【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新能源結構工程，具體涉及在新建或廢棄礦洞中進行壓縮空氣儲能儲氣庫襯砌結構類型及方案設計，具體是涉及一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構。
技術介紹
1、依托廢棄礦硐建設的儲氣壓力隧洞，從硐室圍巖穩定性的角度面臨以下兩個挑戰：（1）儲氣壓力較大，在10mpa左右；（2）圍巖在較寬的儲釋氣范圍內工作，大約4mpa～10mpa。
2、當前在壓力隧洞內壁設置厚度較大的鋼襯砌、鋼-混凝土復合襯砌的方案，通過增強襯砌剛度、厚度的方法，減小襯砌的徑向變形以及傳遞至圍巖的壓強。然而增加鋼襯砌厚度一方面增加了材料的消耗，另一方面厚度較大的鋼板也對焊接、安裝工藝提出了更高的要求。為解決高內壓儲氣所致地下硐室圍巖附加應力較大的問題以及循環儲氣荷載所致圍巖應力變化范圍較大的問題，提出本專利技術的技術方案。
技術實現思路
1、為上述技術問題，本專利技術提出了一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構。可以平衡儲氣壓強，減小儲氣所致的圍巖應力的作用；將較少部分儲氣內壓力傳遞至圍巖的功能，提高圍巖穩定性。
2、本專利技術提供一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其結構為：硐室的橫斷面自外向內由圍巖、變形層、環狀密封層、環狀布置的管片襯砌、拉索錨固連接裝置、內拉索組成。
3、所述變形層的材料為橡膠，厚度0.05m-0.1m，與硐室圍巖內壁連接，其功能主要體現在：為環狀管片式襯砌提供一定的徑向變形空間，傳遞儲氣壓力至圍巖。
4、所述環狀
5、所述環狀布置的管片襯砌，其材料為結構鋼、結構鋼-混凝土復合材料中的一種；由多個管片通過焊接、連接件的方式連接而成，滿足氣體密封條件。在環狀密封層內壁形成環狀結構，所述環狀布置的管片襯砌與環狀密封層固定連接；
6、所述拉索錨固連接裝置，設置在環狀布置的管片襯砌內壁，用于連接內拉索。拉索錨固連接裝置增大了拉索與環狀布置的管片襯砌的受力面積，能夠防止管片襯砌局部應力集中。
7、所述內拉索包括內拉索支索、內拉索主索、內拉索定向輪；多個內拉索支索一端與管片上的多個拉索錨固連接裝置對應連接；內拉索支索另一端通過內拉索定向輪與內拉索主索相連接。
8、所述內拉索的材料為鋼絞線、高釩密閉索中的一種，具有高強度、低松弛的力學特性。所述內拉索在具體施工時，需要依據儲氣壓強準確計算內拉索的下料長度,以確保內拉索承擔部分儲氣壓力。
9、所述內拉索在硐室橫斷面布置形式包括輪輻式、斜拉式、蛛網式三種基本形式。
10、優選地，在環狀布置的管片襯砌的連接部位可設置密封涂層。
11、本專利技術的復合襯砌結構，可與現有的tbm管片施工技術進行銜接，而且優化了施工流程，提高了施工效率。這種結構設計確保了在保持原有施工工藝的基礎上，增強了硐室的密封性能和承壓能力，從而顯著提升了壓縮空氣儲能洞室的整體性能和安全性，為工程實踐提供了便捷和可靠的解決方案。
12、本專利技術的有益效果在于：
13、本專利技術通過在硐室襯砌內壁設置內拉索，根據內拉索所連接管片襯砌的相互平衡，采用索結構解決以下兩個問題：高壓儲氣傳遞至地下硐室圍巖附加應力較大、以及循環儲氣荷載傳遞至圍巖應力變化范圍較大的問題。
14、針對高壓儲氣傳遞至地下硐室圍巖附加應力較大的問題，本專利技術通過在襯砌內部設置內拉索，并在管片襯砌外部設置變形層，將不同方位襯砌所受的儲氣壓力轉化為管片襯砌間的拉力，有效消減了傳遞至圍巖的儲氣壓力。
15、針對循環儲氣荷載傳遞至圍巖應力變化范圍較大的問題，本專利技術通過在襯砌內部設置內拉索，并在管片襯砌外部設置變形層，將儲氣所致變幅荷載通過管片式襯砌由內拉索和圍巖分別承擔。
16、內拉索復合襯砌結構通過內拉索連接不同方位的襯砌結構，具有平衡儲氣壓強，減小儲氣所致的圍巖應力的作用；將較少部分儲氣內壓力傳遞至圍巖的功能，提高圍巖穩定性。
17、通過采用內拉索，能夠有效地承擔部分儲氣壓力，從而顯著減小傳遞至圍巖的壓力，這一措施極大增強了圍巖的穩定性。不僅降低了因壓力過大導致的圍巖變形和破壞風險，而且提高整個壓縮空氣儲能洞室的結構安全性能，為長期穩定運行提供了堅實的技術保障。
18、與現有襯砌技術相比，本專利技術通過優化結構和材料使用，可降低工程成本，提高了經濟效益，同時也響應了節能減排和可持續發展的理念。
