CN118128559A - 一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式及施工方法，型式包括强烈影响段自适应抗错结构型式和一般影响段减震结构型式；强烈影响段自适应抗错结构型式包括：初期支护、橡胶减震层、节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件，节段拼装式混凝土衬砌包括多个节段拼装混凝土衬砌管节，多个节段拼装混凝土衬砌管节之间设有位移牵连构件；一般影响段减震结构型式包括：初期支护、橡胶减震层、一般影响段内衬。与现有技术相比，本发明提出了基于变刚度诱导理念的新型结构型式，通过接头刚度差异诱导隧道结构位移至隧道管节间，使隧道的整体协调变形，有效降低断层错动导致的结构应力，保护穿断层隧道结构安全及运营安全。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，尤其是涉及一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式及施工方法。
背景技术
近年来的历史震害数据表明，穿越断层破碎带的隧道结构震害损伤严重，出现了诸如衬砌垮塌、错台、开裂等破坏现象，不仅造成了第一时间的交通不便与抢修困难，而且震后的损失和修复成本巨大，严重影响人民群众生命财产安全。因此需要采取合理的抗震设防措施，保证穿越断层破碎带隧道结构的安全性。
目前，针对穿越断层破碎带隧道结构主要有四种抗震设防措施，即：(1)洞周扩挖，预留变形空间；(2)改变隧道结构性能，减轻质量，增加强度、阻尼，采用柔性结构等；(3)改变围岩性质，对围岩体进行注浆或锚杆加固；(4)设置减震措施，如减震层、减震缝、施工缝等。这些措施虽然能够在一定程度上减轻穿断层隧道结构在地震中的损伤，但面对断层错动产生的大尺度位错未形成合理有效的处治措施，也不能达到自适应抗错断的要求，在断层发生大尺度位错后依旧会给隧道带来重大损害，严重威胁穿断层隧道结构及运营安全。
因此，针对强震与断层错动耦合作用情况下穿断层隧道结构，亟需开发一种新型的自适应抗错技术与结构形式，支撑隧道结构适应断层错动大变形，保证穿断层隧道的结构及运维安全。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式及施工方法，提出了基于变刚度诱导理念的新型结构型式，通过接头刚度差异诱导隧道结构位移至隧道管节间，使隧道的整体协调变形，有效降低断层错动导致的结构应力，保护穿断层隧道结构安全及运营安全。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
判别隧道是否为穿越具有工程危害性的活动断裂，基于活动断裂带断层位错影响和近断层强震作用的概率性分析方法，将隧道分为强烈影响段和一般影响段。其中强烈影响段是指活动断裂带由断层面向两侧受到严重震害影响的区段，该区段受到强地震动与断层错动耦合的共同作用，沿隧道横向具有大变形的特点，根据以往震害调研容易出现衬砌垮塌、错台等现象。
一般影响段是指由强烈影响段边缘向两侧延展受到震害影响逐渐降低的区段，该区段主要受到强地震动作用，距离震源较近，地震波频率较为复杂，容易出现衬砌开裂、局部脱落等震害现象。
结合近断层强地震动特点以及强烈影响段与一般影响段的震害现象，需要采取针对性的设防措施。
本发明提供一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，包括相互连接的强烈影响段自适应抗错结构型式和一般影响段减震结构型式；
强烈影响段自适应抗错结构型式包括：初期支护、橡胶减震层、节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件，初期支护设于外层，橡胶减震层设于中间层，节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件设于内层，橡胶减震层和位移牵连构件之间还设有防水层；
节段拼装式混凝土衬砌包括多个节段拼装混凝土衬砌管节，多个节段拼装混凝土衬砌管节之间设有位移牵连构件，位移牵连构件包括橡胶缓冲垫和预留滑动面；
一般影响段减震结构型式包括：初期支护、橡胶减震层、一般影响段内衬；初期支护设于外层，橡胶减震层设于中间层，一般影响段内衬设于内层。
初期支护用于控制围岩应力释放及变形，橡胶减震层利用其柔软特性扩宽结构位移面，使得内层结构拥有更大的位移空间，将多个管节覆盖形成整体。
橡胶缓冲垫弹性模量依据变刚度原理调整刚度，靠近活动断裂变形大，选择较小的弹性模量；距活动断裂较远的变形小，选择较大的弹性模量，使隧道的整体协调变形，隧道受到断层错动作用，管节的位移会被诱导到管节间，由橡胶缓冲垫变形承担并向下一管节传递位移；预留滑动面为辅助管节定向滑动措施。
