SE463559B

SE463559B - CUTTING OR TUNNEL LINING WITH AN AIR PERSONAL POROEST CONCRETE LAYER

Info

Publication number: SE463559B
Application number: SE8800662A
Authority: SE
Inventors: J Pulkkinen
Original assignee: Neste Oy
Priority date: 1988-02-18
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1990-12-10
Also published as: GB2215023A; SE8800662D0; GB8803802D0; GB2215023B; SE8800662L

Description

46 7 3 55 10 15 20 25 30 35 2 I en artikel i "Pipe Line Industry", mars 1978, av Ulf E. Lindblom, Hagkonsult AB, Göteborg, Sverige, presen- teras ett förfarande för användning av en ej belagd klipp- grotta för naturgasförvaring. Denna konstruktion medför emellertid att det förvarade materialet placeras på ganska stort djup (över 500 m och upp till 1000 m under ytan), såväl som konstruktion av extremt dyra insprutningstunn- lar. 46 7 3 55 10 15 20 25 30 35 2 An article in "Pipe Line Industry", March 1978, by Ulf E. Lindblom, Hagkonsult AB, Gothenburg, Sweden, presents a procedure for using an uncoated cutter. cave for natural gas storage. However, this construction means that the stored material is placed at a fairly large depth (over 500 m and up to 1000 m below the surface), as well as the construction of extremely expensive injection tunnels.

I samma artikel omnämns å andra sidan att t ex i New Jersey, USA, har en ej belagd klippcistern konstruerats (Carlstadt), vilken tvingades omanpassas till ett annat användningsområde beroende på frysningssprickor i klippan.On the other hand, the same article mentions that in New Jersey, USA, for example, an uncoated rock cistern has been constructed (Carlstadt), which had to be re-adapted to a different area of use due to freezing cracks in the rock.

Kylda klippgrottor drabbas av det välkända problemet att grundvattnet som flödar in i klippsprickorna expanderar när det fryser. Å andra sidan komprimeras klip- pan när kylningen fortsätter, så att sprickorna som först frusits upp öppnas och därigenom möjliggör att gas och ej frusen vätska penetreras in i klippsprickorna. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att eliminera det på grund av frysande vatten uppkomna prob- lemet.Chilled rock caves suffer from the well-known problem that the groundwater flowing into the rock crevices expands when it freezes. On the other hand, the cutting edge is compressed as the cooling continues, so that the cracks that have first been frozen open up, thereby enabling gas and not frozen liquid to penetrate into the cutting cracks. The object of the present invention is therefore to eliminate the problem arising from freezing water.

Deta ändamål uppnås genom uppfinningen med hjälp av en klippgrotta eller -tunnel av inledningsvis nämnt slag, vilken därutöver har de i det efterföljande patentkravets l kännetecknande del angivna särdragen. En föredragen ut- föringsform anges i det efterföljande underkravet.This object is achieved by the invention by means of a rock cave or tunnel of the kind mentioned in the introduction, which in addition has the features stated in the characterizing part of the appended claim 1. A preferred embodiment is stated in the following subclause.

När kylningen av klippan fortgår, fortsätter kall- fronten förbi den uttorkade zonen och fryser även grund- vattnet i klippsprickorna. Sådan frysning orsakar vanligt- vis ökade tryckspänningar i klippan, men när avståndet från grottan är tillräckligt stort (över 10 m) tål klippan frysningen. _ I syfte att undvika nödvändigheten att öka det använ- da trycket i luftinblåsningen i någon större omfattning, är ett grundvattenuppsamlande system lämpligt anordnat under förvaringsgrottan. Det i klippsprickorna rådande lufttrycket tenderar att förskjuta grundvattnet, vilket UI l0 l5 20 25 30 35 r -p -\ ._ w (11 C31 *Ö l 1% 3 sålunda såsom slutresultat orsakar ett luftflöde i klippsprickorna. Luftutbredningen upphör naturligtvis när grundvattentrycket i klippsprickorna överskrider lufttrycket i sprickorna.When the cooling of the rock continues, the cold front continues past the dried-out zone and also freezes the groundwater in the rock cracks. Such freezing usually causes increased compressive stresses in the rock, but when the distance from the cave is large enough (over 10 m), the rock can withstand freezing. In order to avoid the need to increase the applied pressure in the air supply to any great extent, a groundwater collection system is suitably arranged below the storage cave. The air pressure prevailing in the rock cracks tends to displace the groundwater, which UI l0 l5 20 25 30 35 r -p - \ ._ w (11 C31 * Ö l 1% 3 thus as an end result causes an air flow in the rock cracks. the cutting cracks exceed the air pressure in the cracks.

Om klippgrottan är belägen nära ytan (på 20-30 m djup), tenderar grundvattnet i klippsprickorna att torka ut ovanför grottan. Om så är fallet kan luft komma upp till ytan. Om klippmassan är kraftigt sprickförsedd, är det möjligt att täppa till sprickorna genom insprut- ning av cementlösning. I syfte att etablera ett lämp- ligt lufttryck kring grottan, bör klippmassan vara så genomtränglig som möjligt. ' Uppfinningen beskrivs i detalj med hänvisning till en utföringsform av uppfinningen, vilken presen- teras i den bifogade ritningens figurer (men till vilken uppfinningen inte är avsedd att uteslutande vara begränsad till).If the rock cave is located near the surface (at a depth of 20-30 m), the groundwater in the rock cracks tends to dry out above the cave. If so, air may reach the surface. If the cutting compound is heavily cracked, it is possible to seal the cracks by injecting cement solution. In order to establish a suitable air pressure around the cave, the rock mass should be as permeable as possible. The invention is described in detail with reference to an embodiment of the invention, which is presented in the figures of the accompanying drawing (but to which the invention is not intended to be limited exclusively).

