一種地震區隧道減震結構的建造方法
2023-12-02 04:22:06 1
專利名稱：一種地震區隧道減震結構的建造方法
技術領域：
本發明涉及一種地震區隧道減震結構的建造方法。
技術背景隧道通常被認為是抗震功能比較優越的工程建築物，在一般情況下不需要 進行抗減震設計。但事實並非如此，近年來在地震區的隧道由於地震而遭受嚴 重破壞的事例在許多國家均有報導，特別是對一些主要線路上的長大隧道，因 震害停運而由此造成的經濟損失，遠遠超過隧道本身的修復費用。隧道由於地 震而遭到的損壞中，洞口段尤其嚴重， 一旦洞口段被損，修復相當困難，成為 隧道抗減震的關鍵部位。現有技術中減輕隧道的地震災害的主要方法是增加隧道二次襯砌的厚度 或二次襯砌採用鋼筋混凝土以增加二次襯砌的剛度。但隧道村砌具有追隨地層 變形的動力特徵，提高剛性就會使隧道的內力增大，這對隧道抗震來說並不有 利。日本關東大地震隧道震害情況已表明，襯砌厚度大的地方，破壞反而嚴重。 發明內容本發明的目的就是提供一種地震區隧道減震結構的建造方法，該方法建造 的隧道結構，其減震效果好，能有效地避免地震對隧道造成的損壞，且施工簡 單，成本低。本發明實現其發明目的，所採用的技術方案是 一種地震區隧道減震結構 的建造方法，其做法是在隧道洞口段的圍巖及初期支護表面先鋪設一層彈性 材料構成的減震層，該減震層的縱向長度為15—50米，然後，再在減震層的外 面修建二次襯砌。與現有技術相比，本發明的有益效果是採用本方法建造的隧道結構，其隧道洞口段的圍巖及初期支護表面及二次 村砌之間增設了一層彈性材料構成的減震層，使隧道由原有的村砌-圍巖及初 斯支護系統兩層結構變為襯砌~減震層~圍巖及初期支護系統的三層結構。減 震層將襯砌與圍巖及初期支護隔開，使地層的變形被減震層吸收，減少傳遞到 隧道的襯砌上的能量，從而使隧道的地震反應減小；充分利用減震層的彈性，來減少和改變地震對隧道的作用強度和方式，從而達到減少隧道襯砌結構震動 的目的，避免了因地震對隧道造成損壞，減震效果好。僅需增加一層彈性材料 構成的減震層即可，不需要增加二次襯砌的厚度，其成本低，施工簡單，可以 結合防水層的施工一併進行。以下的模型試驗也證明本發明方法修建的隧道結構具有良好的減震效果。試驗的模型設置隧道結構模型沿橫軸對等放置，每次沿橫向放置兩個結構 模型，試驗分三組進行。其中一個模型設置減震層，另一個不設置，以進行對 比試驗。減震材料採用橡膠板及聚四氟乙烯板模擬。地震波採用EL-Centro波， 採用水平方向激振。試驗結論1、 加設減震層可以^使結構的應變明顯減少，部分測點的應變值減少達到50 %以上，所有測點均超過20%。2、 加設有減震層的各測點的加速度頻譜形狀基本相同，振動周期沒有明顯 改變，說明結構的振動和周圍圍巖介質的振動是一致的。3、 設減震層和不設減震層加速度頻譜形狀基本相同，但相位卻相反，這一 點正好說明減震層起到了減震的作用，從而使結構受力減少。上述的減震層的橫截面呈倒U字型。由於地震的衝擊力主要來自於水平方向，地震造成的損壞是先將側壁的結 構破壞，並造成上部結構的垮塌。因此，本發明的減震層橫截面呈倒U字型， 隧道口的底部不鋪設減震層，能在保證減震效果的前提下，使成本進一步降低， 施工更加方便。上述的構成減震層的彈性材料為橡膠，其厚度為8—15釐米。 橡膠的彈性好，其減震效果好，耐老化、持久，能夠滿足隧道的要求。且橡膠作為常用的彈性材料，其價格低廉、易得，使本發明更容易實施。 下面結合附圖及實施方式對本發明進行進一步說明。
圖1為用本發明實施例方法建造形成的隧道結構示意圖。
具體實施方式
實施例圖1示出，本發明的一種具體實施方式
為 一種地震區隧道減震結構的建造方法，其做法是在隧道洞口段的圍巖及初期支護1表面先鋪設一層彈性材 料構成的減震層2，該減震層2的縱向長度(即從洞口向隧道深處延伸的長度) 為15—50米，然後，再在減震層的外面修建二次襯砌3。
減震層2的橫截面呈倒U字型。構成減震層2的彈性材料為橡膠，其厚度 為8—15釐米。
權利要求
1、一種地震區隧道減震結構的建造方法，其做法是在隧道洞口段的圍巖及初期支護(1)表面先鋪設一層彈性材料構成的減震層(2)，該減震層(2)的縱向長度為15-50米，然後，再在減震層的外面修建二次襯砌(3)。
2、 根據權利要求1所述的一種地震區隧道減震結構的建造方法，其特徵在 於所述的減震層(2)的橫截面呈倒U字型。
3、 根據權利要求1所述的一種地震區隧道減震結構的建造方法，其特徵在 於所述的構成減震層(2)的彈性材料為橡膠，其厚度為8—15釐米。
全文摘要
一種地震區隧道減震結構的建造方法，其做法是在隧道洞口段的圍巖及初期支護(1)表面先鋪設一層彈性材料構成的減震層(2)，該減震層(2)的縱向長度為15-50米，然後，再在減震層的外面修建二次襯砌(3)。該方法建造的隧道結構，其減震效果好，能有效地避免地震對隧道造成的損壞，且施工簡單，成本低。
文檔編號E21D11/00GK101225743SQ20081004536
公開日2008年7月23日 申請日期2008年2月4日 優先權日2008年2月4日
發明者川 何, 關寶樹, 劉春山, 洋 張, 晏啟祥, 李永伸, 王志傑, 波 高 申請人:西南交通大學