进一步的，初期支护包括喷射混凝土、钢筋和围岩加固锚杆。
进一步的，橡胶减震层为适用于地震烈度9度区以下的隧道拱墙橡胶减震层，用于吸收断层错动以及地震动中产生的能量。
进一步的，节段拼装混凝土衬砌管节包括强烈影响段内衬非接头部分、强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体、强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体；
第一个节段拼装混凝土衬砌管节的强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体上设有剪力键，剪力键为延伸出强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体包裹范围的部分，剪力键能够嵌入第二个节段拼装混凝土衬砌管节的尾部凹槽，组成完整隧道；剪力键与凹槽之间设置橡胶缓冲垫，多个节段拼装混凝土衬砌管节之间通过预留滑动面连接。
剪力键与凹槽设计使得位移可以在不同拼装式混凝土衬砌管节之间传递，从而达到分散集中位移的目的，橡胶缓冲垫在留有位移空间的同时有效避免了应力集中导致的破坏，预留滑动面使得管节之间沿平行方向滑动。纵向刚度变化且能够利用隧道管节群产生的隧道连锁效应，使集中在断层错动面上的错动均匀分布在强烈影响段上。
进一步的，节段拼装式混凝土衬砌为钢筋混凝土结构。
进一步的，一般影响段内衬为钢筋混凝土结构。
进一步的，强烈影响段内衬非接头部分包括喷射混凝土、钢筋。
进一步的，强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体包括喷射混凝土、钢筋。
进一步的，强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体包括喷射混凝土、钢筋。
本发明针对活动断裂带强烈影响段和一般影响段的隧道响应特点采取了不同的减隔震结构型式，能够有效抵御强地震动和断层错动的耦合作用，保证隧道结构的安全运维。
本发明还提供一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式的施工方法，包括以下步骤：
S1、判别隧道是否穿越具有工程危害性的活动断裂，基于活动断裂带断层位错影响和近断层强震作用的概率性分析方法，将隧道分为强烈影响段和一般影响段；
S2、在强烈影响段采用强烈影响段自适应抗错结构型式，包括如下步骤：
S21、根据工程需求确定截面形式，利用荷载-结构法计算初期支护混凝土衬砌内力，核算内力是否符合相关设计规范，按照施工建设顺序，隧道全程初期支护采用矿山法施工，开始施工初期支护；
S22、根据工程规范及隧道减震层解析理论初步确定橡胶减震层的设计参数，建立考虑近断层强地震动的隧道二维数值模型求解节段拼装式混凝土衬砌管节内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后确定橡胶减震层的设计参数，在初期支护上开始施工橡胶减震层；
S23、通过设计橡胶缓冲垫变刚度模型，探究不同弹性模量下隧道管节的变形情况，得出各管节变形较为均匀的最优化变形量，确定橡胶缓冲垫弹性模量变化提梯度。
S24、根据工程规范及分区分段设防理念初步确定节段拼装式混凝土衬砌管节长度，建立三维数值模型求解节段拼装式混凝土衬砌管节的内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后确定节段拼装式混凝土衬砌的分段长度，在工厂预制管节后，运抵施工现场装配管节，将第一节管节剪力键插入第二节尾部凹槽形成隧道；开始施工节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件，包括强烈影响段内衬非接头部分、强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体、强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体、橡胶缓冲垫、预留滑动面、防水层；
S3、在一般影响段采用一般影响段减震结构型式，包括如下步骤：
S31、根据工程规范的隧道净空尺寸要求，确定初期支护轮廓尺寸，初步确定隧道衬砌结构参数，采用反应-位移法计算分析强震下隧道衬砌结构内力，计算安全系数，确定一般影响段内衬结构参数。
S32、根据工程规范及隧道减震层解析理论初步确定橡胶减震层的设计参数，建立考虑近断层强地震动的隧道二维数值模型求解节段式混凝土衬砌管节内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后橡胶减震层的设计参数。
