[发明专利]一种基于水压自承特性的复合型海底隧道结构及施工方法

摘要

一种基于水压自承特性的复合型海底隧道结构及施工方法，属于土木工程领域。针对传统隧道结构和施工方法难以满足复杂地质条件下长距离水下隧道的施工建设要求、抗震性能差、易发生突水事故等问题，本发明提供一种，先盾构后顶管的组合式长距离海底隧道结构及施工方法，在盾构界面与二次顶管空隙填充柔性防水、抗震材料，并将水引入围岩内侧，利用海水连通式自平衡特性加强围岩承载能力。给出了利用水压自平衡提升围岩支护效果的算法，并提出了刚性壳‑弹簧阻尼‑接触面的抗震结构模型。与现有隧道结构及施工方法相比，解决了传统长距离海底隧道易透水、难施工、抗震能力差的问题。是一种适合复杂海况、地质条件的新型海底隧道结构形式及施工方法。

主权项

1.一种基于水压自承特性的复合型海底隧道结构，其特征在于，该复合型海底隧道结构包括一次盾构掌子面(1)、围岩锚喷支护层(2)、顶管固定弹性支座(3)、半刚性顶管(4)、抗震层(5)、引水孔(6)、中空注浆锚杆(7)、钢缆(8)和剪力键(9)；所述的一次盾构掌子面(1)是由盾构机作用于注浆加固后的海底岩层形成的，其表面光滑、平整，具有防水能力；所述的围岩锚喷支护层(2)靠近一次盾构掌子面(1)，用于加固支撑隧道围岩；所述的顶管固定弹性支座(3)内连围岩锚喷支护层(2)，外连半刚性顶管(4)，用于固定半刚性顶管(4)；所述的抗震层(5)为柔性防水材料，用于填充围岩锚喷支护层(2)与半刚性顶管(4)之间的空隙；所述的引水孔(6)设置于围岩锚喷支护层(2)外围，且与围岩锚喷支护层(2)内侧相通，用于引水，在围岩锚喷支护层(2)与抗震层(5)之间形成水密承压层；所述的中空注浆锚杆(7)设置于围岩锚喷支护层(2)外围，用于锚固和支护围岩锚喷支护层(2)；所述的钢缆(8)，用于连接、加固半刚性顶管(4)；所述的剪力键(9)设置于半刚性顶管(4)上，用于提高半刚性顶管(4)的抗剪性能。