐角处分别设置三条第一卸压孔121，三条第一卸压孔121的水平倾角分别为30°、45°和90°。
在距离开挖洞一定距离处，根据应力集中区分布特征设置卸压洞110，且卸压洞110和开挖洞分别处于应力集中区的两侧，卸压洞110和开挖洞之间的间距一般为2倍~3倍开挖洞的洞径，确保卸压洞能够对应力集中区发挥作用。
卸压洞110一般为圆型，有利于卸压洞的洞室稳定；卸压洞110的洞径一般为3 m~6m，确保具备钻孔施工条件。
本实施案例中，共针对两处应力集中区设置两条卸压洞110。
在卸压洞110内向应力集中区设置第二卸压孔122，并与开挖洞内设置的第一卸压孔121形成完整的应力释放区，再进一步释放应力集中区内围岩内的能量聚集程度。
本实施案例中，卸压洞110内共设置两条卸压孔，倾角分别为30°和60°
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：所述应力释放结构包括卸压洞和多条第一卸压孔，所述卸压洞和开挖洞分别设置在应力集中区的两侧；
所述第一卸压孔由开挖洞的拐角处向应力集中区方向延伸设置且第一卸压孔的钻孔深度超过应力集中区。
2.根据权利要求1所述的开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：所述开挖洞的每个拐角处设置多条不同水平倾角的第一卸压孔。
3.根据权利要求1或2所述的开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：所述开挖洞的每个拐角处设置三条不同水平倾角的第一卸压孔，三条第一卸压孔的水平倾角分别为30度、45度和90度。
4.根据权利要求1所述的开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：所述卸压洞与开挖洞之间的间距为2倍~3倍的开挖洞的洞径。
5.根据权利要求1所述的开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：所述卸压洞为圆型。
6. 根据权利要求1或5所述的开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：所述卸压洞的洞径为3 m~6 m。
7.根据权利要求1所述的开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：每个卸压洞朝向应力集中区设置多条第二卸压孔，第二卸压孔的钻孔深度超过应力集中区。
8.根据权利要求1或7所述的开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构，其特征在于：每个卸压洞朝向应力集中区设置两条第二卸压孔，两条第二卸压孔的水平倾角分别为30度和60度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221423242.8U CN217872790U (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202221423242.8U CN217872790U (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN217872790U true CN217872790U (zh) | 2022-11-22 |
Family
ID=84093279
Family Applications (1)
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| CN202221423242.8U Active CN217872790U (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种开挖洞围岩内极高地应力环境下的应力释放结构 |
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2022
- 2022-06-02 CN CN202221423242.8U patent/CN217872790U/zh active Active
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