S33、一般影响段全程采用矿山法施工，先施作初期支护，后施作一般影响段内衬。
本发明的原理：
首先技术方案包括强烈影响段自适应抗错结构和一般影响段减隔震结构。
对于强烈影响段衬砌采用节段式衬砌，强烈影响段自适应抗错结构包括初期支护、橡胶减震层、节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件。其中初期支护用于加固围岩、控制围岩变形、保证围岩的稳定性；橡胶减震层为适用于地震烈度度区以下的隧道拱墙橡胶减震层，能够吸收强震发生时的能量，防止衬砌结构在强震作用下产生破坏；节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件为整体自适应抗错结构中的重要组成部分，将每一节段衬砌内衬的接头部分分为内部筒体与外部筒体，并且在内部筒体与外部筒体之间施作橡胶缓冲垫，其中橡胶缓冲垫弹性模量依据变刚度原理调整刚度，靠近活动断裂变形大，选择较小的弹性模量；距活动断裂较远的变形小，选择较大的弹性模量；当断裂带发生错动时，靠近断裂带错动核心部位的节段衬砌首先发生位移，之后通过节段间橡胶缓冲垫的作用吸收部分变形能量，并且将位移传递至远离断裂带错动核心部位的下一节段，以此类推形成隧道的连锁效应，隧道管节之间产生牵连位移，通过各个节段间的位移牵连作用将断裂带变形均匀地传递至每一节段，防止靠近断裂带错动核心部位的隧道结构因变形过大而发生破坏。
对于一般影响段自适应减隔震结构，结构包括初期支护、橡胶减震层、一般影响段内衬。其中初期支护用于加固围岩、控制围岩变形、保证围岩的稳定性；橡胶减震层为适用于地震烈度九度区以下的隧道拱墙橡胶减震层，能够吸收强震发生时的能量，防止衬砌结构在强震作用下产生破坏；一般影响段内衬用于加固隧道，防渗防漏。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
解决了传统穿断层隧道抗震设防中无法有效应对强震-位错耦合作用下活动断裂大尺度位错的问题，针对该问题提出了基于变刚度诱导理念的新型结构型式，通过接头刚度差异诱导隧道结构位移至隧道管节间，使隧道的整体协调变形，有效降低断层错动导致的结构应力，保护穿断层隧道结构安全及运营安全。
附图说明
图1是基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式的示意图；
图2是强烈影响段自适应抗错结构型式的示意图；
图3是一般影响段减震结构型式的示意图。
附图标记：1-初期支护；2-橡胶减震层；31-一般影响段内衬；32-强烈影响段内衬非接头部分；33-强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体；34-强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体；4-橡胶缓冲垫；5-防水层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构、控制方法、算法等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。
实施例1
本实施例提供一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，如图1所示，包括相互连接的强烈影响段自适应抗错结构型式和一般影响段减震结构型式；
如图2所示，强烈影响段自适应抗错结构型式包括：初期支护1、橡胶减震层2、节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件，初期支护1设于外层，橡胶减震层2设于中间层，节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件设于内层，橡胶减震层2和位移牵连构件之间还设有防水层5；
节段拼装式混凝土衬砌包括多个节段拼装混凝土衬砌管节，多个节段拼装混凝土衬砌管节之间设有位移牵连构件，位移牵连构件包括橡胶缓冲垫4和预留滑动面；
如图3所示，一般影响段减震结构型式包括：初期支护1、橡胶减震层2、一般影响段内衬31；初期支护1设于外层，橡胶减震层2设于中间层，一般影响段内衬31设于内层。
初期支护1用于控制围岩应力释放及变形，橡胶减震层2利用其柔软特性扩宽结构位移面，使得内层结构拥有更大的位移空间，将多个管节覆盖形成整体。
