[发明专利]一种穿越活动断层的路基结构及其施工方法

说明书

本发明涉及路基结构领域，具体涉及一种穿越活动断层的路基结构及其施工方法，包括填筑体，填筑体底部依次设有顶板和底板，顶板和底板之间平滑连接，底板固定在断盘上，顶板和底板通过限位键固定连接。顶板和底板将路基填筑体和可能引起破坏的地面运动尽可能分离开，避免了路基结构直接受地面运动影响而开裂或者导致轨道变形，提高了路基结构的抗震性能。顶板和底板通过限位键实现限位，但当走滑断层错位活动或地震烈度超过一定阈值，限位键断裂、丧失限位功能，打破顶板和底板相对固定的状态，启动滑移机构，断盘带动底板相对顶板水平位移，适应活动断层运动。

技术领域

本发明涉及路基结构领域，特别是一种穿越活动断层的路基结构及其施工方法。

背景技术

断层是破裂面两侧岩块发生显著相对位移的断裂构造。按断层位移性质可以将断层分为走滑断层和倾向滑动断层，其中走滑断层是指岩石块沿相反的水平方向移动的断层。地震与断层有密切联系，地震发生促成了断层的生成与发育，过去运动但如今稳定的断层叫休眠断层。通常将在近代地质时期(一万年)内有过较强烈地震活动或近期正在活动、在将来(今后一百年)可能继续活动的断裂定为活动性断裂。

如图1，活动断层的错位能够直接剪切破坏建筑物，对工程危害极大，通常情况下工程建设都要避开断层影响范围。但近年来随着我国基础设施特别是铁路、公路的快速发展，部分工程不得不穿越活动断层，给工程防治带了极大的困难。如正在规划和建设中的川藏铁路，先后穿越多条活动断裂带，线路距离最近的断裂带仅约100m。

普通路基结构直接填筑于地面上，受地面运动的影响大，且抗震能力有限，在断层活动断裂作用下会出现路基错位、滑塌，轨道扭曲变形等问题。由于桥隧工程一旦受损，修复极为困难，因此对于穿越活动断裂带的线路，通常需要采用较为简单、易修复的路基结构。为此，申请号为CN207130545的专利文件提出了一种通过断裂带的高速铁路路基结构，其在活动断层区域路基中分层铺设土工格栅，将路基设置成柔性结构来应对活动断裂的错动，但其只适用于变形较小的蠕滑错位。还有申请号为CN110804919的专利文件也提出了一种跨越活动断层的新型路基结构，该方案采用位移监测系统和归位顶推系统来使路基处于初始位置；系统涉及机械与信号控制，较为复杂，需要日常精细养护，并且需要建设箱涵，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术路基结构受地面运动影响大，不能适应活动走滑断层所造成的较大的水平变形的问题，提供一种穿越活动断层的路基结构及其施工方法，能够穿越活动断层，避免路基结构开裂及轨道变形。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种穿越活动断层的路基结构，包括填筑体，填筑体底部依次设有顶板和底板，顶板和底板之间平滑连接，底板固定在断盘上，顶板和底板通过限位键固定连接。

填筑体是用来承担荷载的主体结构。在填筑体底部通过设置顶板和底板，将路基填筑体和可能引起破坏的地面运动尽可能分离开，避免了路基结构直接受地面运动影响而开裂或者导致轨道变形，提高了路基结构的抗震性能。顶板和底板通过限位键固定连接，是为了保证当列车正常运行或者在小地震作用下，顶板和底板不会发生相对移动，或者路基结构能够顺利施工。由于顶板和底板之间平滑连接、具有足够小的摩擦系数，当走滑断层错位活动或地震烈度超过一定阈值，限位键断裂、丧失限位功能，打破顶板和底板相对固定的状态，启动滑移机构，断盘带动底板就会发生水平位移，而断盘不足以带动顶板上方的填筑体随同水平运动，或者顶板仅发生很小的水平位移；待限位键断裂后，需要进行二次维护才能实现新的限位功能。因此，该种路基结构能够承受较大的地震破坏，适应活动断层运动，不会因为活动断裂作用而错位，避免了路基结构开裂及轨道变形，从而确保了填筑体穿越活动断层带的稳定性。