CN209872797U

CN209872797U - 一种用于盾构隧道的复合式隔震层结构

Info

Publication number: CN209872797U
Application number: CN201920150507.3U
Authority: CN
Inventors: 郑刚; 郭知一; 朱世友; 魏玉省; 杨鹏博; 周海祚
Original assignee: Tianjin University; China Railway Liuyuan Group Co Ltd
Current assignee: Tianjin University; China Railway Liuyuan Group Co Ltd
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2019-12-31
Anticipated expiration: 2029-01-29

Abstract

本实用新型公开了一种用于盾构隧道的复合式隔震层结构，包括设置在围岩与初衬之间的第一隔震层和设置在初衬与管片之间的第二隔震层；所述第一隔震层和第二隔震层的厚度均为0.25m～0.35m；所述第一隔震层采用高性能泡沫混凝土材料，所述第二隔震层采用采用镍钛合金水泥基复合材料。在施作初衬前，在围岩内侧喷涂所述高性能泡沫混凝土材料作为第一隔震层，再施工初衬，然后，在初衬内侧施工第二隔震层，最后进行管片施工，从而完成了具有含复合式隔震层结构的盾构隧道施工。本实用新型利用两层隔震层，达到同时吸收地震动的能量和限制地下结构变形和位移。

Description

一种用于盾构隧道的复合式隔震层结构

技术领域

本实用新型涉及地下结构施工领域,具体涉及一种用于盾构隧道的复合式隔震层结构。

背景技术

我国地下空间的开发和地下结构建设规模的不断扩大，近几年来世界范围内频发的大地震对隧道的结构造成了不同程度的破坏，由于地下结构特殊性，对它进行修复工作非常困难。传统的地下隧道抗震设计方法是采用加厚衬砌断面和全断面加筋补强来实现。通过加大构件截面尺寸和配筋，提高结构刚度等方法来加强结构的抗震能力。但这些方法都是针对结构本身，若想达到提升抗震性能，在一般烈度地震作用下不致破坏的目的，造价的提升会很高，经济性差，不易用于隧道这种里程数极长的结构物中。因此，急需用新的思路解决地下结构的抗震隔震问题。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于针对现有技术的缺陷和局限性，提出了新型的隧道抗震措施，对高烈度地区隧道的抗震施工提供指导和借鉴。本实用新型利用两层隔震层，达到同时吸收地震动的能量和限制地下结构变形和位移的目的。即在隧道的围岩与衬砌之间，衬砌与管片之间使用不同材料的隔震层，吸收围岩传播给衬砌的震动，从而保护隧道结构不被破坏。使用复合式隔震层结构，采取隔震层分步施工做法，相较于单层隔震施工方法，能更好的发挥每种隔震材料自身的特性，可提高隧道结构抵抗震害的能力。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种用于盾构隧道的复合式隔震层结构，包括设置在围岩与初衬之间的第一隔震层和设置在初衬与管片之间的第二隔震层；所述第一隔震层和第二隔震层的厚度均为0.25m～0.35m；所述第一隔震层采用高性能泡沫混凝土材料，所述第二隔震层采用采用镍钛合金水泥基复合材料。

本实用新型的用于盾构隧道的复合式隔震层结构，其中，所述第一隔震层(1)和第二隔震层(3)的厚度均为0.25～0.35m。

本实用新型具有以下有益效果：

通过隔震层将衬砌与围岩介质隔开，高性能隔震层不仅能隔断周围地层对隧道的约束力，而且能减小隧道和地层之间的相对位移，可达到隔震的目的，提高隧道结构抵御震害的能力。而使用双层复合式隔震处理方法可以进一步减少隔震层的用料，发挥每种材料各自的特点。本实用新型结构合理，对于节省隧道结构用于抗震的投资和震后维修费用方面有很明显的作用。

附图说明

图1为本实用新型用于盾构隧道的复合式隔震层结构的示意图；

图2为本实用新型用于盾构隧道的复合式隔震层结构的施工位置示意图。

1-第一隔震层；2-衬砌；3-第二隔震层；4-围岩；5-管片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型的设计思路是，利用高性能隔震材料层对地震波传播的吸收作用，保证隧道在地震波作用下不被破坏。创新性的复合式双层隔震层结构具有施工简单，减震抗震性能高的特点。

