CN212296401U - 一种跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构 - Google Patents
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Abstract
一种跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，通过吸收地层蠕变和地震突变引起的位移，明显提高抗减震效果，有效降低活动断裂带错动变形对隧道结构的影响。包括初期支护结构、二次衬砌结构和防排水系统，所述初期支护结构由径向连接成环的初期支护结构拱部段、初期支护结构仰拱段和两侧初期支护结构边墙段构成，在其内侧绕两侧初期支护结构边墙段和初期支护结构拱部段固定设置弹性抗错缓冲层；防排水系统布设在二次衬砌结构与弹性抗错缓冲层之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道衬砌构造，特别涉及一种跨越活动断裂带抗错动的隧道衬砌构造。
背景技术
近年来，随着西部大开发战略的稳步推进，迫切需要大规模发展交通基础设施建设和重大能源生命线建设，其均面临线路穿越活动断裂带地区。比如，在建的成兰铁路和正处于勘察设计阶段的川藏铁路都穿越多条活动断裂带。大部分线路在穿越活动断裂带时均是选择隧道工程方案，并将其布置于断裂带构造被动盘或大角度穿越断裂带。但隧道工程方案同样不可避免地会面临穿越活动断裂带结构的工程措施设置问题等。
目前，国内外通过活动断层的隧道工程抗断设计理念主要有优化衬砌断面轮廓、超挖设计、“铰接”设计及隔离消能设计等几大类。然而，受限于材料和技术方面的因素使得隔离消能这一最行之有效的抗错段设计依然处于设计和理论研究阶段，极少用于实际工程中，使得跨越活动断裂带的隧道工程仍在强震下产生较大的震害。
因此，隧道穿越活动断裂带时，为确保隧道运营及施工安全，必须采取有效且合理的结构体系。基于此，本实用新型提出一种跨越活动断裂带抗错动的新型隧道复合式衬砌结构。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，通过吸收地层蠕变和地震突变引起的位移，明显提高抗减震效果，有效降低活动断裂带错动变形对隧道结构的影响。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本实用新型的跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，包括初期支护结构、二次衬砌结构和防排水系统，其特征是：所述初期支护结构由径向连接成环的初期支护结构拱部段、初期支护结构仰拱段和两侧初期支护结构边墙段构成，在其内侧绕两侧初期支护结构边墙段和初期支护结构拱部段固定设置弹性抗错缓冲层；防排水系统布设在二次衬砌结构与弹性抗错缓冲层之间。
本实用新型的有益效果是，绕两侧初期支护结构边墙段和初期支护结构拱部段固定设置弹性抗错缓冲层，切断周围地层对衬砌的约束力，弹性抗错缓冲层具有充分的弹性和较高的剪切变形性能，能有效吸收地层蠕变和地震突变引起的位移，降低隧道结构在强震下的破坏；能吸收结构在环向各个角度的位移，同时隧道底部又能和传统隧道一样承受较大的行车荷载，提高结构适用能力；抗断缓冲层具有充分弹性，保证在一次地震塑性化后，下一次地震时能再发挥作用。
附图说明
本说明书包括如下四幅附图：
图1是本实用新型一种跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构；
图2是图1中A局部的放大图；
图3是图1中B局部的放大图；
图4是图1中C局部的放大图；
图中示出构件、部位名称及所对应标记：初期支护结构拱部段10、拱部喷射混凝土层10a、拱部钢架10b、拱部系统锚杆10c；初期支护结构仰拱段11、仰拱喷射混凝土层11a、仰拱钢架11b，仰拱系统锚杆11c；初期支护结构边墙段12、边墙喷射混凝土层12a、边墙钢架12b，边墙系统锚杆12c；抗错缓冲层结构20；防排水系统30，无纺土工布30a、环向排水盲管30b、防水板30c；二次衬砌结构40。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
