[发明专利]隧道支护结构

说明书

本发明公开了一种隧道支护结构，涉及隧道支护技术领域。该隧道支护结构包括外层衬砌、内层衬砌及填充材料。外层衬砌的外侧面用于与围岩的活动断层带对应，且套设于内层衬砌，填充材料为刚珠，且设置于外层衬砌和内层衬砌之间。该隧道支护结构具有既能适应大尺度剪切变形以及拉压弯剪扭组合变形，也能使得在地震后隧道结构的内层衬砌不发生错台破坏的特点。

技术领域

本发明涉及隧道支护技术领域，具体而言，涉及一种隧道支护结构。

背景技术

随着我国交通建设的发展，隧道逐渐发展为穿越复杂地质环境的主要手段，但相应的工程问题也难以避免，其中，隧道穿越大尺度活动断裂的工程难题亟待解决。

活动断裂对隧道工程的影响主要分为两类：(1)断层错动的永久变形引起的破坏，主要为相对剪切变形引起隧道衬砌的剪切破坏及其拉压弯剪扭组合破坏；(2)地震波在断层带和非断层带地层的差异震动引起隧道衬砌的变形破坏，前者的破坏程度远大于后者。目前解决此问题的技术手段主要为：(1)采用柔性接头连接的分段衬砌；(2)扩挖后喷射泡沫混凝土缓冲层。第一种方法的错动量有限，且不适用于断层宽度较小的断层，第二种方法对于断层宽度较大时扩挖量大，且断层错动量大时工程量急剧增加，在静力条件下硐室尺寸增大使隧道不稳定性风险增加。此外，在地震发生后，这两种方法均易出现衬砌错台的问题，且难以适应拉压弯剪扭组合变形，将影响生命线工程正常使用，阻碍后期救援。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的隧道支护结构显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道支护结构，其具有既能适应大尺度剪切变形以及拉压弯剪扭组合变形，也能使得在地震后隧道结构的内层衬砌不发生错台破坏的特点。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种隧道支护结构，包括外层衬砌、内层衬砌及填充材料；

所述外层衬砌的外周面用于与围岩的活动断层带对应，且套设于所述内层衬砌，所述填充材料为刚珠，且设置于所述外层衬砌和所述内层衬砌之间。

结合第一方面，在第一方面的另一种实现方式中，所述外层衬砌包括第一适应段，所述第一适应段为钢筋碎石笼或橡胶。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述外层衬砌包括至少两段所述第一适应段，所述外层衬砌还包括至少一段第二适应段；

所述第二适应段设置于相邻两段所述第一适应段之间，且所述第二适应段能够沿所述内层衬砌的轴向方向拉伸或压缩。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第二适应段为内空钢筋笼；

所述第二适应段为压缩为褶皱型且可拉伸的内空钢筋笼，或压缩为褶皱型且可伸缩的内空钢筋笼。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述隧道支护结构还包括搭接件，所述搭接件搭接于所述外层衬砌的内侧面和所述内层衬砌的外表面，且位于所述外层衬砌的一端，并用于搭接于相邻的非活动断层带内衬的外表面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述搭接件为钢筋碎石笼。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述内层衬砌包括多片管片和多个连接部，多个所述管片依次连接以形成环形的所述内层衬砌；

所述管片的内侧面间隔开设有多条第一加固槽，所述第一加固槽沿轴向方向延伸，所述连接部安装于所述第一加固槽内，以连接所述轴向方向上相邻的两片所述管片。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述管片的内侧面上还开设有第二加固槽，所述第二加固槽沿所述管片的周向延伸设置。