[发明专利]一种隧道减震的方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道减震技术领域，涉及一种隧道减震的方法。

背景技术

从2001年至2015年，我国(不包括港澳台地区)公路隧道年均增长约740公里。截至到2015年底，全国在建铁路隧道有3784座，总长位8692km；规划隧道有4384座，总长伟9 345km；已运营隧道有13411座，总长伟13038km；截至到2015年底，我国大陆运营公路隧道14006座，总长12684km；近两年来新增运营的公路隧道有2647座(合3079km)。国内目前最长的公路隧道为木寨岭隧道全长17.1km，于2016年7月18日全线贯通

地震是一种极其常见的自然现象，地球上平均每年发生的震级为8级左右、震中烈度在11度以上的毁灭性地震有2次以上，震级在7级左右、震中烈度9度以上大地震有20多次，震级在2.5级以上的有感地震有15万次之多。中国位于印度洋板块、欧亚板块以及环太平洋板块等几个板块相邻的位置。自有地震活动记载以来，我国大陆大部分7级以上的强烈地震均在这些断裂带处发生。进入20世纪以后，在我国发生过6级及以上强烈地震800余次，除了贵州、浙江以及香港特别行政区以外，其余各省、自治区和直辖市均有发生。地震的危害是非常严重的，它可以直接使建筑物倒塌破坏，也可以造成涌沙、滑坡、泥石流以及地面沉陷等次生灾害。传统的观点认为，地震对地下结构的破坏要比地面结构轻微得多(王瑞民，罗奇峰，1998)。但许多地震资料表明，其对地下结构也有很大的破坏性。尤其是对于山岭隧道，深埋于地下并穿越各种复杂的岩层，其和周围的岩体之间存在着密切的关系，岩体的地质因素在很大程度上影响着地下结构的稳定性和安全性。这些因素包括：围岩的完整性，岩体结构面性质，结构面组合状态，岩体初应力，岩体本身强度以及地下水的影响等。而且对于地下结构，由于其所处位置的特殊性和空间的有限性，使得破坏后的维修变得十分复杂，山岭隧道尤其如此。

现有的山岭隧道洞口段减震措施一般设计减震缝来实现，同时加厚衬砌，使衬砌的抗震性能增加。虽然设置减震缝，并增加衬砌厚度可以在一定程度上缓解隧道洞口段的震害，但是从已经发生的隧道实例来看，隧道洞口段的减震问题依然没有很好地解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道减震的方法，解决了现有的减震措施不能很好地发挥减震效果的问题。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤1：隧道开挖并进行喷锚支护，对初支进行及时有效的监控量测；

步骤2：初支沉降稳定后铺设防水布；

步骤3：铺设减震材料；

对隧道进行分层，设围岩的质量为m₁，刚度为k₁，阻尼为c₁，处于围岩和二次衬砌之间的减震层质量为m₂，刚度为k₂，阻尼为c₂，衬砌的质量为m₃，刚度为k₃，阻尼为c₃；

步骤4：及时施作二次衬砌。

进一步，减震层采用减震材料的刚度为二次衬砌刚度的0.05-0.2之间。

本发明的有益效果是在高烈度地震区隧道洞口段的减震效果显著。

附图说明

图1是围岩-减震层-衬砌体系简化力学模型简图；

图2是二次衬砌各点水平横向位移随刚度比变化曲线图；

图3是二次衬砌各点竖向位移随刚度比变化曲线图；

图4是二次衬砌最大组合应力(轴向应力和弯曲应力)随刚度比变化曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

步骤1：隧道开挖并进行喷锚支护，对初支进行及时有效的监控量测；

步骤2：初支沉降稳定后铺设防水布；

步骤3：铺设减震材料；