[发明专利]一种穿越活动断裂带的隧道新型多级减隔震结构

说明书

本发明提供一种穿越活动断裂带的隧道新型多级减隔震结构，在隧道纵向依次设置洞口减隔震结构以及洞身破碎带减隔震结构，洞口减隔震结构以及洞身破碎带减隔震结构分别包含多段子结构，每段子结构在隧道横断面上采用多级减隔震层设计，洞口减隔震结构包含洞口延伸段子结构、洞口浅埋段子结构、洞口影响段子结构，洞身破碎带减隔震结构包含洞身影响段子结构、洞身过渡段子结构、洞身核心段子结构。本发明以超挖设计、铰接设计和隔离消能设计等隔震减震设计理念为基础，对隧道洞口以及经过断层破碎带的隧道洞身进行了多级减隔震结构设计，能够有效的预防地震对隧道的影响。

技术领域

本发明涉及隧道设计技术领域，具体地说，涉及一种穿越活动断裂带的隧道新型多级减隔震结构。

背景技术

活动断裂带对隧道的致灾模式分为断层错动直接破坏隧道结构、地震引起隧道振动破坏和地震诱发地质灾害链。断层错动使围岩直接产生剪切位移，剪切变形通常被限制在活动断层周围一个狭小的范围内，但这种突然的变位方式引起的隧道破坏是灾难性的，结构难以抵御，造成隧道主体破坏。地震波引起隧道衬砌结构剧烈振动或摆动，产生循环交替的压应变和张应变，叠加在隧道衬砌原有的应变上。当叠加后的应变超过隧道衬砌所能承受的极限应变时隧道结构破坏，即隧道震害。地震、地下水、高地温等外力耦合作用下还可诱发活动断裂带区域一系列浅层和深埋隧道区段地质灾害链。

目前，穿越活动断层的隧道设计均是以避让为主，并满足一定的避让距离。线路无法避让必须通过时，给出的多为原则性规定和建议，如在断裂带较窄处以大角度通过。现有技术有关穿越活动断层隧道的工程案例和文献资料，地下隧道(洞)工程的抗震设计方法为传统的加大结构断面、提高混凝土标号加强结构强度和刚度、增加厚度、提高配筋率等“硬抗”地震。

针对现有技术的问题，本发明提供了一种穿越活动断裂带的隧道新型多级减隔震结构。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种穿越活动断裂带的隧道新型多级减隔震结构，在隧道纵向依次设置洞口减隔震结构以及洞身破碎带减隔震结构，所述洞口减隔震结构以及所述洞身破碎带减隔震结构分别包含多段子结构，每段子结构在隧道横断面上采用多级减隔震层设计，其中：

所述洞口减隔震结构包含洞口延伸段子结构、洞口浅埋段子结构、洞口影响段子结构，其中，所述洞口延伸段子结构以及所述洞口浅埋段子结构以钢波纹板衬砌为基础，钢波纹板纵向采用柔性连接器进行连接，所述洞口浅埋段子结构以及所述洞口影响段子结构包含减隔震层；

所述洞身破碎带减隔震结构包含洞身影响段子结构、洞身过渡段子结构、洞身核心段子结构，其中，所述洞身影响段子结构、所述洞身过渡段子结构、所述洞身核心段子结构包含减隔震层，所述洞身过渡段子结构以及所述洞身核心段子结构以钢波纹板衬砌为基础，并进行扩挖设计，钢波纹板纵向采用柔性连接器进行连接。

根据本发明的一个实施例，所述洞口延伸段子结构采用钢波纹板衬砌和缓冲层，以预防地震引起的隧道仰坡崩塌落石问题。

根据本发明的一个实施例，所述洞口浅埋段子结构采用超前围岩注浆并增设锚杆加固围岩，钢拱架和高韧性喷射混凝土作为初期支护层，凸壳式防排水板和泡沫混凝土作为减隔震层，钢波纹板衬砌作为二次衬砌层，纵向采用柔性连接器进行连接，解决洞口浅埋段地震边界放大效应。

根据本发明的一个实施例，所述洞口影响段子结构增设锚杆加固围岩，采用钢拱架和高韧性喷射混凝土作为初期支护层，凸壳式防排水板作为减隔震层，钢筋混凝土作为二次衬砌层，纵向设置宽变形缝，以便与洞身普通段衬砌过渡连接。

根据本发明的一个实施例，所述洞身影响段子结构增设锚杆加固围岩，采用钢拱架和高韧性喷射混凝土作为初期支护层，凸壳式防排水板作为减隔震层，钢筋混凝土作为二次衬砌层，并在纵向设置宽变形缝。