CN111810189B - 隧道穿越活动断层的连接结构 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种隧道穿越活动断层的连接结构，包括：第一连接体、第二连接体以及至少一个中间连接体；第一连接体和第二连接体分别固定在活动断层两侧的隧道二衬结构上，至少一个中间连接体连接在第一连接体和第二连接体之间，第一连接体与中间连接体沿隧道长度方向间隔设置，第二连接体与中间连接体沿隧道长度方向间隔设置；第一连接体和中间连接体之间和第二连接体与中间连接体之间均通过活动连接组件连接。上述方案使隧道穿越活动断层时，可沿断层错动方向具有较大的自适应变形能力，从而提高穿越活动断层隧道结构的安全性，保持正常的使用功能。

Description

隧道穿越活动断层的连接结构

技术领域

本公开涉及隧道开挖技术领域，尤其涉及一种隧道穿越活动断层的连接结构。

背景技术

活动断层的活动性主要包括两部分：一部分是缓慢的蠕滑，这部分由于地层板块运动导致，以目前的工程手段尚无法抵抗，断层之间的蠕滑量随着时间累积，一般情况下年蠕滑量为毫米级；第二部分是地震作用下，断层上下(或左右)两盘之间的来回错动，也称粘滑。

对于穿越活动断层的隧道结构，既要使隧道结构具有随着断层错动自适应的变形能力，同时又需具备满足使用功能的防水性，以免隧道因错动量过大而漏水。因此隧道在通过活动断层时需要施做专门的连接结构，用于减小穿越活动断层隧道的结构内力，避免其损坏。现有技术中，隧道穿越活动断层的连接结构形式简单，适应断层蠕滑及粘滑变形的能力有限，且变形缝处的止水带在错动后极易损坏，严重影响隧道内铁轨或道路的正常使用。

因此，如何设置隧道穿越活动断层时的连接结构，使隧道免于错动损毁或降低结构受损程度成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本公开的目的是提供一种隧道穿越活动断层的连接结构，以解决背景技术中的至少一个技术问题。

为了实现上述目的，本公开提供了一种隧道穿越活动断层的连接结构，包括：第一连接体、第二连接体以及至少一个中间连接体；所述第一连接体和所述第二连接体分别固定在活动断层两侧的隧道二衬结构上，所述至少一个中间连接体连接在所述第一连接体和所述第二连接体之间，所述第一连接体与所述中间连接体沿隧道长度方向间隔设置，所述第二连接体与所述中间连接体沿隧道长度方向间隔设置；

所述第一连接体和所述中间连接体之间和第二连接体与所述中间连接体之间均通过活动连接组件连接；

所述活动连接组件包括第一连接块、第二连接块以及拉杆，所述第一连接块和所述第二连接块在隧道的轴向上至少部分重叠；

至少部分所述第一连接块和所述第二连接块分别连接在所述第一连接体和所述中间连接体上，至少部分所述第一连接块和所述第二连接块分别连接所述第二连接体与所述中间连接体上，所述第一连接块和所对应的第二连接块之间具有间隙；

每个所述拉杆对应连接一所述第一连接块和一所述第二连接块，所述拉杆的长度方向沿所述隧道的径向设置。

可选地，所述第一连接块和所述第二连接块均包括横板和加劲体，所述加劲体连接在所述横板上，所述拉杆连接在所对应的两个横板上。

可选地，至少部分所述第一连接块和所述第二连接块分别固定连接在所述第一连接体和所述中间连接体上，至少部分所述第一连接块和所述第二连接块分别固定连接在所述第二连接体与所述中间连接体上。

