[发明专利]一种适应活动断层竖直断错的盾构隧道环缝抗剪结构

说明书

本发明公开了一种适应活动断层竖直断错的盾构隧道环缝抗剪结构，该盾构隧道包括沿纵向设置的多个整环管片单元，每个整环管片单元由多个弧形的衬砌管片拼装而成，该盾构隧道环缝抗剪结构包括钢筋接驳器、连接钢筋和抗剪键，对于任意相邻的两个抗剪键而言，其中一个抗剪键设置有凸隼而另一个抗剪键设置有凹槽，凸隼越过环缝后伸入该凹槽内，并且连接钢筋不伸入凸隼内，凸隼与另一个抗剪键在凹槽处的内壁之间存在沿竖直方向的竖向间隙，以允许相邻两个整环管片单元在环缝处发生错台并限制错台量。本发明能允许相邻两个整环管片单元在环缝处发生错台，但又不会因为造成太大的错台量而引起接缝渗漏，可更好地适应活动断层竖直的断错作用。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，更具体地，涉及一种盾构隧道环缝抗剪结构。

背景技术

隧道工程穿越活动断层时，为了避免地层错动造成隧道结构的损坏，一般采用可适应较大纵向变形的“链式”结构，即隧道纵向变形缝加密，在变形缝位置通过一定的构造措施适应一定的剪切位移。为了避免变形缝处剪切位移太大引起严重的渗漏，防止因结构错台太大造成后期修复的难度增加，需要对剪切位移进行限制，即发生一定位移后，结构变形缝处需有足够大的抗剪刚度，防止剪切位移持续增加。盾构法隧道由于采用预制管片拼装结构，每1-2m就有一道环缝，穿越活动断层时适应剪切变形能力更强，但由于纵向连接的抗剪刚度较小，容易造成环间错台太大、结构渗漏、后期修复困难等难题。

既有盾构隧道环缝抗剪除了纵向螺栓外，结构上有两种型式：全环凹凸榫抗剪和分布式凹凸榫抗剪。全环凹凸榫抗剪型式的缺点是：由于凹凸榫的凹面和凸面的半径不同，在衬砌环环间发生错动时，全环只有一个接触点，因而抗剪能力弱。分布式凹凸榫在全环凹凸榫的基础上进行了改进，可以形成多点接触，大幅提高抗剪能力，但受管片钢筋布置的制约，凹凸榫的凹面深度(或凸面高度)较小，因而单个凹凸榫的抗剪能力仍较弱。当隧道穿越活动断层时，在允许环间发生较大错动时，还需要提供较大的环间抗剪能力，既有抗剪结构不能满足受力要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适应活动断层竖直断错的盾构隧道环缝抗剪结构，其保证盾构隧道衬砌环缝处在发生一定错位后有足够的抗剪能力，避免在活动断层竖直断错作用下环间错位量太大。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适应活动断层竖直断错的盾构隧道环缝抗剪结构，该盾构隧道包括沿纵向设置的多个整环管片单元，相邻两个整环管片单元之间具有环缝，每个整环管片单元由多个弧形的衬砌管片拼装而成，其特征在于，该盾构隧道环缝抗剪结构包括钢筋接驳器、连接钢筋和抗剪键，其中，

所述钢筋接驳器设置有多个，它们分别预埋在盾构隧道的整环管片单元的内弧面上；所述盾构隧道的整环管片单元的内弧面与建筑限界之间的空间为富余空间；

所述连接钢筋的数量与钢筋接驳器的数量一致并且这些连接钢筋均位于富余空间内，每根所述连接钢筋分别连接一个所述钢筋接驳器；

所述抗剪键的数量与整环管片单元的数量一致，每个所述抗剪键均设于盾构隧道拱腰处的富余空间内，并且每个所述抗剪键分别通过所述连接钢筋与一所述整环管片单元连接；

对于任意相邻的两个抗剪键而言，其中一个抗剪键设置有凸隼而另一个抗剪键在对应于凸隼的位置设置有凹槽，凸隼越过环缝后伸入该凹槽内，并且连接钢筋不伸入凸隼内，凸隼与另一个抗剪键在凹槽处的内壁之间存在沿竖直方向的竖向间隙，以允许相邻两个整环管片单元在环缝处发生错台并限制错台量。

优选地，凸隼与另一个抗剪键在凹槽处的内壁之间还存在沿盾构隧道纵向的水平间隙。

优选地，凸隼与另一个抗剪键在凹槽处的内顶壁和内底壁之间均存在沿竖直方向的竖向间隙