[發明專利]一種跨活動斷層隧道減震縫結構、隧道結構及施工方法

在審

• 申請號: 202110032799.2
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112664208A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 陳衛忠;解佩瑤;趙武勝;譚賢君;王小剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21D11/38;E21D11/15;F16F15/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本發明公開了一種跨活動斷層隧道減震縫結構、隧道結構及施工方法，其技術方案為：包括布設于減震縫內的橡膠層，橡膠層縱向位于先施工段混凝土和后施工段混凝土之間，環向位于減震縫內層鋼板和減震縫外層鋼板之間；減震縫內層鋼板一端與先施工段內層鋼板固定，另一端與后施工段內層鋼板固定；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；先施工段內層鋼板與先施工段外層鋼板、后施工段內層鋼板與后施工段外層鋼板之間分別安裝鋼筋網。本發明能夠減小斷層錯動導致應力過大或者變形過大給隧道結構造成的影響，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。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，尤其涉及一種跨活動斷層隧道減震縫結構、隧道結構及施工方法。

背景技術

地殼運動會使地層巖體沿破裂面發生較大位移和錯動，產生的斷裂構造稱為斷層破碎帶，也叫斷裂帶。隨著我國隧道建設需求不斷增大，地域不斷擴展，工程地質條件也逐漸趨向復雜，由于工程建設需要，隧道線路不可避免要穿越活動斷裂帶。強震作用下，隧道跨斷層部位經常發生巖體沿軟弱結構面滑動的現象，局部應力或者變形過大可能造成結構以及防滲體系的破壞。因而，跨斷層部位是隧道結構的薄弱環節，也成為抗減震設計的關鍵節點。

目前，比起結構加強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，即通過設置特殊構造降低地震時隧道結構的內力，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，包括減輕質量、增加強度和阻尼以及調整剛度(采用柔性或者延性結構)。第二種是在隧道與地層之間設置減震層，阻隔地層變形直接傳遞到隧道結構上，從而減小結構的地震反應，比如襯砌與圍巖之間設置減震層或者壓注減震材料等措施。由于工程實際中，活動斷裂帶一般寬度達到數百米，為使穿越活動斷裂帶的隧道具有更好的抗減震效果，除了布設減震層外，還應考慮設置減震層減震縫增加結構的適應變形的能力。

本技術領域內在隧道穿越活動斷裂帶的區域設置減震縫雖然可以有效減小縱向地震波傳播的應力，但是同時也使得結構連續性變差，使得襯砌成為獨立單元，而且由于斷層破碎帶巖體松散強度低，無法給予襯砌足夠的約束，導致地震作用下隧道將發生較大的絕對位移，嚴重時將使隧道在地震后發生永久的錯動變形。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損壞問題。因而隧道減震縫結構應具有大變形容許能力以及一定的防滲性能。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種跨活動斷層隧道減震縫結構、隧道結構及施工方法，能夠減小斷層錯動導致應力過大或者變形過大給隧道結構造成的影響，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。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的實施例提供了一種跨活動斷層隧道減震縫結構，包括布設于減震縫內的橡膠層，橡膠層縱向位于先施工段混凝土和后施工段混凝土之間，環向位于減震縫內層鋼板和減震縫外層鋼板之間；

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

作為進一步的實現方式，所述橡膠層與減震縫內層鋼板、減震縫外層鋼板通過預壓力擠壓接觸，且減震縫內層鋼板和減震縫外層鋼板環向通過防水嵌縫密封膠堵塞接縫。

作為進一步的實現方式，所述先施工段內層鋼板、先施工段外層鋼板與先施工段混凝土之間分別設有先施工段二襯分布鋼筋，先施工段內層鋼板、先施工段外層鋼板側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。