可选地，所述中间连接体的数量为两个以上，两个所述中间连接体之间通过所述活动连接组件连接，且两个所述中间连接体沿隧道长度方向间隔设置。

可选地，所述第一连接体和中间连接体之间、两个所述中间连接体之间以及所述第二连接体与所述中间连接体之间均设置有外侧盖板和内侧盖板。

可选地，每个所述外侧盖板一侧均设置有止水带，所述活动连接组件位于所述止水带和所述内侧盖板之间。

可选地，所述第一连接体与所述隧道二衬结构通过螺栓固定连接；所述第二连接体与所述隧道二衬结构通过螺栓固定连接。

可选地，所述第一连接体与所述隧道二衬结构之间设置有第一止水条；所述第二连接体与所述隧道二衬结构之间设置有第二止水条。

可选地，所述第一连接体包括第一钢管片结构和被包裹在所述第一钢管片结构内的第一纵肋；

所述第二连接体包括第二钢管片结构和被包裹在所述第二钢管片结构内的第二纵肋；

所述中间连接体包括第三钢管片结构和被包裹在所述第三钢管片结构内的第三纵肋。

本发明提供的技术方案，第一连接体与中间连接体之间可以通过活动连接组件沿隧道的径向移动一定范围，第二连接体也可以与中间连接体之间可以通过活动连接组件沿隧道的径向移动一定范围，从而在活动断层发生错动时，保证隧道结构可发生自适应变形，且连接结构有效连接，提高了隧道穿越活动断层的连接结构的可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施方式中隧道穿越活动断层的连接结构的剖面示意图。

图中，

1-隧道二衬结构；2-中心线；

10-第一连接体；11-第一止水条；12-第一钢管片结构；13-第一纵肋；

20-第二连接体；21-第二止水条；22-第二钢管片结构；23-第二纵肋；

30-中间连接体；31-第三钢管片结构；32-第三纵肋；

40-活动连接组件；

41-第一连接块；42-第二连接块；43-拉杆；

50-外侧盖板；51-内侧盖板；52-止水带。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本实施方式中提供的隧道穿越活动断层的连接结构的剖视图；其剖切面为穿过整个环形隧道中心轴的截面，其示出的为整个环形隧道的一部分，其中，另一部分截面可以理解为与示出部分对称，隧道的中心线2为对称轴。该隧道穿越活动断层的连接结构包括：第一连接体10、第二连接体20以及至少一个中间连接体30；第一连接体10和第二连接体20分别固定在活动断层两侧的隧道二衬结构1上，至少一个中间连接体30连接在第一连接体10和第二连接体20之间，第一连接体10与中间连接体30沿隧道长度方向间隔设置，第二连接体20与中间连接体30沿隧道长度方向间隔设置；第一连接体10和中间连接体30之间和第二连接体20与中间连接体30之间均通过活动连接组件40连接；活动连接组件40包括第一连接块41、第二连接块42以及拉杆43，第一连接块41和第二连接块42在隧道的轴向上至少部分重叠；至少部分第一连接块41和第二连接块42分别连接在第一连接体10和中间连接体30上，至少部分第一连接块41和第二连接块42分别连接第二连接体20与中间连接体30上，第一连接块41和所对应的第二连接块42之间具有间隙；每个拉杆43对应连接一第一连接块41和一第二连接块42，拉杆43的长度方向沿隧道的径向设置。

应当理解的是，第一连接块41和第二连接块42在隧道的轴向上至少部分重叠，也即第一连接块41和第二连接块42在隧道的轴向上不是间隔设置的，两者在隧道的轴向上具有一定的重叠部分。

其中，活动连接组件40的作用是实现隧道内轴向连接的同时，具有径向活动的空间，以应对活动断层的错移。在第一连接体10和中间连接体30之间可以设置多个活动连接组件40，多个活动连接组件40围绕隧道周向均匀分布，同理第二连接体20与中间连接体30之间也可以设置多个活动连接组件40，多个活动连接组件40围绕隧道周向均匀分布。其中第一连接体10、第二连接体20以及中间连接体30均为环形，其尺寸与隧道的预设值对应。

通过上述方案，活动连接组件40中的拉杆43，可在在相邻两片管片(第一连接体10与中间连接体30、中间连接体30与第二连接体20或者两个中间连接体30)错动时提供一定的复位力，对于强度不大的地震而言，通常拉杆43的变形是弹性的，可在震后恢复初始长度，从而可使隧道结构复原。第一连接体10与中间连接体30之间可以通过活动连接组件40沿隧道的径向移动一定范围，第二连接体20也可以与中间连接体30之间可以通过活动连接组件40沿隧道的径向移动一定范围，从而在活动断层发生错动时，保证连接结构的有效连接，提高了隧道穿越活动断层的连接结构的结构稳定性。

