SU1744189A1 - Способ выполнени обделки напорного туннел в анизотропной породе - Google Patents

Abstract

Использование: при строительстве подземных нефтехранилищ. Сущность изобретени : туннель 1 сооружают в слоистой породе 2. Порода 2 имеет трещины 3 напластовани . Обделка туннел  1 включает кольцо 4 и слой 5 зацементированной породы. По длине туннел  1 располагают скважины 6 поперечными и продольными 8 р дами. Скважины 6 заглубл ют в породу 2 на величину активной зоны 9. Вдоль туннел  1 обделку снабжают дополнительными скважинами 10. Скважины 10 размещают двум  продольными р дами 11 и 12. Р ды 11 и 12 совмещают с направлением максимального модул  деформации породы Емакс. 2 ил.

Description

со С

Изобретение относитс  к строительству подземных гидротехнических сооружений, а именно к напорным туннел м, сооружаемым в анизотропных породах, и может быть использовано в строительстве подземных нефтехранилищ,

Цель изобретени  - повышение трещи- ностойкости обделки путем увеличени  тангенциальных сжимающих напр жений в наиболее водопроницаемом направлении породы.

На фиг.1 приведена обделка туннел , поперечный разрез; на фиг.2 - то же, разрез по продольной плоскости в направлении максимального модул  деформации породы (Емакс).

Туннель 1 сооружают в слоистой породе 2, имеющей взаимно перпендикул рные оси анизотропии по направлени м максимального и минимального модулей деформации породы Емакс и Емин. Направление Емакс выбирают совпадающим с трещинами напластовани  3 в породе. Обделка туннел  1 включает бетонное кольцо 4, примыкающий к нему слой 5 зацементированной породы и цементационные скважины 6, расположенные поперечными 7 и продольными 8 р дами по длине туннел  1. Скважины 6 заглубл ют в породу 2 на величину активной зоны 9 вокруг туннел  1 в занапо- ренном состо нии. Скважины 6 в направлении Емакс выполнены скрещивающимис  в поперечной плоскости туннел  1.

Обделка снабжена скрещенными в продольном направлении туннел  1 скважинами 10, которые размещены двум  дополнительными продольными р дами 11 и 12 в направлении Емакс с заглублением в породу 2 на величину активной зоны 9. В

VJ

ь N

00

о

промежутках 13 между поперечными р дами 7 скважины 10 расположены попарно - по одной паре 14 в р дах 11 и 12 (всего две пары в промежутке 13) и под максимальным углом 15 скрещивани  в пределах промежутка 13. Центры 16 скрещивани  скважин 10 заглублены в породу 2 на половину толщины 17 активной зоны 9.

Радиальна  толщина 18 образуетс  при цементации скважины 10 в центре 16 скрещивани  их от разрыва породы 2.

Способ выполнени  обделки напорного туннел  в анизотропной породе осуществл ют следующим образом.

По мере проходки туннел  1 сооружают бетонное кольцо 4. Затем производ т разбивку центров и бурение скважин 6 и 10. При этом в промежутке 13 рассто ни  между усть ми скважин 10 в паре 14 и наклон скважин 10 к оси туннел  1 выбирают таким образом, чтобы получить максимальный угол 15 скрещивани  и заглубление центра скрещивани  16 в породу 2 на половину толщины 17 зоны 9. Скважины 10 в паре 14 выполн ют пересекающимис . Бурение скважин 6 и 10, работы по цементации сло  5 разбивают на этапы в зависимости от прин той технологии производства работ и начального состо ни  породы 2. Цементацию выполн ют с предварительным разм гчением и вымывом водой межпластового заполнител .

При нагнетании в цементационные скважины 6 твердеющего раствора примен ют метод как одиночной, так и групповой обработки скважин. Скважины 10 обрабатывают групповым методом, при котором в группу одновременного нагнетани  объедин ют по крайней мере две скрещенные скважины 10 (пару 14) и цементируют их под максимально возможным цементационным давлением.

В результате цементационного давлени  в скважинах 10 происходит гидравлический разрыв породы 2, инициируемый от центра 16 скрещивани , который образует радиальную трещину 18, увеличивающуюс  в площади в процессе нагнетани . Выбирают максимальный угол 15 скрещивани , и расположение центра 16 скрещивани  в середине толщины 17 зоны 9 способствует наибольшему обхвату трещиной 18 площадки как по толщине зоны 9, так и по длине промежутка 13.

Цементационное давление, действующее в плоскости радиальной трещины 18,

преодолевает естественные сжимающие напр жени  в породе 2 и распирает ее, обжима  прилегающие к направлению трещины напластовани  по нормали к пластам, в результате при раскрытии трещины 18 компенсируетс  основна  часть пластических деформаций. Тампонаж трещины 18 в раскрытом состо нии приводит к образованию избыточных сжимающих напр жений в тангенциальном направлении сло  5 и к сохранению их после твердени  раствора.

При занапоривании туннел  1 внутренним давлением воды уровень сжимающих напр жений направлени  Емакс снижаетс  в результате воспри ти  породой 2 внутренней нагрузки, одновременно за счет оставшейс  части этих напр жений трещины напластовани  3 по направлению Емакс оказываютс  надежно зажатыми, и фильтрующие трещины в обделке не возникают.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ выполнени  обделки напорного туннел  в анизотропной породе, включающий возведение бетонного кольца, бурение цементационных скважин поперечными и

   продольными р дами по длине туннел  с заглублением в породу на величину активной зоны вокруг туннел  в занапоренном состо нии, причем в направлении максимального модул  деформации породы

   (Емакс) скважины выполн ют скрещивающимис , отличающийс  тем, что, с целью повышени  трещиностойкости обделки путем увеличени  тангенциальных сжимающих напр жений в наиболее водопроницаемом

   направлении породы, скрещивание скважин выполн ют с ориентацией плоскости скрещивани  в продольном направлении туннел , при этом скважины размещают двум  дополнительными продольными р дами в направлении максимального модул  деформации породы, а скважины в р дах выполн ют скрещивающимис  между собой и пересекающимис  с бетонным кольцом на рассто нии, равном рассто нию между поперечными р да ) .и, с заглублением центров скрещивани  в породу на половину толщины активной зоны.

   JD

   5

   18