[发明专利]一种穿越活动断裂带的分级抗断型山岭隧道结构及其施工方法

权利要求书

1.一种穿越活动断裂带的分级抗断型山岭隧道结构，其特征在于：包括由外至内依次设置的外衬层、外包防水层、变形层、中空波纹钢管层和装配二衬层；

所述变形层内填充有泡沫混凝土；所述中空波纹钢管层由外部波纹钢管和内部波纹钢管采用反向对接方式连接而成；所述装配二衬层由预制二衬管片沿隧道环向及轴向拼接而成，其中轴向相邻管片采用错缝拼接方式；

内部波纹钢管表面贴附有防水土工布，防水土工布在波谷中呈W型的层叠构造，W型的层叠构造高度与内部波纹钢管的波高相同；

所述变形层的厚度取为10cm～20cm；

所述预制二衬管片由外至内依次为塑性混凝土层、高强混凝土层、塑性混凝土层和波纹钢管；高强混凝土层的强度等级在C50～C70之间；

所述预制二衬管片在上下和左右布设有预留螺栓孔；

所述上下预留螺栓孔中的弯头螺栓仅布设于高强混凝土层中，将其连接成为高强混凝土环；高强混凝土环通过左右预留螺栓孔中直螺栓沿隧道轴向串联为整体；

所述高强混凝土层厚度取预制二衬管片厚度的1/3，且介于20～30cm之间；

所述预制二衬管片厚度与普通段隧道二衬厚度相同，沿隧道轴向的宽度取40～80cm；

该结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)在穿越活动断裂带区域，隧道结构首先进行超挖；隧道超挖量为中空波纹钢管层和变形层厚度，隧道超挖范围L按下式确定：

L＝w+15×2，单位为m；

式中，w为断层破碎带宽度；15m为断层破碎带外上下盘岩体中隧道的设防长度；

(2)采用喷射混凝土施作外衬层；待外衬层强度达到要求后，进行外包防水层的施工；在外包防水层施工完成之后，通过台车架设模板，浇筑泡沫混凝土，待达到强度后，拆模；

(3)在工厂预制波纹钢管运至施工现场；现场应首先检查波纹钢管在运输途中是否有损坏或变形；安装前，首先对结构进行防腐蚀处理；在变形层施工完成后，进行波纹钢管的管身安装；安装时先从拱底开始，再到侧面，最后到拱顶，对称拼装；管身连接一周整体成型后再沿隧道轴向进行拼接；在中空波纹钢管层的安装过程中，需要同时对外部波纹钢管与变形层之间的脱空区进行注浆处理；在中空波纹钢管层全部拼装完成后对拼缝处采用密封胶进行密封防止泄露；

(4)预制二衬管片在工厂进行预制，随后运至施工现场进行组装；预制二衬管片拼装由拱底开始，向侧面和隧道轴向延伸，沿隧道环向和隧道轴向的拼装同时进行；在装配二衬层施工过程中，需要同时对预制二衬管片与内部波纹钢管间的脱空区进行注浆处理。