[實用新型]一種穿越水平位錯活動斷層的盾構隧道結構

有效

• 申請號: 201821206472.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN208578572U
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 肖明清;孫文昊;陳立保;游龍飛
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 王福新

本實用新型公開了一種穿越水平位錯活動斷層的盾構隧道結構，包括隧道主體結構(7)和布置于所述隧道主體結構(7)周圍的柔性消能結構，所述柔性消能結構設置于活動斷層(1)所處的脫空區間(6)內，其包括豎直設置于所述隧道主體結構(7)兩側的隔離槽(5)和水平設置于所述隧道主體結構(7)頂部及底部的松動層(9)，所述隔離槽(5)頂端與地面或水底面(8)相接，所述松動層(9)的頂端上部為原始基巖地層(10)或土層(11)，底端下部為原始基巖地層(10)。本實用新型的盾構隧道結構，在不過分加大盾構隧道凈空的前提下，保證了盾構隧道穿越水平位錯活動斷層時的結構安全，有極高的經濟性，提高了隧道施工修建技術水平。

技術領域

本實用新型屬于土木工程技術領域，更具體地，涉及一種穿越水平位錯活動斷層的盾構隧道結構。

背景技術

活動斷層是指目前正在活動著的斷層,或是近期曾有過活動而不久的將來可能會重新活動的斷層。在隧道穿越斷層區域，特別是穿越活動斷層區域，由于斷層蠕變或突發性地震會導致該區域產生一定的位錯量，引起隧道橫向剪切破壞。

國內外已有多例隧道穿越活動斷層案例，穿越的活動斷層既有突發錯動型也有蠕滑型，位錯量30～50cm不等，但都采用礦山法通過。對于活動斷層位錯的設計思路有“超挖”式，如圖1和圖2、“鉸接”式，如圖3和圖4、“隔離消能”式，如圖5和圖6共三大類形式。工程應用中，采用其中一種或兩種組合甚至三種全用的方式，而“超挖”和“鉸接”應用相對較多。穿越活動斷層礦山法設計中，“超挖”設計的超挖量一般等于活動斷層位錯量；“鉸接”設計一般通過設置多道抗震縫(縫間距4～6m)來使隧道逐節錯動達到設計錯動量；“隔離消能”設計一般在初期支護與二次襯砌之間充填多孔材料(如泡沫混凝土)來防止二次襯砌破壞，填充層厚度應大于斷層位錯量。

常規礦山法若采用“超挖”設計，整個盾構段需全部采用擴大斷面，技術經濟性上均不合理，而盾構隧道管片寬一般為1～2m，本身就是良好的“鉸接”結構。但位于基巖地層的活動斷層破碎帶寬度一般較窄(20m左右居多)，盾構隧道穿越水平位錯的活動斷層時，在不過分加大隧道凈空以保證經濟性的前提下，如何防止隧道被“剪斷”并保證接縫防水有效仍然是擺在工程設計人員面前的一大難題。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供一種穿越水平位錯活動斷層的盾構隧道結構，其目的在于解決盾構隧道穿越水平位錯的活動斷層時，不過分加大盾構隧道凈空，并能有效防止盾構隧道被“剪斷”的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供一種穿越水平位錯活動斷層的盾構隧道結構，其特征在于，該盾構隧道結構包括隧道主體結構和布置于所述隧道主體結構周圍的柔性消能結構；

所述隧道主體結構穿過基巖地層的活動斷層，且所述活動斷層將基巖地層分為活動斷層上盤與活動斷層下盤，所述活動斷層上盤位于所述活動斷層上方，所述活動斷層下盤位于所述活動斷層下方，所述活動斷層上盤與所述活動斷層下盤相對于所述活動斷層在水平方向發生位錯時產生活動斷層位錯量；

所述柔性消能結構設置于所述活動斷層所處的脫空區間內，所述柔性消能結構包括豎直設置于所述隧道主體結構兩側的隔離槽和水平設置于所述隧道主體結構頂部及底部的松動層，所述松動層的頂端上部為原始基巖地層或土層，底端下部為原始基巖地層，所述隔離槽頂端與地面或水底面相接。

進一步地，所述隔離槽的厚度不少于三倍所述活動斷層位錯量。

進一步地，所述隔離槽內填充柔性材料，且所述柔性材料變形模量應小于巖體變形模量的十分之一。

進一步地，所述隔離槽緊貼所述隧道主體結構設置。

進一步地，所述柔性材料包括軟土或中粗砂。

進一步地，所述隔離槽沿軌道方向設置長度＝管片環寬×位錯量÷環間允許錯臺量×安全系數。

進一步地，所述隔離槽采用打樁或者成槽方式施工。