CN114575877A - 一种隧道隔震结构的施工方法 - Google Patents

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刘建红
王煦霖
丁彦杰
张景
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Abstract

本发明属于减隔震技术领域，具体的讲涉及一种隧道隔震结构的施工方法。其步骤包括拱墙隔震结构的安装和仰拱隔震结构的安装，其中，所述拱墙隔震结构的施工过程由内至外包括初期支护结构、通过膨胀螺栓固定的橡胶隔震垫层、防水层和二次衬砌结构；所述仰拱隔震结构施工由内向外包括前期支护结构、水泥砂浆找平层、聚氨酯泡沫板和橡胶隔震支座构成的复合隔震垫层、止水层、仰拱混凝土层。该隧道隔震结构的施工方法操作便捷、节省人力物力、造价相对较低，其安装成型结构具有能够有效吸收地震波能量，避免隧道整体结构发生破坏损伤的特点。

Description

一种隧道隔震结构的施工方法
技术领域
本发明属于减隔震技术领域，具体的讲涉及一种隧道隔震结构的施工方法。
背景技术
一直以来，人们普遍感觉隧道结构的抗震性能较好，然而从日本阪神地震、中国台湾集集地震、中国四川汶川地震以及近期青海地震的震后调查中发现，隧道结构中隔震技术效果并不理想，甚至存在较大安全隐患。隧道建筑一般都是控制性工程，一旦发生破坏损伤，就会造成交通阻塞，直至整条线路陷入瘫痪状态，不利于灾后救援，因此对其进行隔震设计的需求十分强烈，安全重要性不言而喻。
目前，还没有完整的针对隧道隔震的设计理论，现实中成套的有效措施也十分有限，专利号为CN202110830002.3的发明公布了一种隔震性能高的隧道及其制造方法，其结构包括防水层、外层衬砌、减震层以及内层衬砌，防水层、外层衬砌、减震层以及内层衬砌均为圆环结构，防水层由沥青层和防水板组成，沥青层包覆防水板，沥青层一面与防水板接触，另一面外接围岩，外层衬砌为混凝土结构，外层衬砌内插有若干个锚杆，锚杆的一端插入外层衬砌内，另一端穿过防水层嵌入围岩中，减震层为泡沫混凝土结构，内层衬砌由多个弧形管片构成，减震层连接外层衬砌和内层衬砌。该发明能够先在外衬结构上达到一个强度加强和初步减震效果，并保证隧道抗震薄弱区性能，再通过减震层作用，以达到整体提高隧道强度和抗震性能，确保其安全性。但是其结构存在构造复杂，施工困难，对减隔震防护效果有限且施工造价高、经济性不佳等问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种结构简单、施工便捷且隔震效果长效稳定、工程造价低、经济效益好的隧道隔震结构的施工方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种隧道隔震结构的施工方法，包括仰拱隔震结构施工和拱墙隔震结构施工，其特征在于：
所述仰拱隔震结构施工工艺包括以下步骤：
A.仰拱隔震材料准备以及初期支护基面处理：准备仰拱隔震结构所用的橡胶隔震支座和聚氨酯泡沫板；将前期支护基面外露锚杆头和钢筋头等突出物割除，洒水浸润；
B.水泥砂浆找平：刮涂水泥砂浆并抹平，洒水覆盖养护；
C.布置聚氨酯泡沫板和橡胶隔震支座：将聚氨酯泡沫板均匀布置在仰拱底部，之后将橡胶隔震支座嵌入在聚氨酯泡沫板表面的回型框内；
D.止水层施工：按照设计要求纵向盲管固定、环向盲管预留以及防水卷材施工；
E.浇筑仰拱：绑扎仰拱钢筋，浇筑仰拱混凝土；
所述拱墙隔震结构施工工艺包括以下步骤：
a.拱墙隔震材料准备以及初期支护基面处理：将初支基面外露锚杆头和钢筋头等突出物割除，洒水浸润;
b.水泥浆找平：涂水泥砂浆并抹平，洒水覆盖养护；
c.布置橡胶隔震垫：将橡胶隔震垫利用膨胀螺栓均匀固定在拱墙部位；
d.防水层施工：根据设计要求进行环向盲管固定以及防水卷材施工，固定土工布时，钢钉垫片布置在橡胶隔震垫相邻凸台之间；
e.浇筑二衬：衬砌台车就位，浇筑二衬混凝土。
构成上述一种隧道隔震结构施工方法的附加技术特征还包括：
——在所述步骤B或步骤b的水泥浆找平工艺中，待养护完成后，其平整度应符合两突出物之间的深长比为D/L≤1/30；
——在所述步骤c中所述橡胶隔震垫上有若干并排的凸台，所述凸台朝向防水层一侧，橡胶隔震垫背面与初期支护基面密贴并通过膨胀螺栓与其固定；
——在施工过程中，所述橡胶隔震垫与橡胶隔震垫之间、橡胶隔震支座与聚氨酯泡沫板之间以及聚氨酯泡沫板与聚氨酯泡沫板之间的安装间隙可控制在5~10mm之间。