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1.一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，其結構為：硐室的橫斷面自外向內由圍巖（1）、變形層（2）、環狀密封層（3）、環狀布置的管片襯砌（4）、拉索錨固連接裝置（5）、內拉索（6）組成。
2.根據權利要求1所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述環狀布置的管片襯砌（4），由多個管片通過焊接、連接件的方式連接而成，在環狀密封層（3）內壁形成環狀結構，所述環狀布置的管片襯砌（4）與環狀密封層（3）固定連接。
3.根據權利要求2所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述拉索錨固連接裝置（5），設置在環狀布置的管片襯砌（4）內壁，用于連接內拉索（6）。
4.根據權利要求3所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述內拉索（6）包括內拉索支索（6-1）、內拉索主索（6-2）、內拉索定向輪（6-3）；多個內拉索支索（6-1）一端與管片上的多個拉索錨固連接裝置（5）對應連接；內拉索支索（6-1）另一端通過內拉索定向輪（6-3）與內拉索主索（6-2）相連接。>
5.根據權利要求4所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述內拉索（6）在硐室橫斷面布置形式包括輪輻式、斜拉式、蛛網式三種基本形式。
6.根據權利要求5所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述環狀布置的管片襯砌（4），其材料為結構鋼、結構鋼-混凝土復合材料中的一種。
7.根據權利要求6所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述變形層（2）的材料為橡膠，厚度0.05m-0.1m，與硐室圍巖（1）內壁連接。
8.根據權利要求7所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述環狀的環狀密封層（3）采用聚四氟乙烯、硅橡膠或聚酰亞胺制成；其幾何特征為具有與硐室相同長度的環狀結構；設置在變形層（2）與環狀布置的管片襯砌（4）之間。
9.根據權利要求8所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述內拉索（6）的材料為鋼絞線、高釩密閉索中的一種；所述內拉索（6）在具體施工時，需要依據儲氣壓強準確計算內拉索的下料長度,以確保內拉索承擔部分儲氣壓力。
10.根據權利要求9所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，在環狀布置的管片襯砌的連接部位可設置密封涂層。
...【技術特征摘要】
1.一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，其結構為：硐室的橫斷面自外向內由圍巖（1）、變形層（2）、環狀密封層（3）、環狀布置的管片襯砌（4）、拉索錨固連接裝置（5）、內拉索（6）組成。
2.根據權利要求1所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述環狀布置的管片襯砌（4），由多個管片通過焊接、連接件的方式連接而成，在環狀密封層（3）內壁形成環狀結構，所述環狀布置的管片襯砌（4）與環狀密封層（3）固定連接。
3.根據權利要求2所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述拉索錨固連接裝置（5），設置在環狀布置的管片襯砌（4）內壁，用于連接內拉索（6）。
4.根據權利要求3所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在于，所述內拉索（6）包括內拉索支索（6-1）、內拉索主索（6-2）、內拉索定向輪（6-3）；多個內拉索支索（6-1）一端與管片上的多個拉索錨固連接裝置（5）對應連接；內拉索支索（6-1）另一端通過內拉索定向輪（6-3）與內拉索主索（6-2）相連接。
5.根據權利要求4所述的一種壓縮空氣儲能環狀管片式內拉索復合襯砌結構，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊曉林，梅生偉，張彬，張文，陳來軍，唐立，王漢勛，張寧，楊萬明，戈藝燕，
申請(專利權)人：青海大學，
類型：發明
國別省市：
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