CN113756835A - 一种隧道抗错断结构体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隧道抗错断结构体系，属于隧道建设技术领域。所述隧道抗错断结构体系包括：混凝土管道、缓冲垫层及隧道衬砌结构；所述缓冲垫层和所述隧道衬砌结构均设置在所述混凝土管道内；所述隧道衬砌结构设置在所述泡沫混凝土的上方；所述缓冲垫层朝向所述隧道衬砌结构的端面为弧形。本发明隧道抗错断结构体系可以跨越活断层，适用范围广，当发生断层错动时，可以维持行车安全。

Description

一种隧道抗错断结构体系
技术领域
本发明涉及隧道建设技术领域，特别涉及一种隧道抗错断结构体系。
背景技术
对于地下空间的利用往往是通过隧道、隧洞和其他地下建筑物来实现的，一般修建隧道等地下工程时都会选择地质条件和围岩条件较好的地段，修筑好的隧道可以保证行车安全等要求。但是我国陆地在太平洋、印度洋和菲律宾板块的相互挤压作用下，在西南山岭地区的形成了大量的活断层地质构造，活断层在地震作用或地应力影响作用下会发生错动现象，这对地下隧道结构的安全具有重大的威胁；同时，隧道结构在断层错动影响下，会导致隧道结构出现裂缝、地表产生变形，甚至是隧道结构的垮塌和地表的沉陷等。
对于大多数跨越活断层隧道的施工以及制定抗错断方案时，主要采用以下几种手段：
1，在选择隧道线路时尽量避免跨越活断层，或者主动避让大型的活动断裂带；
2，采用刚性防护措施来加强隧道结构自身的强度(例如使用高强度的材料，锚固支护等方法)；
3，在隧道跨越活断层时主动加大隧道截面面积，以及通过改变隧道轮廓的形状等参数，使得隧道结构受力更加合理。
但是，以上方法只是针对特定活断层的类型或者是对围岩自身强度有着较高的要求，使得制定抗错断的方法适用性较小。
发明内容
本发明提供一种隧道抗错断结构体系，解决了或部分解决了现有技术中跨越活断层隧道的施工以及制定抗错断方案，只是针对特定活断层的类型或者是对围岩自身强度有着较高的要求，使得制定抗错断的方法适用性较小的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种隧道抗错断结构体系包括：混凝土管道、缓冲垫层及隧道衬砌结构；所述缓冲垫层和所述隧道衬砌结构均设置在所述混凝土管道内；所述隧道衬砌结构设置在所述泡沫混凝土的上方；所述缓冲垫层朝向所述隧道衬砌结构的端面为弧形。
进一步地，所述缓冲垫层朝向所述隧道衬砌结构的端面的弧度为5-10度。
进一步地，所述隧道衬砌结构与所述混凝土管道之间预留错动量。
进一步地，所述隧道衬砌结构均与所述混凝土管道之间的错动量为50-200mm。
进一步地，所述隧道衬砌结构包括：第一衬砌及第二衬砌；所述第二衬砌设置在所述第一衬砌内。
进一步地，所述第一衬砌的外壁上设置有第一减震层。
进一步地，所述第一减震层的材质包括橡胶。
进一步地，所述第一衬砌与所述第二衬砌之间设置有防水层。
进一步地，所述混泥土管道的外壁上套设有第二减震层。
进一步地，所述第二减震层的厚度为10-20mm。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于缓冲垫层和隧道衬砌结构均设置在混凝土管道内，所以，通过混凝土管道支撑缓冲垫层和隧道衬砌结构，由于隧道衬砌结构设置在泡沫混凝土的上方，缓冲垫层朝向隧道衬砌结构的端面为弧形，所以，当断层发生错动时，隧道衬砌结构在缓冲垫层上滑动，不仅可以抵消断层错动传递给隧道衬砌结构的能量，而且也可以抵消一部分断层错动量，同时，在断层错动结束后，隧道衬砌结构又可以回到初始位置，可以降低跨越活断层的隧道衬砌结构在断层错动条件下隧道结构的变形量，既可以抵抗黏滑错动作用下瞬时破坏作用，也可以抵抗蠕滑错动作用下长时间的破坏作用，进而使得隧道衬砌结构可以在断层错动时维持行车安全和使用的要求，适用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例提供的隧道抗错断结构体系的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种隧道抗错断结构体系包括：混凝土管道1、缓冲垫层2及隧道衬砌结构3。
缓冲垫层2和隧道衬砌结构3均设置在混凝土管道1内。
隧道衬砌结构3设置在泡沫混凝土2的上方。
缓冲垫层2朝向隧道衬砌结构3的端面为弧形。
本申请具体实施方式由于缓冲垫层2和隧道衬砌结构3均设置在混凝土管道1内，所以，通过混凝土管道1支撑缓冲垫层2和隧道衬砌结构3，由于隧道衬砌结构3设置在泡沫混凝土2的上方，缓冲垫层2朝向隧道衬砌结构3的端面为弧形，所以，当断层发生错动时，隧道衬砌结构3在缓冲垫层2上滑动，不仅可以抵消断层错动传递给隧道衬砌结构3的能量，而且也可以抵消一部分断层错动量，同时，在断层错动结束后，隧道衬砌结构3又可以回到初始位置，可以降低跨越活断层的隧道衬砌结构3在断层错动条件下隧道衬砌结构3的变形量，既可以抵抗黏滑错动作用下瞬时破坏作用，也可以抵抗蠕滑错动作用下长时间的破坏作用，进而使得隧道衬砌结构3可以在断层错动时维持行车安全和使用的要求，适用范围广。
在本实施方式中，缓冲垫层2的材质包括泡沫混凝土，不仅可以保证隧道衬砌结构3的顺畅滑动，同时，可以对隧道衬砌结构3进行减震，保证隧道衬砌结构3的结构完整。
具体地，缓冲垫层2朝向隧道衬砌结构3的端面的弧度为5-10度，保证在断层发生错动时，隧道衬砌结构3可以在缓冲垫层2上顺畅的滑动。
具体地，隧道衬砌结构3与混凝土管道1之间预留错动量，通过混凝土管道1保护隧道衬砌结构3，在断层错动时，混凝土管道1可以抵消一部分错动量，进而使得隧道衬砌结构3所承受的最终错动量达到最小，同时，降低混凝土管道1变形后对隧道衬砌结构3的影响。
在本实施方式中，隧道衬砌结构3均与混凝土管道1之间的错动量为50-200mm，在断层错动时，混凝土管道1可以抵消一部分错动量，进而使得隧道衬砌结构3所承受的最终错动量达到最小，同时，降低混凝土管道1变形后对隧道衬砌结构3的影响。
具体地，隧道衬砌结构3包括：第一衬砌3-1及第二衬砌3-2。
第二衬砌3-2设置在第一衬砌3-1内，保证结构强度。
具体地，第一衬砌3-1的外壁上设置有第一减震层4，可以进一步地消除错动量，降低跨越活断层的第一衬砌3-1在断层错动条件下第一衬砌3-1的变形量，既可以抵抗黏滑错动作用下瞬时破坏作用，也可以抵抗蠕滑错动作用下长时间的破坏作用，进而使得第一衬砌3-1及第二衬砌3-2可以在断层错动时维持行车安全和使用的要求，适用范围广。
在本实施方式中，第一减震层4的材质包括橡胶，保证减震效果。