在一个具体的实施例中，所述第一连接块41和所述第二连接块42均包括横板(图中矩形部分)和加劲体(图中三角形部分)，所述加劲体连接在所述横板上，所述拉杆43连接在所对应的两个横板上。第一连接块41和第二连接块42的上述结构具有较强的结构稳定性，且保证了第一连接块41和所述第二连接块42在隧道的轴向上至少部分重叠。

其中，第一连接块41和第二连接块42与第一连接体10、中间连接体30或第二连接体20均为固定连接，可以采用焊接的方式。

进一步，在一些实施例中，至少部分第一连接块41和第二连接块42分别通过滑轨连接在第一连接体10和中间连接体30上，至少部分第一连接块41和第二连接块42分别通过滑轨连接第二连接体20与中间连接体30上；滑轨的滑动方向沿隧道的径向设置。通过设置滑轨，使得第一连接块41和第二连接块42可以在对应的安装体(第一连接体10、中间连接体30或第二连接体20)上沿径向滑动，从而进一步提高了活动断层连接结构的径向柔性，提供了更大的错动富余量。

对于中间连接体30的数量可以根据活动断层的距离而定，若活动断层两侧的两隧道二衬结构1之间的距离较大则可以多设置一些中间连接体30，若活动断层两侧的两隧道二衬结构1之间的距离较小则可以少设置一些中间连接体30，例如，中间连接体30的数量为两个以上，两个中间连接体30之间通过活动连接组件40连接，且两个中间连接体30沿隧道长度方向间隔设置。在图1所示出的连接结构中，第一连接体10和第二连接体20之间设置一个中间连接体30。

在一个具体的实施例中，第一连接体10和中间连接体30之间、两个中间连接体30之间以及第二连接体20与中间连接体30之间均设置有外侧盖板50和内侧盖板51，活动连接组件40位于外侧盖板50和内侧盖板51之间，外侧盖板50和内侧盖板51的形状可以是大小不同的圆桶状，其中外侧盖板50的直径大于内侧盖板51的直径。外侧盖板50的尺寸大于第一连接体10和中间连接体30之间的距离，外侧盖板50的一端连接在第一连接体10上，另一端与中间连接体30分离，且延伸至中间连接体30外侧；或者外侧盖板50的一端连接在中间连接体30上，另一端与第一连接体10分离，且延伸至第一连接体10外侧，也就是说保证外侧盖板50覆盖整个第一连接体10和中间连接体30之间的间隔。同样内侧盖板51也可按该要求设置。

在一个具体的实施例中，每个外侧盖板50一侧均设置有止水带52，活动连接组件40位于止水带52和内侧盖板51之间。止水带52用于阻隔隧道外侧的水，防止在隧道活动断层位置进入隧道内。止水带52可以采用橡胶材料。

在一个具体的实施例中，第一连接体10与隧道二衬结构1通过螺栓固定连接；第二连接体20与隧道二衬结构1通过螺栓固定连接。螺栓围绕二衬结构1的周向均匀分布，保证连接的稳定性。第一连接体10与隧道二衬结构1也可以采用其他装置连接，同理，第二连接体20与隧道二衬结构1也可以采用其他装置连接，例如，焊接、铆接、膨胀螺钉连接等，或者几种连接方式相互结合。只要能够满足足够的连接强度即可。对于隧道二衬结构1，可以采用钢筋混凝土结构，其位于非活动断层的位置，作为连接结构的连接点，为了保证与第一连接体10和第二连接体20连接的稳定，可以在隧道二衬结构1外侧设置钢板。

进一步，第一连接体10与隧道二衬结构1之间设置有第一止水条11；第二连接体20与隧道二衬结构1之间设置有第二止水条21。第一止水条11和第二止水条21可以选用橡胶材料，其作用是提高连接缝处的防水性，避免外部水分进入隧道内，其作用与止水带52的作用相似。第一止水条11和第二止水条21的形状为圆环形，第一止水条11位于所在隧道的隧道二衬结构1与第一连接体10之间的接缝内，第二止水条21位于所在隧道的隧道二衬结构1与第二连接体20之间的接缝内。图1中示出的为第一止水条11和第二止水条21的一个截面。

