CN219262395U - 一种穿越活动断裂带隧道变形缝结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道工程领域，特别涉及一种穿越活动断裂带的隧道变形缝结构。该结构包括二次衬砌、可拉伸防水层、初期支护，两个相邻的衬砌节段之间设置有变形缝，所述变形缝自隧道内壁向外依次由嵌缝、可拉伸U形中埋止水带、可拉伸U形背贴止水带、可拉伸防水层、可拉伸U形防排水板组成。由于设置了可拉伸防排水系统，当衬砌节段错动时，可拉伸防排水板、防水层、止水带的U形两臂可以为错动提供充足的变形裕量，保证节段发生较大错动时变形缝处的防水可靠。省去了填充层，变形缝变形能力强，适应地层变形量大，防水性能好，防腐蚀耐久性强；变形缝宽度可以与当前常用变形缝宽度一致，施工工艺工法兼容性高。

Description

一种穿越活动断裂带隧道变形缝结构

技术领域

本实用新型属于隧道工程领域，特别涉及一种穿越活动断裂带的隧道变形缝结构。

背景技术

活动断裂带在非地震工况下可能发生缓慢蠕滑，随着隧道服役年龄增长，累积的错动位移量通常可达几十公分，可能导致隧道变形缝处较大错台，进而引发变形缝防水失效，影响隧道正常使用；在地震工况作用下，活动断裂可能发生更大的错动位移，导致隧道结构错动变形、防水层撕裂，甚至破坏垮塌。现有技术中隧道穿越活动断裂带时，衬砌节段之间多采用传统的隧道变形缝结构连接，其宽度2~3cm，变形缝内采用普通的背贴式止水带、中埋式止水带连接，其防水能力在隧道不发生大位错情况下尚可，但其构造形式决定了其没有应对活动断裂带大位错的能力；近来有加宽变形缝宽度至10cm左右，采用宽止水带连接，并在缝中填充泡沫板等构成的变形缝结构的案例（如CN 212454470 U），此类方案具有一定的位错变形能力，但其防水耐久性、施工便利性等均有不足之处。

采用传统止水带的变形缝结构，传统的变形能力有限，随着活动断裂带蠕滑变形或地震时较大错动作用下，由于不具有适应大变形能力，中埋/背贴式止水带易撕裂，导致隧道结构防水失效。

采用宽止水带、填充物等构成的变形缝结构，由于变形缝宽度较大，隧道衬砌错动变形时具有一定的适应地层变形的能力，但缝宽较大且填充层构造复杂，施工需采取特殊工艺工法，施工成本增加，且由于缝宽较大，为来自地层中及隧道内各类侵蚀性因子提供了通路，结构耐久性受到影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种穿越活动断裂带隧道变形缝结构，以解决现有技术中采用传统止水带的变形缝结构，变形能力有限；采用宽止水带、填充物等构成的变形缝结构施工成本增加，且由于缝宽较大，结构耐久性不够的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种穿越活动断裂带隧道变形缝结构，每个衬砌节段自隧道内壁向外依次包括二次衬砌、可拉伸防水层、初期支护，两个相邻的衬砌节段之间设置有变形缝；

所述变形缝自隧道内壁向外依次包括嵌缝、可拉伸U形中埋止水带、可拉伸U形背贴止水带、可拉伸U形防排水板；

所述可拉伸U形中埋止水带和可拉伸U形背贴止水带的两端与相邻的衬砌节段的二次衬砌区域密封连接；

可拉伸防水层预留有富余部分设置于变形缝内；

所述可拉伸U形防排水板靠近可拉伸U形背贴止水带的一侧敞口设置，变形缝内的可拉伸防水层位于可拉伸U形背贴止水带与可拉伸U形防排水板之间。

可选的，可拉伸防水层（2）和初期支护（3）之间还包括隔震层（13）。

可选的，对于二次衬砌（1）厚度较大的结构，可包括多道可拉伸U形中埋止水带（6），彼此同向或对向设置。

可选的，嵌缝（5)的材料为聚硫密封胶或沥青材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（1）U形可拉伸防排水系统，利用U形较长的两臂为衬砌节段提供应对不同方向地层错动的能力，变形缝变形能力强，适应地层变形量大，防水性能好，防腐蚀耐久性强；