Fig l visar ett schematiskt tvärsnitt av en före- dragen utföringsform av grottan enligt uppfinningen.Fig. 1 shows a schematic cross-section of a preferred embodiment of the cave according to the invention.

Fig 2 visar detalj A i fig l i förstorad skala.Fig. 2 shows detail A in Fig. 1 on an enlarged scale.

I utföringsformen i fig l och 2 är klippgrottan allmänt betecknad med referensnumret 10. Innerytan ll hos grottan l0 är en tätslutande beläggning, som är känd i det finska patentet nr 69503.In the embodiment of Figures 1 and 2, the rock cave is generally designated by the reference number 10. The inner surface 11 of the cave 10 is a tight-fitting coating, which is known in Finnish Patent No. 69503.

I fig 2 visas grottans väggkonstruktion ll, vilken är känd från det finska patentet 69503, och på vilken ett såsom stödjeskikt fungerande, armerat, vattentätt, sprutat betongskikt 12 ligger an mot. Enligt uppfin- ningens grundidé är ett för luft och vatten välgenom- trängligt, poröst skikt 13 av betong eller motsvarande beläget mellan den utsprängda klippytan 14 och det armerade, vattentäta, sprutade betongskiktet 12. Refe- rensnumret 15 betecknar luftrör inuti skiktet 13, vilka företrädesvis utgörs av dräneringsrör av plast.Fig. 2 shows the wall construction 11 of the cave, which is known from Finnish patent 69503, and on which a concrete layer 12 acting as a support layer, reinforced, waterproof, sprayed concrete abuts. According to the basic idea of the invention, an air and water permeable, porous layer 13 of concrete or the like is located between the blasted rock surface 14 and the reinforced, waterproof, sprayed concrete layer 12. The reference number 15 denotes air pipes inside the layer 13, which preferably consists of plastic drainage pipes.

Den i fig l avbildade luftkompressorn 16 blåser luft in i de kring grottan installerade luftrören 15, 465 559 10 15 4 från vilka lufttrycket sprids in i den omgivande klippan genom sprickor.The air compressor 16 shown in Fig. 1 blows air into the air pipes 15, 465 559 10 15 installed around the cave, from which the air pressure is spread into the surrounding rock through cracks.

Lufttrycket skjuter i klippsprickorna förekommande grundvatten bort från grottan 10, vilket sålunda skapar en grundvattenfri zon 17 kring grottan 10. Grundvatten- trycket sänks genom avtappning av grundvatten, t ex genom en tunnel, som har betecknats med 18. När den i grottan 10 förvarade produkten 19 komprimeras till högt tryck, kan ett tryck som är lika stort som det i grottan bildas mellan beläggningen ll och klippan 14 utan att skada konstruktionerna.The air pressure pushes the groundwater present in the rock cracks away from the cave 10, thus creating a groundwater-free zone 17 around the cave 10. The groundwater pressure is lowered by draining groundwater, for example through a tunnel, which has been designated 18. When the product stored in the cave 10 19 is compressed to high pressure, a pressure equal to that in the cave can be formed between the coating 11 and the rock 14 without damaging the structures.

När produkten 19 kyls till låg temperatur (t ex -80°C) fortsätter frystemperaturfronten (i0°C) i den av grottan omgivna klippan, passerar den grundvatten- fria zonen 17 och fryser grundvattnet i klippspric- korna på ett större avstånd, varvid is 20 bildas.When the product 19 is cooled to a low temperature (eg -80 ° C), the freezing temperature front (i0 ° C) continues in the rock surrounded by the cave, passes the groundwater-free zone 17 and freezes the groundwater in the rock cracks at a greater distance, whereby ice 20 is formed.

Det frusna vattnet 20 orsakar spänningar i klippan, men zonen l7 upptar de på grottan 10 inverkade tryc- ken från den frusna klippan.The frozen water 20 causes tension in the rock, but zone 17 absorbs the pressure from the frozen rock affected by the cave 10.

Claims

10 15 20 25 30 35 4> Ch Q PATENT REQUIREMENTS

A rock cave or tunnel (10), the inner surface (ll) of the wall structure of which is a tight-fitting coating, and whose lining (13) consists of an air-permeable, porous concrete layer, around which rock cave (10) an air pressure is maintained which is higher than the groundwater pressure for displacing the groundwater away from the rock cave (10) to the rocks, forming a groundwater-free zone (17) around the cave (10), characterized in that an air pressure is maintained in the porous concrete layer (13) for displacement of the groundwater in the direction away from the rock cave (10).

Rock cave according to claim 1, characterized in that a tunnel (18), which lowers the groundwater pressure, has been created below the rock cave (10) for reducing the required air pressure.