[發(fā)明專利]一種適用于穿越斷層及軟巖大變形區(qū)段的讓壓襯砌結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011185261.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112324459B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 信春雷;鄭清;李先明;文浩宇;周鵬發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D11/08
• 分類號(hào): E21D11/08;E21D11/10;E21D11/15;E21D11/38
• 代理公司: 合肥興東知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34148
• 代理人: 朱波;王偉

本發(fā)明提供了一種適用于穿越斷層及軟巖大變形區(qū)段的讓壓襯砌結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)襯砌單元、襯砌節(jié)段柔性接頭以及讓壓阻尼連接接頭，每個(gè)襯砌單元包括內(nèi)層的鋼片混凝土以及外層的讓壓阻尼層，環(huán)向相鄰的兩兩襯砌單元之間通過(guò)讓壓阻尼連接接頭進(jìn)行拼接形成讓壓襯砌結(jié)構(gòu)單元；讓壓襯砌結(jié)構(gòu)單元為多個(gè)，相鄰的兩個(gè)讓壓襯砌結(jié)構(gòu)單元之間通過(guò)襯砌節(jié)段柔性接頭進(jìn)行拼接形成整體讓壓襯砌結(jié)構(gòu)，拱腳處有伸入圍巖的鋼管樁連接。本發(fā)明基于主動(dòng)防御的全新綜合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可通過(guò)讓壓阻尼裝置減少斷層錯(cuò)動(dòng)及軟巖大變形對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的影響。本發(fā)明考慮了環(huán)向讓壓支護(hù)及縱向柔性接頭，圍巖與結(jié)構(gòu)并重協(xié)調(diào)變形。本發(fā)明襯砌結(jié)構(gòu)縱向分段橫向分塊，均采用接頭連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道工程支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于穿越斷層及軟巖大變形區(qū)段的讓壓襯砌結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著川藏鐵路生命線工程的建設(shè)，隧道工程不可避免的面臨穿越斷層和高應(yīng)力軟巖地段。隧道在穿越斷層段或軟巖大變形段時(shí)往往在施工和運(yùn)營(yíng)期間由于結(jié)構(gòu)措施不足導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)破壞，給隧道結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)重大威脅。而隧道面臨的這兩區(qū)段具有共同點(diǎn)就是都會(huì)在一定的觸發(fā)條件下產(chǎn)生一定的位移，如果襯砌結(jié)構(gòu)″硬抗″的話不僅建設(shè)成本高且安全得不到保障。因此采取讓壓支護(hù)是可選的途徑，讓結(jié)構(gòu)能夠有效的適應(yīng)斷層錯(cuò)動(dòng)位移及大變形位移又不至于喪失使用空間侵入界限和承載功能是讓壓支護(hù)的基本目的。讓壓支護(hù)體系目前尚缺乏支撐其理念有效執(zhí)行的實(shí)際支護(hù)措施。

在現(xiàn)有技術(shù)中，讓壓支護(hù)目前主要采取的措施是：讓壓錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索、可縮式鋼架及鋼管等。穿越斷層段襯砌主要采用的是襯砌加固結(jié)合柔性接頭的形式。穿越斷層段及軟巖大變形段工程上常見(jiàn)的耗能構(gòu)件包括高強(qiáng)度延性混凝土構(gòu)件、襯砌應(yīng)力控制構(gòu)件、蜂窩狀可壓縮構(gòu)件、限阻器構(gòu)件等。上述現(xiàn)有的抗震理念及措施主要是改變地下結(jié)構(gòu)的性能也即通過(guò)改變隧道襯砌的剛度、質(zhì)量、強(qiáng)度、阻尼等動(dòng)力特性來(lái)減輕其地震響應(yīng)。依靠強(qiáng)化襯砌剛度效果有時(shí)適得其反，有時(shí)根本抗不住，且隧道造價(jià)也偏高。現(xiàn)有的讓壓襯砌結(jié)構(gòu)沒(méi)有形成較好的組合效應(yīng)，沒(méi)有貫徹圍巖結(jié)構(gòu)一體的理念，在有效減輕斷層錯(cuò)動(dòng)和軟巖大變形上還有不足。

基于此，現(xiàn)急需一種能夠有效控制圍巖變形及斷層錯(cuò)動(dòng)的適用于穿越斷層及軟巖大變形區(qū)段的讓壓襯砌結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提出一種適用于穿越斷層及軟巖大變形區(qū)段的讓壓襯砌結(jié)構(gòu)，通過(guò)″橫縱斷面設(shè)計(jì)+圍巖結(jié)構(gòu)并重+讓壓阻尼裝置″的創(chuàng)新應(yīng)用，襯砌結(jié)構(gòu)具有″及時(shí)支護(hù)″、″強(qiáng)支護(hù)″、″讓壓支護(hù)″等多種功能，可以有效控制圍巖變形及斷層錯(cuò)動(dòng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種適用于穿越斷層及軟巖大變形區(qū)段的讓壓襯砌結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)襯砌單元、襯砌節(jié)段柔性接頭以及讓壓阻尼連接接頭，每個(gè)所述襯砌單元包括內(nèi)層的鋼片混凝土以及外層的讓壓阻尼層，環(huán)向相鄰的兩兩襯砌單元之間通過(guò)所述讓壓阻尼連接接頭進(jìn)行拼接形成讓壓襯砌結(jié)構(gòu)單元；所述讓壓襯砌結(jié)構(gòu)單元為多個(gè)，相鄰的兩個(gè)讓壓襯砌結(jié)構(gòu)單元之間沿縱向通過(guò)襯砌節(jié)段柔性接頭進(jìn)行拼接形成整體讓壓襯砌結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述整體讓壓襯砌結(jié)構(gòu)的橫截面為多心圓。

進(jìn)一步的，所述鋼片混凝土的中間為混凝土層，混凝土層內(nèi)外兩側(cè)為鋼板。

進(jìn)一步的，每個(gè)所述讓壓襯砌結(jié)構(gòu)單元對(duì)應(yīng)四個(gè)讓壓阻尼連接接頭，分別位于拱頂，仰拱以及兩邊拱腰的位置。

進(jìn)一步的，所述讓壓襯砌結(jié)構(gòu)單元對(duì)應(yīng)的拱腳位置設(shè)有8根鋼管樁，8根鋼管樁兩兩一組，四組鋼管樁均為豎直和斜向設(shè)置并均勻分布在對(duì)應(yīng)的拱腳位置。

進(jìn)一步的，所述讓壓阻尼層包括第一鋼板以及第一鋼板內(nèi)側(cè)均勻分布固定的若干個(gè)讓壓阻尼裝置，每個(gè)所述讓壓阻尼裝置的另一端均連接內(nèi)層的鋼片混凝土。