（2）变形缝宽度可以与当前常用变形缝宽度一致，施工工艺工法兼容性高；

（3）由于可拉伸中埋止水带及可拉伸背贴止水带自身体积能够填充变形缝，省去了填充层施做环节。

附图说明

图1 （a）（b）分别为为隧道衬砌节段纵、横断面的结构示意图

图2 为沿图1（a）的隧道纵轴剖面示意图

图3 为错动后变形缝形态示意图

图4 为增加了隔震层的变形缝形态示意图

图5 为增加了中埋止水带的变形缝形态示意图

图中，1：二次衬砌；2：可拉伸防水层；3：初期支护；4：变形缝；5：嵌缝；6：可拉伸U形中埋止水带；7：可拉伸U形背贴止水带；8：可拉伸U形防排水板；9：隧道内壁；10：开挖面；11：衬砌节段；12：隧道纵轴方向；13：隔震层。

具体实施方式

隧道衬砌变形缝的作用为在隧道纵向上连接两个相邻的衬砌节段，以满足地层发生错动时，衬砌节段之间可以随着地层的变形而变形，以免遭受剪切破坏。

如图1，图2所示，本申请提出一种穿越活动断裂带隧道变形缝结构，自隧道内壁向外依次由嵌缝5、可拉伸U形中埋止水带6、可拉伸U形背贴止水带7、可拉伸防水层2、可拉伸U形防排水板8组成，由于设置了可拉伸防排水系统，当衬砌节段错动时，可拉伸防排水板、防水层、止水带的U形两臂可以为错动提供充足的变形裕量，保证节段发生较大错动时变形缝处的防水可靠。

实施例：

（1）首先开挖隧道洞室，紧接着施工初期支护（通常为喷射混凝土或喷射混凝土+钢筋网+钢架等结构），施做初期支护时，预先在需要设置变形缝的位置断开，预留宽约3cm的缝隙；

（2）在初期支护预留的变形缝处依次施做U形可拉伸防排水板、可拉伸防水层；

（3）在变形缝位置处（与初期支护断开处对齐）由外向内设置U形可拉伸背贴止水带、可拉伸中埋止水带，采用模筑混凝土施做二次衬砌，二次衬砌施做完毕后在变形缝处采用嵌缝材料（如聚硫密封胶、沥青材料等）嵌缝。

工作原理（工作过程）：如图3错动后变形缝形态示意图所示，当相邻隧道衬砌节段错动后，隧道内壁会出现错台，由于从外之内均设置了U形可拉伸防排水系统，当衬砌节段错动时，U形可拉伸防排水板、防水层、止水带的两臂可以为错动提供充足的变形裕量，保证节段发生较大错动时变形缝处的防水可靠，由于U形两臂的对称性，当隧道节段发生不同方向（左高右低或左低右高）错动时，防水系统均能有效工作。

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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种穿越活动断裂带隧道变形缝结构，其特征在于：每个衬砌节段自隧道内壁向外依次包括二次衬砌（1）、可拉伸防水层（2）、初期支护（3），两个相邻的衬砌节段之间设置有变形缝（4）；

所述变形缝（4）自隧道内壁向外依次包括嵌缝（5）、可拉伸U形中埋止水带（6）、可拉伸U形背贴止水带（7）、可拉伸U形防排水板（8）；

所述可拉伸U形中埋止水带（6）和可拉伸U形背贴止水带（7）的两端与相邻的衬砌节段（11）的二次衬砌区域密封连接；

可拉伸防水层（2）预留有富余部分设置于变形缝（4）内；

所述可拉伸U形防排水板（8）靠近可拉伸U形背贴止水带（7）的一侧敞口设置，变形缝（4）内的可拉伸防水层（2）位于可拉伸U形背贴止水带（7）与可拉伸U形防排水板（8）之间。

2.根据权利要求1所述的穿越活动断裂带隧道变形缝结构，其特征在于：可拉伸防水层（2）和初期支护（3）之间还包括隔震层（13）。

3.根据权利要求1所述的穿越活动断裂带隧道变形缝结构，其特征在于：对于二次衬砌（1）厚度较大的结构，可包括多道可拉伸U形中埋止水带（6），彼此同向或对向设置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的穿越活动断裂带隧道变形缝结构，其特征在于：嵌缝（5)的材料为聚硫密封胶或沥青材料。

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