在一个具体的实施例中，第一连接体10包括第一钢管片结构12和被包裹在第一钢管片结构12内的第一纵肋13；第二连接体20包括第二钢管片结构22和被包裹在第二钢管片结构22内的第二纵肋23；中间连接体30包括第三钢管片结构31和被包裹在第三钢管片结构31内的第三纵肋32。其中，第一钢管片结构12的截面、第二钢管片结构22的截面以及第三钢管片结构31的截面均为U形，分别结合第一纵肋13、第二纵肋23以及第三纵肋32，使得第一连接体10、第二连接体20以及中间连接体30具有足够的结构刚度和强度。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，包括：第一连接体(10)、第二连接体(20)以及至少一个中间连接体(30)；所述第一连接体(10)和所述第二连接体(20)分别固定在活动断层两侧的隧道二衬结构(1)上，所述至少一个中间连接体(30)连接在所述第一连接体(10)和所述第二连接体(20)之间，所述第一连接体(10)与所述中间连接体(30)沿隧道长度方向间隔设置，所述第二连接体(20)与所述中间连接体(30)沿隧道长度方向间隔设置；

所述第一连接体(10)和所述中间连接体(30)之间和第二连接体(20)与所述中间连接体(30)之间均通过活动连接组件(40)连接；

所述活动连接组件(40)包括第一连接块(41)、第二连接块(42)以及拉杆(43)，所述第一连接块(41)和所述第二连接块(42)在隧道的轴向上至少部分重叠；

至少部分所述第一连接块(41)和所述第二连接块(42)分别连接在所述第一连接体(10)和所述中间连接体(30)上，至少部分所述第一连接块(41)和所述第二连接块(42)分别连接在所述第二连接体(20)与所述中间连接体(30)上，所述第一连接块(41)和所对应的第二连接块(42)之间具有间隙；

每个所述拉杆(43)对应连接一所述第一连接块(41)和一所述第二连接块(42)，所述拉杆(43)的长度方向沿所述隧道的径向设置。

2.根据权利要求1所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，所述第一连接块(41)和所述第二连接块(42)均包括横板和加劲体，所述加劲体连接在所述横板上，所述拉杆(43)连接在所对应的两个横板上。

3.根据权利要求2所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，至少部分所述第一连接块(41)和所述第二连接块(42)分别固定连接在所述第一连接体(10)和所述中间连接体(30)上，至少部分所述第一连接块(41)和所述第二连接块(42)分别固定连接在所述第二连接体(20)与所述中间连接体(30)上。

4.根据权利要求2所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，至少部分所述第一连接块(41)和所述第二连接块(42)分别通过滑轨连接在所述第一连接体(10)和所述中间连接体(30)上，至少部分所述第一连接块(41)和所述第二连接块(42)分别通过滑轨连接所述第二连接体(20)与所述中间连接体(30)上；所述滑轨的滑动方向沿所述隧道的径向设置。

5.根据权利要求1所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，所述中间连接体(30)的数量为两个以上，两个所述中间连接体(30)之间通过所述活动连接组件(40)连接，且两个所述中间连接体(30)沿隧道长度方向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，所述第一连接体(10)和中间连接体(30)之间、两个所述中间连接体(30)之间以及所述第二连接体(20)与所述中间连接体(30)之间均设置有外侧盖板(50)和内侧盖板(51)。

7.根据权利要求6所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，每个所述外侧盖板(50)内侧均设置有止水带(52)，所述活动连接组件(40)位于所述止水带(52)和所述内侧盖板(51)之间。

8.根据权利要求1所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，所述第一连接体(10)与所述隧道二衬结构(1)通过螺栓固定连接；所述第二连接体(20)与所述隧道二衬结构(1)通过螺栓固定连接。

9.根据权利要求8所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，所述第一连接体(10)与所述隧道二衬结构(1)之间设置有第一止水条(11)；所述第二连接体(20)与所述隧道二衬结构(1)之间设置有第二止水条(21)。

10.根据权利要求1所述的隧道穿越活动断层的连接结构，其特征在于，所述第一连接体(10)包括第一钢管片结构(12)和被包裹在所述第一钢管片结构(12)内的第一纵肋(13)；

所述第二连接体(20)包括第二钢管片结构(22)和被包裹在所述第二钢管片结构(22)内的第二纵肋(23)；

所述中间连接体(30)包括第三钢管片结构(31)和被包裹在所述第三钢管片结构(31)内的第三纵肋(32)。

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