[发明专利]一种适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道及其施工方法

说明书

本发明公开了一种适用于跨地质断层的双层钢‑砼组合衬砌盾构隧道及其施工方法，其中适用于跨地质断层的双层钢‑砼组合衬砌盾构隧道包括：衬砌隧道本体；在衬砌隧道本体内的内衬结构，内衬结构与衬砌隧道本体之间存在间隔空腔；在间隔空腔内的减震结构；其中内衬结构包括内衬钢管和混凝土结构，内衬钢管的至少部分管壁设置为镂空结构，混凝土结构填充在镂空结构内。通过在衬砌隧道本体内设置内衬钢管和混凝土结构组合的内衬结构，并将减震结构设置于间隔空腔内，可以在不侵占隧道行车空间的情况下，有效保证盾构隧道跨越地质断层时，抵御强震作用下产生的大变形错断，同时提高盾构施工所形成的圆形断面实用率以及内衬结构的抵抗变形能力。

技术领域

本发明涉及隧道工程抗减震技术领域，特别涉及一种适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道及其施工方法。

背景技术

穿山跨海隧道建设过程中，盾构法是施工进度较快、安全性较高的施工方法，目前应用已比较普遍。但有些时候，为满足交通规划需求或运营要求，有可能遇到无法避让的高烈度地质断层。断层宽度从数米之数百米不等，断层两侧的地震输入特性的差异对盾构隧道的安全性构成了严重威胁，严重时可能会导致隧道产生较大变形或发生错断，导致隧道严重破坏。另一方面，鉴于现有盾构隧道的管片衬砌及节间连接方式较为薄弱，更多依赖于衬砌-围岩形成的支护共同体，很难抵御断层区域地震输入特性差异所产生的冲击，同时，盾构施工所形成的圆形断面实用率不够高，尚有一定空间布设隔震装置或吸能减震材料。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道及其施工方法，能够有效地抵御断层区域中地震输入特性的差异所产生的冲击，防止隧道产生大变形或错断。

根据本发明的第一方面实施例，提供一种适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道，包括：

衬砌隧道本体；

内衬结构，设置在衬砌隧道本体内，内衬结构与衬砌隧道本体之间存在间隔空腔；

减震结构，设置在间隔空腔内，用于隔震减震；其中

内衬结构包括内衬钢管和混凝土结构，内衬钢管的至少部分管壁设置为镂空结构，混凝土结构填充在镂空结构内。

有益效果：此适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道通过在衬砌隧道本体内设置内衬钢管和混凝土结构组合的内衬结构，并将减震结构设置于间隔空腔内，可以在不侵占隧道行车空间的情况下，有效保证盾构隧道跨越地质断层时，抵御强震作用下产生的大变形错断，同时提高盾构施工所形成的圆形断面实用率以及内衬结构的抵抗变形能力。

根据本发明第一方面实施例的适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道，减震结构包括隔震支座和减震吸能材料，隔震支座的一端抵接在衬砌隧道本体的内侧面，隔震支座的另一端承载内衬结构的底部，减震吸能材料填充在间隔空腔的两侧。

根据本发明第一方面实施例的适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道，隔震支座为叠层橡胶支座或阻尼橡胶支座。

根据本发明第一方面实施例的适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道，减震吸能材料为泡沫混凝土。

根据本发明第一方面实施例的适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道，内衬钢管的材质为Q345钢，混凝土结构的材质为C50混凝土。

根据本发明第一方面实施例的适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道，内衬钢管的厚度为20cm至30cm。

根据本发明第一方面实施例的适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道，内衬钢管与衬砌隧道本体同轴设置。

根据本发明的第二方面实施例，提供一种适用于跨地质断层的双层钢-砼组合衬砌盾构隧道的施工方法，包括以下步骤：