橡胶缓冲垫4弹性模量依据变刚度原理调整刚度，靠近活动断裂变形大，选择较小的弹性模量；距活动断裂较远的变形小，选择较大的弹性模量，使隧道的整体协调变形，隧道受到断层错动作用，管节的位移会被诱导到管节间，由橡胶缓冲垫变形承担并向下一管节传递位移；预留滑动面为辅助管节定向滑动措施。
在具体实施方式中，初期支护1包括喷射混凝土、钢筋和围岩加固锚杆。
在具体实施方式中，橡胶减震层2为适用于地震烈度9度区以下的隧道拱墙橡胶减震层，用于吸收断层错动以及地震动中产生的能量。
在具体实施方式中，节段拼装混凝土衬砌管节包括强烈影响段内衬非接头部分32、强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体33、强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体34；
第一个节段拼装混凝土衬砌管节的强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体33上设有剪力键，剪力键为延伸出强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体34包裹范围的部分，剪力键能够嵌入第二个节段拼装混凝土衬砌管节的尾部凹槽，组成完整隧道；剪力键与凹槽之间设置橡胶缓冲垫4，多个节段拼装混凝土衬砌管节之间通过预留滑动面连接。
剪力键与凹槽设计使得位移可以在不同拼装式混凝土衬砌管节之间传递，从而达到分散集中位移的目的，橡胶缓冲垫4在留有位移空间的同时有效避免了应力集中导致的破坏，预留滑动面使得管节之间沿平行方向滑动。纵向刚度变化且能够利用隧道管节群产生的隧道连锁效应，使集中在断层错动面上的错动均匀分布在强烈影响段上。
在具体实施方式中，节段拼装式混凝土衬砌为钢筋混凝土结构。
在具体实施方式中，一般影响段内衬31为钢筋混凝土结构。
在具体实施方式中，强烈影响段内衬非接头部分32包括喷射混凝土、钢筋。
在具体实施方式中，强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体33包括喷射混凝土、钢筋。
在具体实施方式中，强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体34包括喷射混凝土、钢筋。
本发明针对活动断裂带强烈影响段和一般影响段的隧道响应特点采取了不同的减隔震结构型式，能够有效抵御强地震动和断层错动的耦合作用，保证隧道结构的安全运维。
本实施例还提供一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式的施工方法，包括以下步骤：
S1、判别隧道是否穿越具有工程危害性的活动断裂，基于活动断裂带断层位错影响和近断层强震作用的概率性分析方法，将隧道分为强烈影响段和一般影响段；
S2、在强烈影响段采用强烈影响段自适应抗错结构型式，包括如下步骤：
S21、根据工程需求确定截面形式，利用荷载-结构法计算初期支护混凝土衬砌内力，核算内力是否符合相关设计规范，按照施工建设顺序，隧道全程初期支护1采用矿山法施工，开始施工初期支护1；
S22、根据工程规范及隧道减震层解析理论初步确定橡胶减震层2的设计参数，建立考虑近断层强地震动的隧道二维数值模型求解节段拼装式混凝土衬砌管节内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后确定橡胶减震层2的设计参数，在初期支护1上开始施工橡胶减震层2；
S23、通过设计橡胶缓冲垫4变刚度模型，探究不同弹性模量下隧道管节的变形情况，得出各管节变形较为均匀的最优化变形量，确定橡胶缓冲垫4弹性模量变化提梯度。
S24、根据工程规范及分区分段设防理念初步确定节段拼装式混凝土衬砌管节长度，建立三维数值模型求解节段拼装式混凝土衬砌管节的内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后确定节段拼装式混凝土衬砌的分段长度，在工厂预制管节后，运抵施工现场装配管节，将第一节管节剪力键插入第二节尾部凹槽形成隧道；开始施工节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件，包括强烈影响段内衬非接头部分32、强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体33、强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体34、橡胶缓冲垫4、预留滑动面、防水层5；
S3、在一般影响段采用一般影响段减震结构型式，包括如下步骤：
S31、根据工程规范的隧道净空尺寸要求，确定初期支护1轮廓尺寸，初步确定隧道衬砌结构参数，采用反应-位移法计算分析强震下隧道衬砌结构内力，计算安全系数，确定一般影响段内衬31结构参数。
