[发明专利]一种跨断层破碎带隧道抗错断连接装置及其施工方法

说明书

本发明提出一种跨断层破碎带隧道抗错断连接装置及其施工方法，该连接装置包括从外到内依次设置的初期支护、防水层和二次衬砌，初期支护两个钢筋网通过若干吊筋连接，对两侧钢筋网部分进行混凝土喷射，断层处浇筑泡沫混凝土；二次衬砌的两个钢筋骨架间通过若干吊筋和连接结构进行连接，对两侧钢筋骨架部分进行混凝土浇筑，断层处浇筑泡沫混凝土。解决了现有技术的均未考虑隧道整体在断层处的连接方式，尤其是初期支护和防水层在实际施工时的做法，提出一种跨断层破碎带隧道的抗错断连接装置及其施工方法，对于增加隧道工程的稳定性，降低交通安全风险，具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及一种跨断层破碎带隧道抗错断连接装置及其施工方法，属于隧道施工技术领域。

背景技术

为防止地震发生时断层黏滑错动或者活动断层长期蠕滑错动引发地下结构发生破坏，公路隧道、铁路隧道及输水隧洞等线性结构在线路选择时，应尽量避开活断层。但在实际工程中，尤其是我国西南地区，受地质条件、线路走向和施工条件等因素的限制，隧道不可避免地会穿越活断层。断层错动作用产生的永久变形，对于穿越其中的隧道往往造成张拉、扭剪、弯曲破坏，严重者甚至会产生大幅度错台或整体坍塌。

目前，国内外关于断层错动作用下隧道的力学响应及对应措施的研究层出不穷。大量试验和数值模拟结果表明，采用铰接式衬砌是一种有效的抗错断措施，能够有效降低断层错动对隧道的影响。但现有研究均未考虑隧道整体在断层处的连接方式，尤其是初期支护和防水层在实际施工时的做法。因此，提出一种跨断层破碎带隧道的抗错断连接方式，对于增加隧道工程的稳定性，降低交通安全风险，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中提到的技术问题，提出一种跨断层破碎带隧道抗错断连接装置及其施工方法，实现断层两侧隧道初期支护与初期支护间，以及二次衬砌与二次衬砌间的连接，以满足实际设计与施工中的需要。

本发明提出一种跨断层破碎带隧道抗错断连接装置，包括从外到内依次设置的初期支护、防水层和二次衬砌，

所述初期支护包括两个钢筋网、若干工字型钢拱架、若干吊筋和混凝土，所述两个钢筋网和若干工字型钢拱架均为环形，在隧道跨断层两侧的内壁设置钢筋网，钢筋网通过工字型钢拱架进行支撑，两个钢筋网通过若干吊筋连接，对两侧钢筋网部分进行混凝土喷射，断层处浇筑泡沫混凝土；

所述二次衬砌包括两个钢筋骨架、若干吊筋、若干连接结构和混凝土，两个钢筋骨架间通过若干吊筋和连接结构进行连接，对两侧钢筋骨架部分进行混凝土浇筑，断层处浇筑泡沫混凝土。

优选地，所述吊筋包括两段上平直段、两段斜长段和下平直段，所述下平直段两侧上方连接有两段斜长段。两段斜长段分别连接两段上平直段。

优选地，所述钢筋网包括若干纵向钢筋Ⅰ和环向钢筋Ⅰ，若干纵向钢筋Ⅰ和环向钢筋Ⅰ相互垂直绑扎成环形网。

优选地，所述钢筋骨架包括若干纵向钢筋Ⅱ、环向钢筋Ⅱ和箍筋，若干纵向钢筋Ⅱ和环向钢筋Ⅱ相互垂直绑扎成环形钢筋骨架网，并通过箍筋进行绑扎加固。

优选地，所述防水层包括防水板和土工布，防水层在断层处进行褶皱处理，以确保在地震作用下能够预留足够的变形裕度，防止防水层被拉断。

优选地，所述连接结构包括两个约束锚固钢板和U形连接钢板，两个约束锚固钢板与钢筋骨架连接，中间通过U形连接钢板进行固定连接。

优选地，所述约束锚固钢板包括两个锚固钢板、横板和若干螺栓孔Ⅰ，所述横板上垂直安装有两个锚固钢板，所述横板上设置有若干螺栓孔Ⅰ。

优选地，所述U形连接钢板包括U形钢板和若干螺栓孔Ⅱ，所述U形钢板的两翼板上分别设置有若干螺栓孔Ⅱ，所述螺栓孔Ⅱ的个数与位置和螺栓孔Ⅰ相对应。

一种所述的跨断层破碎带隧道抗错断连接装置的施工方法，具体包括以下步骤：