参照图1,本实用新型的跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，包括初期支护结构、二次衬砌结构40和防排水系统30。所述初期支护结构由径向连接成环的初期支护结构拱部段10、初期支护结构仰拱段 11和两侧初期支护结构边墙段12构成，在其内侧绕两侧初期支护结构边墙段12和初期支护结构拱部段10固定设置弹性抗错缓冲层20。防排水系统30布设在二次衬砌结构40与弹性抗错缓冲层20之间。通过弹性抗错缓冲层20切断周围地层对衬砌的约束力，由于弹性抗错缓冲层20具有充分的弹性和较高的剪切变形性能，能有效吸收地层蠕变和地震突变引起的位移，降低隧道结构在强震下的破坏。弹性抗错缓冲层20能吸收结构在环向各个角度的位移，同时隧道底部又能和传统隧道一样承受较大的行车荷载，提高结构适用能力。弹性抗错缓冲层20具有充分弹性，保证在一次地震塑性化后，下一次地震时能再发挥作用。
参照图1，所述弹性抗错缓冲层20的环向两端支撑在初期支护结构边墙段12下部的凸台上。所述弹性抗错缓冲层20由沥青系弹性材料、氨基甲酸乙醋系弹性材料、橡胶系弹性材料或者硅树脂系弹性材料中的至少一种填筑而成。
参照图4，所述防排水系统30包括在拱墙范围铺设的无纺土工布30a 及防水板30c，以及沿隧道开挖方向间隔布设于无纺土工布30a与防水板 30c间的环向排水盲管30b，各环向排水盲管30b直接弯入侧沟。
参照图2，所述初期支护结构拱部段10包括拱部喷射混凝土层10a 及沿拱部呈梅花形布置的拱部系统锚杆10c，拱部喷射混凝土层10a内沿隧道开挖方向间隔设拱部钢架10b。参照图3，所述初期支护结构仰拱段 11包括仰拱喷射混凝土层11a及沿仰拱呈梅花形布置的仰拱系统锚杆 11c，仰拱喷射混凝土层11a内沿隧道开挖方向间隔设仰拱钢架11b。参照图4，所述初期支护结构边墙段12包括边墙喷射混凝土层12a及沿两侧边墙呈梅花形布置的边墙系统锚杆12c，边墙喷射混凝土层12a内沿隧道开挖方向间隔设边墙钢架12b。
以上所述只是用图解说明本实用新型一种跨越活动断裂带抗错动的新型隧道复合式衬砌结构的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
Claims (7)
1.跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，包括初期支护结构、二次衬砌结构(40)和防排水系统(30)，其特征是：所述初期支护结构由径向连接成环的初期支护结构拱部段(10)、初期支护结构仰拱段(11)和两侧初期支护结构边墙段(12)构成，在其内侧绕两侧初期支护结构边墙段(12)和初期支护结构拱部段(10)固定设置弹性抗错缓冲层(20)；防排水系统(30)布设在二次衬砌结构(40)与弹性抗错缓冲层(20)之间。
2.如权利要求1所述的跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，其特征是：所述弹性抗错缓冲层(20)的环向两端支撑在初期支护结构边墙段(12)下部的凸台上。
3.如权利要求1所述的跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，其特征是：所述弹性抗错缓冲层(20)由沥青系弹性材料、氨基甲酸乙醋系弹性材料、橡胶系弹性材料或者硅树脂系弹性材料中的至少一种填筑而成。
4.如权利要求1所述的跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，其特征是：所述防排水系统(30)包括在拱墙范围铺设的无纺土工布(30a)及防水板(30c)，以及沿隧道开挖方向间隔布设于无纺土工布(30a)与防水板(30c)间的环向排水盲管(30b)，各环向排水盲管(30b)直接弯入侧沟。
5.如权利要求1所述的跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，其特征是：所述初期支护结构拱部段(10)包括拱部喷射混凝土层(10a)及沿拱部呈梅花形布置的拱部系统锚杆(10c)，拱部喷射混凝土层(10a)内沿隧道开挖方向间隔设拱部钢架(10b)。
6.如权利要求1所述的跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，其特征是：所述初期支护结构仰拱段(11)包括仰拱喷射混凝土层(11a)及沿仰拱呈梅花形布置的仰拱系统锚杆(11c)，仰拱喷射混凝土层(11a)内沿隧道开挖方向间隔设仰拱钢架(11b)。
7.如权利要求1所述的跨越活动断裂带抗错动的隧道复合式衬砌结构，其特征是：所述初期支护结构边墙段(12)包括边墙喷射混凝土层(12a)及沿两侧边墙呈梅花形布置的边墙系统锚杆(12c)，边墙喷射混凝土层(12a)内沿隧道开挖方向间隔设边墙钢架(12b)。
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