一種提高隧道初期支護抗斷層錯動的柔性連接結構的製作方法

2023-12-05 07:04:46

本實用新型涉及一種提高隧道初期支護抗斷層錯動的柔性連接結構，具體涉及一種高烈度區斷層錯動帶隧道初期支護抗錯斷的柔性連接結構，屬於山嶺隧道及地下工程施工技術領域。

背景技術：

我國地處歐亞板塊、印度洋板塊和環太平洋板塊之間，是一個多地震國家，強烈地震給人民生命財產和國家經濟建設造成巨大損失，交通工程也會受到不同程度的破壞。在抗震救災中，交通運輸還是搶救人民生命財產和儘快恢復生產、重建家園的重要環節。我國的交通隧道大量修建於20世紀90年代以後，2008年5月12日前尚未經受過破壞性地震的考驗，因此，對於交通隧道抗震及減震技術的研究工作還進行得很少，缺乏系統性。5.12汶川大地震對我國交通隧道進行了一次實實在在的檢驗，在這次地震中，出現了多座交通隧道受到嚴重破壞的情況，因此，有必要重新檢視現行的交通隧道修建技術，並對交通隧道的抗震及減震技術進行系統性研究。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供了一種提高隧道初期支護抗斷層錯動的柔性連接結構，是一種高烈度強地震區斷層帶抗震減震柔性連接結構，通過該結構設置於斷層帶，能夠增強斷層處隧道抗錯斷能力。

本實用新型採用如下技術方案：

一種提高隧道初期支護抗斷層錯動的柔性連接結構，其包括位於斷層帶處的隧道內壁上的柔性支護以及隧道內壁上其餘部分的初期支護；所述柔性支護包括斷層帶支護和連結支護，所述斷層帶支護施作於隧道內壁上斷層帶的寬度範圍內，在斷層帶支護兩側分別施作有5~10倍於斷層帶寬度範圍的連結支護，所述斷層帶支護和連結支護均為橡膠噴射混凝土層，所述橡膠噴射混凝土層為添加有橡膠顆粒的混凝土層；所述初期支護為錨噴混凝土層，所述初期支護的施作厚度大於斷層帶支護的施作厚度，所述連結支護連結於斷層帶支護和初期支護之間，其施作厚度從連結斷層帶支護的一端至連結初期支護的一端呈逐漸增厚狀。

進一步的，所述初期支護的施作厚度是斷層帶支護的施作厚度的倍。

進一步的，所述斷層帶支護和連結支護為一體成型的橡膠噴射混凝土層。

本實用新型的有益效果如下：

本實用新型採用變剛度的橡膠噴射混凝土層替代傳統錨噴混凝土層，以增強斷層帶處的隧道抗錯斷能力，本實用新型採用在斷層帶處以橡膠噴射混凝土層替代傳統噴射混凝土層，提高初期支護的韌性，並相當於在初期支護與初期支護間設置了鉸鏈連接，在地震作用下能有效阻斷地震波沿隧道縱向傳遞，提高隧道抗錯斷能力。

此外，在厚度和寬度的設計上，將斷層帶支護的施作厚度設計成小於初期支護的施作厚度，斷層帶支護的施作厚度小有利於提高斷層帶錯動時彈性張力，且連結支護的施作厚度根據其兩個連接端的不同逐漸從斷層帶支護的施作厚度過渡至初期支護的施作厚度，使得兩個連接端的柔性連接均達到最大化。

將連結支護的寬度設計成斷層帶支護的寬度的5~10倍，有利於減輕斷層帶支護處錯動的拉力，以實現初期支護與初期支護在斷層帶處的柔性鉸鏈連接，提高抗錯斷能力。

附圖說明

圖1為柔性連接結構的正面視圖。

圖2為柔性連接結構的A-A剖面圖。

其中，1初期支護、2斷層帶、3柔性支護、3-1斷層帶支護、3-2連結支護。

具體實施方式

下面結合圖1~圖2和具體實施例對本實用新型做進一步說明。

本實施例涉及一種提高隧道初期支護抗斷層錯動的柔性連接結構，特別是針對汶川、玉樹等高烈度強地震區域斷層帶抗震減災，避免由於地震力作用造成隧道襯砌開裂、滑移、坍塌等問題。

如圖1和圖2所示，本實施例包括位於斷層帶2處的隧道內壁上的柔性支護3以及隧道內壁上其餘部分的初期支護1；所述柔性支護3包括斷層帶支護3-1和連結支護3-2，所述斷層帶支護3-1施作於隧道內壁上斷層帶2的寬度範圍內，所述斷層帶2的寬度範圍用B表示，即斷層帶支護3-1的施作寬度為B；在斷層帶支護3-1兩側分別施作有5~10倍於斷層帶2寬度範圍的連結支護3-2，即連結支護3-2的施作寬度為（5~10）B；所述斷層帶支護3-1和連結支護3-2均為橡膠噴射混凝土層，所述橡膠噴射混凝土層為添加有橡膠顆粒的混凝土層。

所述初期支護1為錨噴混凝土層，所述初期支護1的施作厚度大於斷層帶支護3-1的施作厚度，為把厚度關係表述更清楚，設所述初期支護1的施作厚度用d表示，當所述初期支護1的施作厚度是斷層帶支護3-1的施作厚度的3倍時，所述斷層帶支護3-1的施作厚度用d/3表示。

所述連結支護3-2連結於斷層帶支護3-1和初期支護1之間，所述連結支護3-2的施作厚度從連結斷層帶支護3-1的一端至連結初期支護1的一端呈逐漸增厚狀。

進一步的，所述斷層帶支護3-1和連結支護3-2為一體成型的橡膠噴射混凝土層。

本實施例針對高烈度地震區斷層帶，從截面上看，採用變剛度的橡膠噴射混凝土替代傳統錨噴混凝土，以增強斷層帶處的隧道抗錯斷能力。

本實施例的施工過程和原理如下：

結合圖1說明其在隧道實際結構中的布設。不管隧道採取什麼樣的開挖手段，例如新奧法施工，當開挖完畢後，需及時施作錨噴混凝土層，即初期支護1，為了增強斷層帶2處支護的抗錯斷能力，在斷層帶的寬度範圍B內施作橡膠噴射混凝土層，所述橡膠噴射混凝土層為添加有橡膠顆粒的混凝土層，以提高噴射混凝土的韌性，噴射厚度取原設計初期支護1的施作厚度d的1/3，在斷層帶2的兩側（5~10）B範圍內也採用橡膠噴射混凝土層替代普通噴射混凝土層，並由斷層帶2處施作厚度1/3d逐漸增厚至初期支護1的施作厚度d，以實現初期支護1與初期支護1在斷層帶2處的柔性鉸鏈連接，提高抗錯斷能力。

上述詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本實用新型的專利範圍，凡未脫離本實用新型的等效實施或變更，均應包含於本案的專利保護範圍中。