[发明专利]一种隧道消能减震装置

说明书

本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种隧道消能减震装置。本发明通过在隧道围岩和二次衬砌结构之间设置阻尼器，阻尼器的一端与围岩连接，阻尼器的另一端与二次衬砌结构固结，地震产生的荷载作用于阻尼器上，再分散至面积更大的二衬结构上，避免了发生在二衬结构上的应力集中现象，进而提高了隧道在地震时的抗震能力。本发明可以有效提升耗能能力，保证隧道的减震效果；避免了发生在二衬结构上的应力集中现象，有效提高了隧道在地震时的抗震能力。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种隧道消能减震装置。

背景技术

地震时隧道周边围岩的变形是引起隧道震害的主要原因之一，围岩变形作用于隧道二衬结构时，造成隧道二衬结构的强制位移，进而使衬砌材料变形超出弹性阶段，造成钢筋进入塑性屈服阶段，混凝土脆性破坏，轻则出现衬砌混凝土开裂、剥落，重则出现二次衬砌垮塌这样的严重震害类型。

目前既有的隧道减震方案中，除改变结构自身的性能外，主要是在围岩或初支结构与二衬结构中间设置橡胶、泡沫混凝土等材料，将隧道围岩或初支结构与二衬结构隔离，地震时通过减震材料的变形消耗地震能量，但其产生的效果有局限性，一是由于减震材料自身的弹模较低，且厚度受到限制，因此减震材料的耗能能力有限，限制了减震效果；二是减震材料在变形至极限状态后无法分散传递至二衬结构的作用力，围岩或初支结构在地震荷载下作用至二衬结构上时，由于应力集中造成二衬结构局部破坏，造成衬砌承载力降低进而产生大面积破坏，减震材料的设置无法缓解这一现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道消能减震装置，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本申请实施例中提供了一种隧道消能减震装置，该装置包括围岩、初期支护结构、二次衬砌结构和缓冲机构。所述初期支护结构设置在围岩的内壁；所述二次衬砌结构设置在初期支护结构内侧，且所述二次衬砌结构与初期支护结构之间设置有减震空间；所述缓冲机构设置在围岩与二次衬砌结构之间，所述缓冲机构与围岩连接处的初期支护结构上设置有供缓冲机构穿过的通孔。

可选地，所述缓冲机构为阻尼器，所述阻尼器包括液压缸和活塞杆，所述液压缸与二次衬砌结构固定连接，所述活塞杆与围岩铰接。

可选地，所述缓冲机构水平设置。

可选地，所述缓冲机构设置在两个相邻初支钢架的中部。

可选地，所述缓冲机构包括第一缓冲机构、第二缓冲机构、第三缓冲机构和第四缓冲机构，所述第一缓冲机构和第二缓冲机构分别对称设置在所述二次衬砌结构腰部的两侧，所述第三缓冲机构和第四缓冲机构分别对称设置在所述二次衬砌结构肩部的两侧。

可选地，所述减震空间的宽度为10-25cm，所述缓冲机构的行程为10-25cm。

可选地，所述缓冲机构与围岩的相连的一侧设置有第一连接板，所述第一连接板设置在围岩表面，且第一连接板的弧度与围岩的弧度相同，所述第一连接板通过第一锚杆固定设置在所述围岩上；所述第一连接板上设置有与缓冲机构相连的耳板，所述缓冲机构上与第一连接板相连的一端设置有螺栓孔，所述缓冲机构与耳板铰接；所述第一连接板上还设置有第一锚杆孔,所述第一锚杆穿过第一锚杆孔将第一连接板固定在围岩上。

可选地，所述缓冲机构与二次衬砌结构相连的一侧设置有第二连接板，所述第二连接板设置在二次衬砌结构的内壁上，且第二连接板的弧度与二次衬砌结构内壁的弧度相同，所述第二连接板通过第二锚杆固定在所述二次衬砌结构上。

可选地，所述缓冲机构与二次衬砌结构相连的一侧设置有第二连接板，所述第二连接板埋设在二次衬砌结构内，且第二连接板的弧度与二次衬砌结构内壁的弧度相同。

本发明的有益效果为：