CN220909712U - 蠕变型断层隧道结构 - Google Patents

Abstract

本公开涉及隧道技术领域，尤其涉及一种蠕变型断层隧道结构，该结构包括设置在隧道拱墙开挖面上的拱墙初期支护层，拱墙初期支护层背向开挖面的一侧由外到内依次设有第一减隔震层、拱墙防水层、内层衬砌、第二减隔震层和外层衬砌；隧道的底部向上依次设有隧底缓冲层、隧底初期支护层、仰拱减隔震层和仰拱衬砌。本公开提供的蠕变型断层隧道结构有效可以减缓岩面带来的微量移动，增加抗震能力；同时内层衬砌、外层衬砌的双层设置可以延缓隧道结构破坏速度，延长隧道的使用寿命，另外双层衬砌的设置还能增加隧道的防水性能；相比传统设置活动连接体的隧道结构来说，该公开中的隧道结构抗震效果更好，同时施工更加简单，造价成本更低。

Description

蠕变型断层隧道结构

技术领域

本公开涉及隧道技术领域，尤其涉及一种蠕变型断层隧道结构。

背景技术

大量的隧道需要修建于地质条件相对复杂的西部山区，特别是在蠕变型断层地质中，其随时间产生的蠕滑量逐渐积累，常常会造成隧道的支护结构变形、衬砌开裂、渗漏水等问题，严重影响隧道的运行安全。

授权公告号为CN111810189B的专利文件中，公开了一种隧道穿越活动断层的连接结构，其中在在二衬结构上设置了相互活动连接的第一连接体和第二连接体，并在第一连接体和第连接体之间设置了中间连接体，通过三者之间的活动形变来适应蠕变型断层；虽在一定程度也能够提高隧道结构的安全性，但形变量的预留会导致隧道断面轮廓增大，成本增加；另外设置额外的连接件体会使得整个隧道的结构复杂，施工难度较大。

发明内容

为了解决上述技术问题或部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种蠕变型断层隧道结构。

本公开提供了一种蠕变型断层隧道结构，包括设置在隧道拱墙开挖面上的拱墙初期支护层，所述拱墙初期支护层背向所述开挖面的一侧由外到内依次设有第一减隔震层、拱墙防水层、内层衬砌、第二减隔震层和外层衬砌；

所述隧道的底部向上依次设有隧底缓冲层、隧底初期支护层、仰拱减隔震层和仰拱衬砌。

可选的，所述第一减隔震层朝向所述拱墙防水层的一侧设有多个第一凸起，多个所述第一凸起之间形成与拱脚处预埋排水管连通的间隙；所述第一减隔震层背向所述拱墙防水层的一侧与所述拱墙初期支护层连接；