本实用新型提出的一种用于盾构隧道的复合式隔震层结构，包括设置在围岩4与初衬2之间的第一隔震层1和设置在初衬2与管片5之间的第二隔震层3；所述第一隔震层1和第二隔震层3的厚度均为0.25m～0.35m；所述第一隔震层1采用高性能泡沫混凝土材料，所述第二隔震层3采用采用镍钛合金水泥基复合材料。所述第一隔震层1和第二隔震层3的厚度均为0.25～0.35m。

本实用新型中，所述高性能泡沫混凝土材料的组分及质量份数为：水泥580～620份，珍珠岩100～120份，水240～260份，防水剂5～6份，防冻剂12～14份，减水剂6～8份，促凝剂28～32份，纤维1份，泡沫0.8份。所述水泥选用标号不低于P.042.5的普通硅酸盐水泥。所述珠岩选用一级珍珠岩。所述防水剂采用有机硅防水剂，有机硅防水剂，它的主要成分是甲基硅醇钠。防冻剂可采用工业混凝土防冻剂，其主要成分为亚硝酸钠、碳酸盐、氯化钙、亚硝酸钙等。所述减水剂采用聚竣酸盐高性能减水剂,碱含量小于10％,减水率大于25％,常压沁水率比小于20％。促凝剂可采用GK-3B型,主要成分为改性铝酸钠、硫酸铝、醇胺。纤维可采用聚丙烯纤维，棕榈纤维等。束状单丝聚丙烯纤维密度为900kg/m³、抗拉强度不低于425.5MPa、弹性模量4.5GPa，长19mm、等效直径45μm。所述泡沫采用植物蛋白型发泡剂制备，将所述发泡剂与水按1∶15稀释,用发泡机进行物理发泡。制备高性能泡沫混凝土材料按照上述配比，将所述组分混合,搅拌均匀得到泡沫混凝土材料。

本实用新型中，所述镍钛合金水泥基复合材料的组分及质量份数为：水泥540～560份，石英砂220～240份，水300～310份，粉煤灰990～1020份，减水剂2～3份；还包括有镍钛合金纤维，所述镍钛合金纤维与所述镍钛合金水泥基复合材料中上述各组分之和的体积比为1.8％。水泥选用标号不低于P.042.5的普通硅酸盐水泥。石英砂平均粒径110μm,最大粒径300μm。粉煤灰为一级粉煤灰。镍钛合金纤维的长度约为3cm，直径约为0.25mm。减水剂可采用聚竣酸盐高性能减水剂,碱含量小于10％,减水率大于25％,常压沁水率比小于20％。制备镍钛合金水泥基复合材料按照上述配比，将所述组分混合,搅拌均匀即为所得。

具有上述复合式隔震层结构的盾构隧道施工方法，在施作初衬2前，在围岩周围用配合好的高性能泡沫混凝土材料喷涂一层作为第一隔震层2，厚度为0.3m左右；再施工初衬，然后，在初衬2内侧再喷涂一层镍钛合金水泥基复合材料作为第二隔震层3，最后进行管片5施工，从而完成了具有含复合式隔震层的盾构隧道施工。

本实用新型通过隔震层将衬砌与围岩介质隔开，高性能隔震层不仅能隔断周围地层对隧道的约束力，而且能减小隧道和地层之间的相对位移，可达到隔震的目的，提高隧道结构抵御震害的能力。使用双层复合式隔震处理方法可以进一步减少隔震层的用料，也可以更有针对性的使用不同的隔震材料，且施工过程的复杂程度变化不大。

本实用新型将高性能隔震材料和镍钛合金水泥基复合材料分两层施工与衬砌和围岩之间，及管片与衬砌之间。经过分析，此做法在不改变原有用隔震材料总量的基础上具有更加出色的隔震性能。利用两层隔震层，达到同时吸收地震动的能量和限制地下结构变形和位移。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于盾构隧道的复合式隔震层结构，其特征在于:包括设置在围岩(4)与初衬(2)之间的第一隔震层(1)和设置在初衬(2)与管片(5)之间的第二隔震层(3)；所述第一隔震层(1)和第二隔震层(3)的厚度均为0.25m～0.35m；所述第一隔震层(1)采用高性能泡沫混凝土材料，所述第二隔震层(3)采用采用镍钛合金水泥基复合材料。

2.根据权利要求1所述用于盾构隧道的复合式隔震层结构，其特征在于，所述第一隔震层(1)和第二隔震层(3)的厚度均为0.25～0.35m。