[發(fā)明專利]一種跨活動斷層隧道減震縫結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)及施工方法

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• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112664208A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳衛(wèi)忠;解佩瑤;趙武勝;譚賢君;王小剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21D11/38;E21D11/15;F16F15/08
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發(fā)明公開了一種跨活動斷層隧道減震縫結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)及施工方法，其技術(shù)方案為：包括布設(shè)于減震縫內(nèi)的橡膠層，橡膠層縱向位于先施工段混凝土和后施工段混凝土之間，環(huán)向位于減震縫內(nèi)層鋼板和減震縫外層鋼板之間；減震縫內(nèi)層鋼板一端與先施工段內(nèi)層鋼板固定，另一端與后施工段內(nèi)層鋼板固定；減震縫外層鋼板一端與先施工段外層鋼板固定，另一端與后施工段外層鋼板固定；先施工段內(nèi)層鋼板與先施工段外層鋼板、后施工段內(nèi)層鋼板與后施工段外層鋼板之間分別安裝鋼筋網(wǎng)。本發(fā)明能夠減小斷層錯動導(dǎo)致應(yīng)力過大或者變形過大給隧道結(jié)構(gòu)造成的影響，有效提高隧道跨斷層部位的韌性，保證隧道安全性和正常使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種跨活動斷層隧道減震縫結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術(shù)

地殼運(yùn)動會使地層巖體沿破裂面發(fā)生較大位移和錯動，產(chǎn)生的斷裂構(gòu)造稱為斷層破碎帶，也叫斷裂帶。隨著我國隧道建設(shè)需求不斷增大，地域不斷擴(kuò)展，工程地質(zhì)條件也逐漸趨向復(fù)雜，由于工程建設(shè)需要，隧道線路不可避免要穿越活動斷裂帶。強(qiáng)震作用下，隧道跨斷層部位經(jīng)常發(fā)生巖體沿軟弱結(jié)構(gòu)面滑動的現(xiàn)象，局部應(yīng)力或者變形過大可能造成結(jié)構(gòu)以及防滲體系的破壞。因而，跨斷層部位是隧道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，也成為抗減震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

目前，比起結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和圍巖加固的抗震措施，我國在減輕隧道震害方面主要采用減震的形式，即通過設(shè)置特殊構(gòu)造降低地震時隧道結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，減震有兩種方式，第一種是通過改變隧道本身的性能來減震，包括減輕質(zhì)量、增加強(qiáng)度和阻尼以及調(diào)整剛度(采用柔性或者延性結(jié)構(gòu))。第二種是在隧道與地層之間設(shè)置減震層，阻隔地層變形直接傳遞到隧道結(jié)構(gòu)上，從而減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，比如襯砌與圍巖之間設(shè)置減震層或者壓注減震材料等措施。由于工程實(shí)際中，活動斷裂帶一般寬度達(dá)到數(shù)百米，為使穿越活動斷裂帶的隧道具有更好的抗減震效果，除了布設(shè)減震層外，還應(yīng)考慮設(shè)置減震層減震縫增加結(jié)構(gòu)的適應(yīng)變形的能力。

本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)在隧道穿越活動斷裂帶的區(qū)域設(shè)置減震縫雖然可以有效減小縱向地震波傳播的應(yīng)力，但是同時也使得結(jié)構(gòu)連續(xù)性變差，使得襯砌成為獨(dú)立單元，而且由于斷層破碎帶巖體松散強(qiáng)度低，無法給予襯砌足夠的約束，導(dǎo)致地震作用下隧道將發(fā)生較大的絕對位移，嚴(yán)重時將使隧道在地震后發(fā)生永久的錯動變形。同時地震作用時隧道中接縫變形較大，雖然可以有效耗能減震但普遍存在防滲系統(tǒng)損壞問題。因而隧道減震縫結(jié)構(gòu)應(yīng)具有大變形容許能力以及一定的防滲性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種跨活動斷層隧道減震縫結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)及施工方法，能夠減小斷層錯動導(dǎo)致應(yīng)力過大或者變形過大給隧道結(jié)構(gòu)造成的影響，有效提高隧道跨斷層部位的韌性，保證隧道安全性和正常使用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種跨活動斷層隧道減震縫結(jié)構(gòu)，包括布設(shè)于減震縫內(nèi)的橡膠層，橡膠層縱向位于先施工段混凝土和后施工段混凝土之間，環(huán)向位于減震縫內(nèi)層鋼板和減震縫外層鋼板之間；

減震縫內(nèi)層鋼板一端與先施工段內(nèi)層鋼板固定，另一端與后施工段內(nèi)層鋼板固定；減震縫外層鋼板一端與先施工段外層鋼板固定，另一端與后施工段外層鋼板固定；先施工段內(nèi)層鋼板與先施工段外層鋼板、后施工段內(nèi)層鋼板與后施工段外層鋼板之間分別安裝鋼筋網(wǎng)。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述橡膠層與減震縫內(nèi)層鋼板、減震縫外層鋼板通過預(yù)壓力擠壓接觸，且減震縫內(nèi)層鋼板和減震縫外層鋼板環(huán)向通過防水嵌縫密封膠堵塞接縫。

作為進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，所述先施工段內(nèi)層鋼板、先施工段外層鋼板與先施工段混凝土之間分別設(shè)有先施工段二襯分布鋼筋，先施工段內(nèi)層鋼板、先施工段外層鋼板側(cè)面分別連接先施工段二襯箍筋；先施工段二襯箍筋與先施工段二襯分布鋼筋綁扎固定形成鋼筋籠。