本发明的有益效果在于：该结构通过拱墙隔震结构的橡胶隔震垫层和仰拱隔震结构的由聚氨酯泡沫板和橡胶隔震支座构成的复合隔震垫层能够有效吸收地震波能量，间隔缓冲地震的多方位冲击，从而避免隧道整体结构发生破坏，并且通过该施工方法获得的隧道隔震复合构造简单，操作快捷方便，施工成本较低、经济效果突出。
附图说明
图1为本发明一种隧道隔震结构的示意图；
图2为图1中拱墙隔震结构局部a的结构示意图；
图3为图1中仰拱隔震结构局部b的结构示意图
图4为该隧道隔震结构施工方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的一种隧道隔震结构施工方法和工作原理作进一步的详细说明。
参见图1至图3，为本发明所提供的一种隧道隔震结构的示意图。该制隧道隔震结构包括拱墙隔震结构a和仰拱隔震结构b，其中，拱墙隔震结构a由内至外包括初期支护结构1、通过膨胀螺栓10固定的橡胶隔震垫层2、防水层3和二次衬砌结构4；仰拱隔震结构b由内向外包括前期支护结构5、水泥砂浆找平层6、聚氨酯泡沫板71和橡胶隔震支座72构成的复合隔震垫层7、止水层8、仰拱混凝土层9。
如图4所示，其施工过程包括以下主要步骤：
所述仰拱隔震结构b施工工艺包括以下步骤：
A.仰拱隔震材料准备以及前期支护结构5基面处理：准备仰拱隔震结构b所用的橡胶隔震支座72和聚氨酯泡沫板71；将前期支护结构5基面外露锚杆头和钢筋头等突出物割除，洒水浸润；
B.水泥砂浆找平：刮涂水泥砂浆并抹平，洒水覆盖养护；
C.布置聚氨酯泡沫板71和橡胶隔震支座72：将聚氨酯泡沫板均匀布置在仰拱底部，之后将橡胶隔震支座72嵌入在聚氨酯泡沫板71表面的回型框711内；
D.止水层8施工：按照设计要求纵向盲管固定、环向盲管预留以及防水卷材施工；
E.浇筑仰拱：绑扎仰拱钢筋，浇筑仰拱混凝土层9；
所述拱墙隔震结构a施工工艺包括以下步骤：
a.拱墙隔震材料准备以及初期支护基面处理：将初期支护结构1基面外露锚杆头和钢筋头等突出物割除，洒水浸润。
b.水泥浆找平：涂水泥砂浆并抹平，洒水覆盖养护；
c.布置橡胶隔震垫层2：将橡胶隔震垫利用膨胀螺栓10均匀固定在拱墙部位；
d.防水层3施工：根据设计要求进行环向盲管固定以及防水卷材施工，固定土工布时，钢钉垫片布置在橡胶隔震垫相邻凸台之间；
e.浇筑二衬结构4：衬砌台车就位，浇筑二衬混凝土。
其工作原理为：该隧道隔震结构拱墙和仰拱部位均设置了隔震结构，其由橡胶隔震垫层2或由聚氨酯泡沫板71和橡胶隔震支座72构成的复合隔震垫层7构成，在原有隧道内部结构的基础上，通过橡胶缓冲减震，提高了隧道整体结构的隔震能力，隔震结构可有效的吸收地震波能量，最大程度地降低了地震冲击对混凝土的影响，并且其隔震构造简单、施工便捷、造价相对较低。
在构成上述新型隧道隔震结构中，
在所述步骤B或步骤b的水泥浆找平工艺中，待养护完成后，其平整度应符合两突出物之间的深长比为D/L≤1/30；
——为了增强缓冲减震冲击的能力，在步骤c中橡胶隔震垫上有若干并排的凸台21，在其横断面沿宽度方向均布，即形成内部变形结构，能够吸收和减缓震动能量；凸台21朝向防水层一侧，橡胶隔震垫层2背面与初期支护结构1基面密贴并通过膨胀螺栓10与其固定；
——在施工过程中，橡胶隔震垫2与橡胶隔震垫2之间、橡胶隔震支座72与聚氨酯泡沫板71之间以及聚氨酯泡沫板71与聚氨酯泡沫板71之间的安装间隙可控制在5~10mm之间；
——进一步的，上述橡胶隔震垫层2表面的凸台21截面形状为梯形、矩形、锥形、圆形或由多种形状构成的组合，橡胶隔震支座72由橡胶基体和置于橡胶基体内部的一层或多层加劲钢板组成；
橡胶隔震垫层2和橡胶隔震支座72的橡胶基体包括但不限于天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丁氰橡胶和聚氨酯橡胶及它们中的两种或多种的混合物；
——优选地，上述复合隔震垫层7包括表面分布多个回字框711的聚氨酯泡沫板71，橡胶隔震支座72嵌入在所述回字框711内，橡胶隔震支座72的顶面高度不低于聚氨酯泡沫板71的表面高度；
生产中，由于橡胶隔震支座72布置在仰拱底部，具有不可维护的特点，因此其臭氧老化性能相对于普通桥梁板式橡胶支座提高1~2倍；
并且，橡胶隔震支座72布置在仰拱底部，考虑到其存在被积水浸泡的风险，所以对其增加经水浸泡后恒定压缩永久变形和耐碱性两项性能要求，并且性能高于普通桥梁板式橡胶支座。

