[发明专利]高烈度区隧道施工方法及隧道支护结构

说明书

本申请涉及隧道抗震领域，具体涉及高烈度区隧道施工方法及隧道支护结构，包括：开挖隧道，施做初期支护；在所述隧道的拱脚处施做贯穿所述初期支护且底端延伸至围岩的灌注桩；施做二次衬砌，灌注桩的顶端伸入所述二次衬砌中，与所述二次衬砌固结；所述灌注桩与所述二次衬砌构成类简支梁结构，沿预定路线依次构筑多个所述类简支梁结构。本方法尤其适于高烈度区山岭隧道软弱围岩段抗震，隧道整体形成多个类简支梁结构，增大隧道的惯性矩，在不增加衬砌结构厚度的情况下增大整体刚度，将灌注桩深度范围内的围岩一起纳入抗震范围，提高隧道整体抗震能力。

技术领域

本申请涉及隧道抗震领域，具体而言，涉及高烈度区隧道施工方法及隧道支护结构。

背景技术

隧道结构的地震薄弱段主要集中在隧道洞口段、软硬交界面和跨断层段，一般来说，工程上减轻隧道及地下结构震害，主要是结构的抗震，即通过增强隧道等地下结构刚度来抵御地震的作用，也就是说结构“硬抗”，但地下结构在地震时具有追随地层变形的动力特征，断层带的破坏特征主要是围岩相对位移产生，如果仅单独提高地下结构刚度，地震将使地下支护结构的内力增大，结构反而容易遭受破坏。

发明内容

本申请提供一种高烈度区隧道施工方法及隧道支护结构，将桩影响范围内的围岩纳入结构抗震范围，解决高烈度区山岭隧道易受地震作用损坏的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种高烈度区隧道施工方法，其包括：

开挖隧道，施做初期支护；

在所述隧道的拱脚处施做贯穿所述初期支护且底端延伸至围岩的灌注桩；

施做二次衬砌，灌注桩的顶端伸入所述二次衬砌中，与所述二次衬砌固结；所述灌注桩与所述二次衬砌构成类简支梁结构，沿预定路线依次构筑多个所述类简支梁结构。

本申请提供的施工方法尤其适于高烈度区山岭隧道软弱围岩段抗震，隧道整体形成多个类简支梁结构，增大隧道的惯性矩，在不增加衬砌结构厚度的情况下增大整体刚度，将灌注桩深度范围内的围岩一起纳入抗震范围，提高隧道整体抗震能力。

在静力状态下，围岩作用于衬砌结构上的荷载通过灌注桩传递扩散至隧道底部以下的地层，减少隧道仰拱受荷，缓解仰拱开裂破坏。

当地震作用时：在抗扭转方面，由于该类简支梁结构的受力特点，允许伸入围岩中的灌注桩在地震动下可以产生一定的变位或转角，从而相应地衬砌结构允许具有一定量的变位或转角；受桩的影响隧道的截面惯性矩增大，隧道刚度和抗扭刚度在没有增加结构厚度的情况下增大，并且隧道支护结构整体与类简支梁结构伸入深度范围内的围岩一起抗震，缓解衬砌结构地震动破坏问题；在纵向方向上，即在沿隧道延伸的预定路线的方向上，灌注桩作为类简支梁结构的支撑构件，对类简支梁结构在震动作用下不均匀沉降或抬升具有限制作用；在横向方向上，即在垂直于沿隧道延伸的预定路线的方向上，灌注桩与围岩结合作用，对各个类简支梁结构之间产生倾斜、错动等变形有限制作用；此外，当地层错动时，多个类简支梁结构分别跟随其相应的地层错动，单个的类简支梁结构不容易发生破坏从而其内部空间形成安全区，隧道整体运营安全性提高，有利于逃生，隧道抗震能力较好。

本申请提供的隧道施工方法改变结构刚度，不是从改变二次衬砌厚度着手，而是从改变隧道结构来实现，地震荷载更均匀地分散在地层中，受桩影响范围内的围岩与支护结构共同抗震，衬砌结构追随地层变形时减轻地震动过载破坏。

在本申请的一种实施例中，进一步地，沿预定路线构筑多个所述类简支梁结构时，相邻所述类简支梁结构之间预留有减震缝。