具体地，第一衬砌3-1与第二衬砌3-2之间设置有防水层5，用于防水，避免水进入第二衬砌3-2内，保证第二衬砌3-2内行车安全。
具体地，混泥土管道1的外壁上套设有第二减震层6，可以抵消部分由于断层错断产生的能量，使得断层产生的初始错动量减小。
第二减震层6的厚度为10-20mm，保证减震效果。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种隧道抗错断结构体系，其特征在于，包括：混凝土管道、缓冲垫层及隧道衬砌结构；
所述缓冲垫层和所述隧道衬砌结构均设置在所述混凝土管道内；
所述隧道衬砌结构设置在所述泡沫混凝土的上方；
所述缓冲垫层朝向所述隧道衬砌结构的端面为弧形。
2.根据权利要求1所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于：
所述缓冲垫层朝向所述隧道衬砌结构的端面的弧度为5-10度。
3.根据权利要求1所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于：
所述隧道衬砌结构与所述混凝土管道之间预留错动量。
4.根据权利要求3所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于：
所述隧道衬砌结构均与所述混凝土管道之间的错动量为50-200mm。
5.根据权利要求1所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于，所述隧道衬砌结构包括：第一衬砌及第二衬砌；
所述第二衬砌设置在所述第一衬砌内。
6.根据权利要求5所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于：
所述第一衬砌的外壁上设置有第一减震层。
7.根据权利要求6所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于：
所述第一减震层的材质包括橡胶。
8.根据权利要求5所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于：
所述第一衬砌与所述第二衬砌之间设置有防水层。
9.根据权利要求1所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于：
所述混泥土管道的外壁上套设有第二减震层。
10.根据权利要求9所述的隧道抗错断结构体系，其特征在于：
所述第二减震层的厚度为10-20mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114329307A (zh) * 2022-03-16 2022-04-12 广东海洋大学 一种隧道跨断层处错断诊断方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109989768A (zh) * 2019-04-26 2019-07-09 山东大学 一种适用于隧道穿越活断层的衬砌结构及其施工方法
CN110159314A (zh) * 2019-05-07 2019-08-23 山东大学 一种适用于穿越活动断裂带的隧道柔性环式支撑系统
CN110359954A (zh) * 2019-08-02 2019-10-22 西南交通大学 一种穿越蠕滑断层隧道颗粒填充层抗错结构及其施工方法
CN110836120A (zh) * 2019-11-07 2020-02-25 山东大学 适用于穿越活断层的自监测调节的隧道衬砌结构及施工方法
CN112096418A (zh) * 2020-10-10 2020-12-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构
CN213175654U (zh) * 2020-10-10 2021-05-11 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种跨活断层隧道的柔性连接结构及隧道衬砌结构
CN213743432U (zh) * 2020-10-12 2021-07-20 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种跨活断层隧道的柔性连接装置及隧道衬砌结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109989768A (zh) * 2019-04-26 2019-07-09 山东大学 一种适用于隧道穿越活断层的衬砌结构及其施工方法
CN110159314A (zh) * 2019-05-07 2019-08-23 山东大学 一种适用于穿越活动断裂带的隧道柔性环式支撑系统
CN110359954A (zh) * 2019-08-02 2019-10-22 西南交通大学 一种穿越蠕滑断层隧道颗粒填充层抗错结构及其施工方法
CN110836120A (zh) * 2019-11-07 2020-02-25 山东大学 适用于穿越活断层的自监测调节的隧道衬砌结构及施工方法
CN112096418A (zh) * 2020-10-10 2020-12-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构
CN213175654U (zh) * 2020-10-10 2021-05-11 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种跨活断层隧道的柔性连接结构及隧道衬砌结构
CN213743432U (zh) * 2020-10-12 2021-07-20 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种跨活断层隧道的柔性连接装置及隧道衬砌结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114329307A (zh) * 2022-03-16 2022-04-12 广东海洋大学 一种隧道跨断层处错断诊断方法及系统
CN114329307B (zh) * 2022-03-16 2022-06-14 广东海洋大学 一种隧道跨断层处错断诊断方法及系统

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