所述第二减隔震层朝向所述外层衬砌的一侧设有第二凸起，背向所述外层衬砌的一侧与所述内层衬砌连接。

可选的，所述第一凸起为第一凸条，所述第一凸条与所述隧道断面轮廓相互契合；

多个所述第一凸条沿所述隧道长度方向间隔排布；

所述第二凸起为第二凸条，所述第二凸条与所述隧道断面轮廓相互契合，多个所述第二凸条沿所述隧道长度方向间隔排布。

可选的，所述第一凸起为第一凸块，多个所述第一凸块间隔分布；

所述第二凸起为第二凸块，多个所述第二凸块间隔分布。

可选的，所述第一减隔震层朝向所述拱墙初期支护层的一侧、所述第二减隔震层朝向所述内层衬砌的一侧均设有粘贴层。

可选的，所述第一减隔震层与所述拱墙初期支护层、所述第二减隔震层与所述内层衬砌均通过膨胀螺栓连接。

可选的，所述拱墙初期支护层包括拱墙喷混凝土层，所述第一减隔震层与所述拱墙喷混凝土层相互连接。

可选的，所述隧底初期支护层与所述仰拱减隔震层之间还设有隧底防水层。

可选的，所述第一减隔震层和所述第二减隔震层均为橡胶隔震垫。

可选的，所述隧底缓冲层为砂夹卵石或沥青混凝土。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的蠕变型断层隧道结构，在拱墙初期支护层与拱墙防水层之间设置了第一减隔震层，在面对蠕滑量时，第一间隔震层可以有效减缓岩面带来的微量移动，避免继续向隧道中心的结构传递，以增加抗震能力；同时设置了内层衬砌、外层衬砌两层衬砌，并在两层衬砌之间设置第二减隔震层，在第二减隔震层的作用下，内层衬砌与外层衬砌相对独立，当内层衬砌受影响时，外层衬砌仍能正常起到支撑固定作用，从而延缓隧道结构破坏速度，延长隧道的使用寿命；另外双层衬砌的设置还能增加隧道的防水性能；除此外，隧道底部设置的隧底缓冲层还能增加底部的抗震能力；相比传统设置活动连接体的隧道结构来说，该公开中的隧道结构抗震效果更好，同时施工更加简单，造价成本更低。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的蠕变型断层隧道结构的断面示意图；

图2为图1中A处局部放大示意图；

图3为图1中B处局部放大示意图；

图4为本公开实施例所述的蠕变型断层隧道结构拱墙部分剖面示意图；

图5为本公开实施例所述的蠕变型断层隧道结构中第一减隔震层剖面示意图。

其中，1、拱墙初期支护层；10、拱墙喷混凝土层；11、锚杆；2、第一减隔震层；3、拱墙防水层；30、第一凸起；31、间隙；32、粘贴层；33、隔离膜；4、内层衬砌；5、第二减隔震层；6、外层衬砌；7、隧底缓冲层；8、隧底初期支护层；9、仰拱减隔震层；90、仰拱衬砌。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

参照图1、图2和图4所示，本实施例提供的一种蠕变型断层隧道结构，包括设置在隧道拱墙开挖面上的拱墙初期支护层1，拱墙初期支护层1背向开挖面的一侧由外到内依次设有第一减隔震层2、拱墙防水层3、内层衬砌4、第二减隔震层5和外层衬砌6。

具体的，拱墙初期支护层1与隧道拱墙直接连接，通常情况下，在隧道开挖之后将会及时进行拱墙初期支护层1的施工，以保证围岩的稳定性，若施工条件较差时，在其他的一些实施例中，也可以在拱墙初期支护中设置钢架来进一步增加支撑的牢固性和稳定性。

第一减隔震层2紧贴拱墙初期支护层1设置，起到抗震、让位蠕滑量的作用；拱墙防水层3用于防水，以将围岩中的渗水与成型后的隧道拱墙墙面隔绝，并将渗水引流至拱脚处预埋的排水管中。

值得注意的是，本实施例中设置了内层衬砌4、外层衬砌6两层衬砌，且在两者之间设置了第二减隔震层5，在第二减隔震层5的作用下，内层衬砌4与外层衬砌6相对独立，即相对来说，内层衬砌4与第二减隔震层5可以单独起到一定的抗震作用，相应的，第二减隔震层5与外层衬砌6也可以单独起到一定的抗震作用，当面对逐渐积累的蠕滑量时，若内层衬砌4受到影响损坏，外层衬砌6仍能正常起到支撑固定作用，从而延缓隧道结构破坏速度，延长隧道的使用寿命，另外双层衬砌的设置还能增加隧道的防水性能。

请参考图1和图3，隧道的底部向上依次设有隧底缓冲层7、隧底初期支护层8、仰拱减隔震层9和仰拱衬砌90；具体的，隧底缓冲层7与隧道底部的围岩相互接触，由隧道底部带来的蠕变或是震动直接作用在隧底缓冲层7上，以尽最大限度减小对隧道底面的影响，保证整个隧道结构的稳定性。

