[发明专利]一种用于减震吸能的近接地下工程缓冲层及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于减震吸能的近接地下工程缓冲层及施工方法，以下步骤：仰拱施作；片石混凝土回填：采用片石混凝土回填，片石混凝土中的片石掺用量控制在总体积的40％～60％；塑性混凝土缓冲层施作：采用体积掺量为0.2％的聚乙烯醇纤维加入塑性混凝土中，调制成力学参数复合抗震要求的塑性混凝土材料，并制作单块新型塑性混凝土预制件；按顺序叠放在片石混凝土层之上，形成塑性混凝土缓冲层；路面结构层施作：分别施作垫层、基层和面层。

技术领域

本发明属于近接地下工程缓冲层减震领域，具体涉及一种基于减震吸能纤维塑性混凝土材料的近接地下工程缓冲层及施工方法。

背景技术

关于近接地下工程和隧道的减震技术，目前国内外主要是研究近接工程爆破振动对既有地下工程的动力响应以及设置相应的爆炸减振措施，包括小循环进尺、多次起爆、设计合理的掏槽模式及掏槽孔以及微差起爆等；对于考虑地震动影响时的控制措施，基本采用在施工中设置减震层和围岩一定范围内的注浆加固两种措施。对于近接地下工程在发生偶然爆炸荷载作用时的减震技术措施，国内外尚没有相关研究。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于减震吸能纤维塑性混凝土材料的近接地下工程缓冲层减震施工方法，该方法能大幅度减小近接区隧道衬砌内力和围岩应力，可保障近接地下工程在偶然爆炸荷载作用下的结构安全。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种用于减震吸能的近接地下工程缓冲层的施工方法，包括以下步骤：

S1、仰拱施作；

S2、片石混凝土回填：采用片石混凝土回填，片石混凝土中的片石掺用量控制在总体积的40％～60％；

S3、塑性混凝土缓冲层施作：采用体积掺量为0.2％的聚乙烯醇纤维加入塑性混凝土中，调制成力学参数复合抗震要求的塑性混凝土材料，并制作单块新型塑性混凝土预制件；按顺序叠放在片石混凝土层之上，形成塑性混凝土缓冲层；

S4、路面结构层施作：分别施作垫层、基层和面层。

作为进一步的技术方案，所述的步骤S1中，仰拱施作的过程如下：仰拱开挖后，清除松石、杂物，初喷混凝土，然后安装仰拱钢拱架，然后在实施喷射混凝土复喷，直至设计厚度；在此基础上施工仰拱二次衬砌，包括钢筋施工、模板施工和C30混凝土现浇，完成仰拱衬砌混凝土的施作。

作为进一步的技术方案，所述的步骤S2中，片石的粒径必须大于15cm以上，强度等级不低于MU40，且不能采用裂缝和易风化的石材。

作为进一步的技术方案，所述的步骤S4中的垫层选用松散颗粒材料；所述的基层选用C20混凝土材料；所述的面层采用沥青混凝土材料。

作为进一步的技术方案，所述的塑性混凝土的水胶比为0.91。

作为进一步的技术方案，每立方米的塑性混凝土包括290kg水、110kg水泥、膨润土100kg，黏土110kg，石子750kg、砂750kg。

第二方面，本发明还提供了一种用于减震吸能的近接地下工程缓冲层，从下到上依次包括混凝土仰拱层、片石混凝土回填层、塑性混凝土减震层、路面结构层。

作为进一步的技术方案，所述的塑性混凝土减震层包括若干预制件，每个预制件按顺序叠放在片石混凝土层之上，其每个预制件采用体积掺量为0.2％的聚乙烯醇纤维加入塑性混凝土制作。

作为进一步的技术方案，所述的塑性混凝土的水胶比为0.91；每立方米的塑性混凝土包括290kg水、110kg水泥、膨润土100kg，黏土110kg，石子750kg、砂750kg。