S32、根据工程规范及隧道减震层解析理论初步确定橡胶减震层2的设计参数，建立考虑近断层强地震动的隧道二维数值模型求解节段式混凝土衬砌管节内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后橡胶减震层的设计参数。
S33、一般影响段全程采用矿山法施工，先施作初期支护1，后施作一般影响段内衬2。
本实施例的原理：
首先技术方案包括强烈影响段自适应抗错结构和一般影响段减隔震结构，如图1所示。
对于强烈影响段衬砌采用节段式衬砌，如图2所示，强烈影响段自适应抗错结构包括初期支护1、橡胶减震层2、节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件。其中初期支护1用于加固围岩、控制围岩变形、保证围岩的稳定性；橡胶减震层2为适用于地震烈度9度区以下的隧道拱墙橡胶减震层，能够吸收强震发生时的能量，防止衬砌结构在强震作用下产生破坏；节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件为整体自适应抗错结构中的重要组成部分，将每一节段衬砌内衬的接头部分分为内部筒体与外部筒体，并且在内部筒体与外部筒体之间施作橡胶缓冲垫4，其中橡胶缓冲垫4弹性模量依据变刚度原理调整刚度，靠近活动断裂变形大，选择较小的弹性模量；距活动断裂较远的变形小，选择较大的弹性模量；当断裂带发生错动时，靠近断裂带错动核心部位的节段衬砌首先发生位移，之后通过节段间橡胶缓冲垫4的作用吸收部分变形能量，并且将位移传递至远离断裂带错动核心部位的下一节段，以此类推形成隧道的连锁效应，隧道管节之间产生牵连位移，通过各个节段间的位移牵连作用将断裂带变形均匀地传递至每一节段，防止靠近断裂带错动核心部位的隧道结构因变形过大而发生破坏。
对于一般影响段自适应减隔震结构，如图3所示，结构包括初期支护1、橡胶减震层2、一般影响段内衬31。其中初期支护1用于加固围岩、控制围岩变形、保证围岩的稳定性；橡胶减震层2为适用于地震烈度9度区以下的隧道拱墙橡胶减震层，能够吸收强震发生时的能量，防止衬砌结构在强震作用下产生破坏；一般影响段内衬31用于加固隧道，防渗防漏。
本实施例中未详尽说明的构件均为可以在公开渠道购买的现有的构件。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，包括相互连接的强烈影响段自适应抗错结构型式和一般影响段减震结构型式；
所述强烈影响段自适应抗错结构型式包括：初期支护(1)、橡胶减震层(2)、节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件，初期支护(1)设于外层，橡胶减震层(2)设于中间层，节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件设于内层，所述橡胶减震层(2)和位移牵连构件之间还设有防水层(5)；
所述节段拼装式混凝土衬砌(3)包括多个节段拼装混凝土衬砌管节，多个节段拼装混凝土衬砌管节之间设有所述位移牵连构件，所述位移牵连构件包括橡胶缓冲垫(4)和预留滑动面；
所述一般影响段减震结构型式包括：初期支护(1)、橡胶减震层(2)、一般影响段内衬(31)；初期支护(1)设于外层，橡胶减震层(2)设于中间层，一般影响段内衬(31)设于内层。
2.根据权利要求1所述的一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，所述初期支护(1)包括喷射混凝土、钢筋和围岩加固锚杆。
3.根据权利要求1所述的一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，所述橡胶减震层(2)为适用于地震烈度9度区以下的隧道拱墙橡胶减震层，用于吸收断层错动以及地震动中产生的能量。
4.根据权利要求1所述的一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，所述节段拼装混凝土衬砌管节包括强烈影响段内衬非接头部分(32)、强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体(33)、强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体(34)；