另外，在实际施工中，若围岩条件较差时，也会在拱墙初期支护层1中设置钢筋或是钢架来增加其自身的稳定性。

仰拱减隔震层9的设置可以进一步削弱甚至中断震动、蠕变，来避免隧道面受到影响。

请同时参考图4和图5，在一些实施例中，第一减隔震层2朝向拱墙防水层3的一侧设有多个第一凸起30，多个第一凸起30之间形成与拱脚处预埋排水管连通的间隙31；具体的，当围岩发生渗水时，渗水的水体可以沿着第一凸起30之间的间隙31汇流到隧道拱脚处预埋的排水管中，从而直接排出隧道的内部，需要指出的是，该间隙31可以代替原有设计中的环形盲管，从而降低了施工的复杂程度，同时还能节约造价成本。

另外，多个第一凸起30的设置，使得第一减隔震层2不再是原有的实心状结构，从而增加第一减隔震层2的缓冲量，当在面对蠕滑量时，其具有更好的让位形变，以较佳地中断蠕变的传递，保证隧道结构的稳定。

第一减隔震层2背向拱墙防水层3的一侧与拱墙初期支护层1连接，该侧整体趋于光滑，以充分与拱墙初期支护1连接；需要额外说明的是，拱墙防水层3通常采用防水卷材，如高分子聚合物卷材、沥青橡胶卷材等常见的隧道防水卷材，当在铺设拱墙防水层3时，拱墙防水层3中的土工布通常是钉设在第一减隔震层2上的，而第一减隔震层2中的间隙31正好可以容纳钉设用的钢钉垫片，在一定程度上来说，多个第一凸起30之间的间隙31也能对钢钉垫片起到一定的定位和限位作用，当然，钢钉垫片并不会完全对间隙31堵塞。

第二减隔震层5朝向外层衬砌6的一侧设有第二凸起，背向外层衬砌6的一侧与内层衬砌4连接，在实际情况中，第二减隔震层5与第一减隔震层2在结构上相同，同样可以起到增加缓冲量、中断蠕变作用。

在一些实施例中，第一凸起30为第一凸条，第一凸条与隧道断面轮廓相互契合，即第一凸条整体呈环形结构，相邻两个第一凸条之间的间隙31可直接引导渗水向拱脚处预埋的排水管流通；且多个第一凸条沿隧道长度方向间隔排布，以保证整个隧道渗水的正常排出。

相应的，第二凸起为第二凸条，第二凸条与隧道断面轮廓相互契合，多个第二凸条沿隧道长度方向间隔排布。

在一些实施例中，第一凸条、第二凸条的横截面可以是矩形、梯形、锥形、圆形、半圆或其他的形状，当然也可以是前述形状的某些组合。

在其他的一些实施例中，第一凸起30为第一凸块，多个第一凸块间隔分布；第二凸起为第二凸块，多个第二凸块间隔分布，应当想到的是，当第一凸起30为第一凸块时，各个第一凸起30之间形成的间隙31为网状结构，其同样可以实现抗震、流通渗水的目的，当然，第一凸块、第二凸块的形状可以是圆柱、棱柱、圆台等形状，也可以是前述多种形状的组合。

请参考图5所示，在一些实施例中，第一减隔震层2朝向拱墙初期支护层1的一侧、第二减隔震层5朝向内层衬砌4的一侧均设有粘贴层32，粘贴层32用于实现对第一减隔震层2、第二减隔震层5的固定，进一步的，粘贴层32上还预设有隔离膜33，在进行粘接之前，隔离膜33覆盖在粘贴层32上，当进行粘接时，再将隔离膜33撕掉，再进行粘接，以保证粘接之前粘贴层32的粘贴效果。

在另外的一些实施例中，第一减隔震层2与拱墙初期支护层1、第二减隔震层5与内层衬砌4均通过膨胀螺栓连接，具体的，可以在拱墙初期支护层1上设置孔洞，以采用膨胀螺栓来实现对第一减隔震层2、第二减隔震层5的固定。