Claims (4)

1.一种隧道隔震结构的施工方法，包括仰拱隔震结构施工和拱墙隔震结构施工，其特征在于：
所述仰拱隔震结构施工工艺包括以下步骤：
A.仰拱隔震材料准备以及初期支护基面处理：准备仰拱隔震结构所用的橡胶隔震支座和聚氨酯泡沫板；将前期支护基面外露锚杆头和钢筋头等突出物割除，洒水浸润；
B.水泥砂浆找平：刮涂水泥砂浆并抹平，洒水覆盖养护；
C.布置聚氨酯泡沫板和橡胶隔震支座：将聚氨酯泡沫板均匀布置在仰拱底部，之后将橡胶隔震支座嵌入在聚氨酯泡沫板表面的回型框内；
D.止水层施工：按照设计要求纵向盲管固定、环向盲管预留以及防水卷材施工；
E.浇筑仰拱：绑扎仰拱钢筋，浇筑仰拱混凝土；
所述拱墙隔震结构施工工艺包括以下步骤：
a.拱墙隔震材料准备以及初期支护基面处理：将初支基面外露锚杆头和钢筋头等突出物割除，洒水浸润;
b.水泥浆找平：涂水泥砂浆并抹平，洒水覆盖养护；
c.布置橡胶隔震垫：将橡胶隔震垫利用膨胀螺栓均匀固定在拱墙部位；
d.防水层施工：根据设计要求进行环向盲管固定以及防水卷材施工，固定土工布时，钢钉垫片布置在橡胶隔震垫相邻凸台之间；
e.浇筑二衬：衬砌台车就位，浇筑二衬混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种隧道隔震结构的施工方法，其特征在于：在所述步骤B或步骤b的水泥浆找平工艺中，待养护完成后，其平整度应符合两突出物之间的深长比为D/L≤1/30。
3.根据权利要求1所述的一种隧道隔震结构的施工方法，其特征在于：在所述步骤c中所述橡胶隔震垫上有若干并排的凸台，所述凸台朝向防水层一侧，橡胶隔震垫背面与初期支护基面密贴并通过膨胀螺栓与其固定。
4.根据权利要求1所述的一种隧道隔震结构的施工方法，其特征在于：在施工过程中，所述橡胶隔震垫与橡胶隔震垫之间、橡胶隔震支座与聚氨酯泡沫板之间以及聚氨酯泡沫板与聚氨酯泡沫板之间的安装间隙可控制在5~10mm之间。
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