[發(fā)明專利]一種適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道及其施工工藝

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113323670A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設計）人: 張俊平;黃襄云;謝柱堅;黃祖樂;魯家輝
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/08;E21D9/14;E21F17/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.一種適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道，其特征在于，包括：

隧道本體，包括依次連接的若干沉管節(jié)段，所述沉管節(jié)段包括頂板、底板與腹板；

隔震墊層，設置在所述隧道本體的下方；

限位結構，設置在相鄰的所述沉管節(jié)段的連接處，所述限位結構沿豎直方向設置；以及

耗能結構，分別設置在所述頂板、底板與腹板上，各所述耗能結構沿隧道本體的軸向設置。

2.根據(jù)權利要求1所述的適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道，其特征在于：所述隔震墊層包括鵝卵石墊層和碎石橡膠塊墊層，所述鵝卵石墊層、碎石橡膠塊墊層從下至上依次鋪設。

3.根據(jù)權利要求2所述的適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道，其特征在于：所述隔震墊層的厚度為2.0～3.0m，所述鵝卵石墊層的厚度為100～200cm，所述碎石橡膠塊墊層設置為100cm厚、直徑10cm。

4.根據(jù)權利要求1所述的適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道，其特征在于：所述耗能結構為工字鋼剪力鍵，所述工字鋼剪力鍵為軟鋼，屈服強度至少為355MPa。

5.根據(jù)權利要求1所述的適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道，其特征在于：所述限位結構包括至少四根鋼管，各所述鋼管彼此間隔，各所述鋼管沿所述隧道本體的軸向排列，各所述鋼管平均分成兩組，兩組所述鋼管分別設置于相鄰的所述沉管節(jié)段的連接處的兩側。

6.根據(jù)權利要求5所述的適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道，其特征在于：所述限位結構為四根鋼管，所述限位結構與所述隧道本體的外壁間距為20cm，各所述鋼管內(nèi)填充有沙和碎石，相鄰的所述鋼管之間的間距為4～5m。

7.根據(jù)權利要求6所述的適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道，其特征在于：所述鋼管的直徑為1.0m、厚度為3cm、長度為10～20m。

8.一種適用于跨地質(zhì)斷層的沉管隧道施工工藝，其特征在于，包括以下步驟：

確定穿越斷層的隧道軸線坐標范圍，確保隧道本體垂直跨越斷層；

在穿越斷層的范圍內(nèi)，利用耙吸式挖泥船將被耙齒疏松的巖土吸送到挖泥船，完成基槽開挖，基槽底部鋪設隔震墊層，用于隔斷地震動的傳播；

待沉管節(jié)段沉放就位后，在相鄰的沉管節(jié)段的連接處的外側打入鋼管，作為隧道本體的限位結構；

沉管節(jié)段就位后，在沉管節(jié)段的頂板、底板與腹板設置多道工字鋼剪力鍵，利用工字鋼剪力鍵的剪切變形耗散地震能量；

在所有沉管節(jié)段沉放完畢后，采用礦山法施工非斷層區(qū)域的隧道，再將二者連接貫通。