在进一步的一些实施例中，拱墙初期支护层1包括拱墙喷混凝土层10，第一减隔震层2与拱墙喷混凝土层10相互连接，实际施工中，与第一减隔震层2连接的一侧应当尽可能光滑，以保证连接的效果，通常情况拱墙初期支护层1还包括锚杆11，锚杆11与传统隧道中结构和安装方式相同，此处不再赘述。

在一些另外的实施例中，当隧道地质环境相对较差而需要全包防水时，隧底初期支护层8与仰拱减隔震层9之间还可设置隧底防水层，隧底防水层与拱墙防水层3的结构相同，以满足某些特殊环境下的防水要求。

在一些实施例中，第一减隔震层2和第二减隔震层5均为橡胶隔震垫，当然也可以是其他聚氨酯、聚氨酯泡沫邓具有弹性的高分子材料。

在一些其他的实施例中，隧底缓冲层7为砂夹卵石或沥青混凝土，以缓冲、隔离围岩震动，保证隧道结构的稳定性。

另外，仰拱减隔震层9的结构与第一减隔震层2、第二减隔震层5的结构相同，但需要注意的是，其中未设置凸起的一侧与隧底初期支护层8连接。

具体实现方式和实现原理与上述实施例相同，并能带来相同或者类似的技术效果的实施例，在此不再一一赘述，具体可参照上述蠕变型断层隧道结构实施例的描述。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种蠕变型断层隧道结构，其特征在于，包括设置在隧道拱墙开挖面上的拱墙初期支护层(1)，所述拱墙初期支护层(1)背向所述开挖面的一侧由外到内依次设有第一减隔震层(2)、拱墙防水层(3)、内层衬砌(4)、第二减隔震层(5)和外层衬砌(6)；

所述隧道的底部向上依次设有隧底缓冲层(7)、隧底初期支护层(8)、仰拱减隔震层(9)和仰拱衬砌(90)。

2.根据权利要求1所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述第一减隔震层(2)朝向所述拱墙防水层(3)的一侧设有多个第一凸起(30)，多个所述第一凸起(30)之间形成与拱脚处预埋排水管连通的间隙(31)；所述第一减隔震层(2)背向所述拱墙防水层(3)的一侧与所述拱墙初期支护层(1)连接；

所述第二减隔震层(5)朝向所述外层衬砌(6)的一侧设有第二凸起，背向所述外层衬砌(6)的一侧与所述内层衬砌(4)连接。

3.根据权利要求2所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述第一凸起(30)为第一凸条，所述第一凸条与所述隧道断面轮廓相互契合；

多个所述第一凸条沿所述隧道长度方向间隔排布；

所述第二凸起为第二凸条，所述第二凸条与所述隧道断面轮廓相互契合，多个所述第二凸条沿所述隧道长度方向间隔排布。

4.根据权利要求2所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述第一凸起(30)为第一凸块，多个所述第一凸块间隔分布；

所述第二凸起为第二凸块，多个所述第二凸块间隔分布。

5.根据权利要求2所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述第一减隔震层(2)朝向所述拱墙初期支护层(1)的一侧、所述第二减隔震层(5)朝向所述内层衬砌(4)的一侧均设有粘贴层(32)。

6.根据权利要求2所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述第一减隔震层(2)与所述拱墙初期支护层(1)、所述第二减隔震层(5)与所述内层衬砌(4)均通过膨胀螺栓连接。

7.根据权利要求5或6所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述拱墙初期支护层(1)包括拱墙喷混凝土层(10)，所述第一减隔震层(2)与所述拱墙喷混凝土层(10)相互连接。

8.根据权利要求1所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述隧底初期支护层(8)与所述仰拱减隔震层(9)之间还设有隧底防水层。

9.根据权利要求1所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述第一减隔震层(2)和所述第二减隔震层(5)均为橡胶隔震垫。

10.根据权利要求1所述的蠕变型断层隧道结构，其特征在于，所述隧底缓冲层(7)为砂夹卵石或沥青混凝土。