第一个节段拼装混凝土衬砌管节的强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体(33)上设有剪力键，剪力键为延伸出强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体(34)包裹范围的部分，剪力键能够嵌入第二个节段拼装混凝土衬砌管节的尾部凹槽，组成完整隧道；剪力键与凹槽之间设置橡胶缓冲垫(4)，多个节段拼装混凝土衬砌管节之间通过预留滑动面连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，所述节段拼装式混凝土衬砌为钢筋混凝土结构。
6.根据权利要求1所述的一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，所述一般影响段内衬(31)为钢筋混凝土结构。
7.根据权利要求4所述的一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，所述强烈影响段内衬非接头部分(32)包括喷射混凝土、钢筋。
8.根据权利要求4所述的一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，所述强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体(33)包括喷射混凝土、钢筋。
9.根据权利要求4所述的一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式，其特征在于，所述强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体(34)包括喷射混凝土、钢筋。
10.一种基于变刚度诱导的自适应抗错动隧道型式的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、判别隧道是否穿越具有工程危害性的活动断裂，基于活动断裂带断层位错影响和近断层强震作用的概率性分析方法，将隧道分为强烈影响段和一般影响段；
S2、在强烈影响段采用强烈影响段自适应抗错结构型式，包括如下步骤：
S21、根据工程需求确定截面形式，利用荷载-结构法计算初期支护混凝土衬砌内力，核算内力是否符合相关设计规范，按照施工建设顺序，隧道全程初期支护(1)采用矿山法施工，开始施工初期支护(1)；
S22、根据工程规范及隧道减震层解析理论初步确定橡胶减震层(2)的设计参数，建立考虑近断层强地震动的隧道二维数值模型求解节段拼装式混凝土衬砌管节内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后确定橡胶减震层(2)的设计参数，在初期支护(1)上开始施工橡胶减震层(2)；
S23、通过设计橡胶缓冲垫(4)变刚度模型，探究不同弹性模量下隧道管节的变形情况，得出各管节变形较为均匀的最优化变形量，确定橡胶缓冲垫(4)弹性模量变化提梯度；
S24、根据工程规范及分区分段设防理念初步确定节段拼装式混凝土衬砌管节长度，建立三维数值模型求解节段拼装式混凝土衬砌管节的内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后确定节段拼装式混凝土衬砌的分段长度，在工厂预制管节后，运抵施工现场装配管节，将第一节管节剪力键插入第二节尾部凹槽形成隧道；开始施工节段拼装式混凝土衬砌与位移牵连构件，包括强烈影响段内衬非接头部分(32)、强烈影响段内衬接头部分剪力键内部筒体(33)、强烈影响段内衬接头部分剪力键外部筒体(34)、橡胶缓冲垫(4)、预留滑动面、防水层(5)；
S3、在一般影响段采用一般影响段减震结构型式，包括如下步骤：
S31、根据工程规范的隧道净空尺寸要求，确定初期支护(1)轮廓尺寸，初步确定隧道衬砌结构参数，采用反应-位移法计算分析强震下隧道衬砌结构内力，计算安全系数，确定一般影响段内衬(31)结构参数；
S32、根据工程规范及隧道减震层解析理论初步确定橡胶减震层(2)的设计参数，建立考虑近断层强地震动的隧道二维数值模型求解节段式混凝土衬砌管节内力，核算内力是否符合相关设计规范，计算符合设计规范后橡胶减震层的设计参数；
S33、一般影响段全程采用矿山法施工，先施作初期支护(1)，后施作一般影响段内衬(2)。
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|---|---|---|---|---|
| CN118332670A (zh) * | 2024-06-13 | 2024-07-12 | 中国铁路经济规划研究院有限公司 | 隧道抗震处理方法及装置 |
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2024
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