增強圍巖缺陷段隧道抗震減震能力的交錯設縫襯砌結構的製作方法

2023-09-22 23:50:10 1

本實用新型涉及一種增強圍巖缺陷段隧道抗震減震能力的交錯設縫襯砌結構，涉及山嶺隧道及地下工程施工技術，特別是針對汶川、玉樹等高烈度強地震區域圍巖存在初始缺陷(空洞、不密實情況)的地質地段，屬於高烈度地震山區隧道及地下工程領域。

背景技術：

隧道穿越軟弱圍巖時，如施工不當，易出現襯砌開裂、滲水，初支侵限甚至造成塌方事故。塌方事故後，應及時清理塌方體，回填塌腔，並對回填體進行注漿加固。但無論採取何種回填方式、回填材料、注漿材料及注漿量，塌腔內圍巖的強度、剛度、節理、產狀等參數都無法恢復至原圍巖狀態，這也就造成了圍巖缺陷部位地震慣性力增大，支護結構內力增大，進而出現襯砌開裂、掉快，乃至襯砌垮塌震害。

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施工方便、經濟實用的增強圍巖缺陷段隧道抗震減震能力的交錯設縫襯砌結構，能夠有效減小地震波向隧道縱向傳遞引起襯砌結構破壞。

本實用新型採用如下技術方案：

一種增強圍巖缺陷段隧道抗震減震能力的交錯設縫襯砌結構，其包括設置在隧道內壁上的初期支護和覆蓋在初期支護上的二次襯砌，所述初期支護上沿隧道縱深方向等距設置有初期支護內環向減震縫，所述二次襯砌上沿隧道縱深方向等距設置有二次襯砌內環向減震縫，所述初期支護內環向減震縫和二次襯砌內環向減震縫交錯分布。

進一步的，所述初期支護內環向減震縫和二次襯砌內環向減震縫內填充有瀝青砂拌合料。

進一步的，所述二次襯砌內環向減震縫的中間位置設置中埋式橡膠止水帶，所述二次襯砌內環向減震縫的迎水面上設置背貼式止水帶，所述二次襯砌內環向減震縫的背水面上填充有嵌縫膏。

進一步的，所述初期支護和二次襯砌之間還鋪設有防水板。

進一步的，各個所述初期支護內環向減震縫之間和各個所述二次襯砌內環向減震縫之間取同樣間隔，所述各個所述初期支護內環向減震縫之間的間隔等於襯砌臺車的長度。

本實用新型的有益效果如下：

本實用新型通過設置於初期支護和二次襯砌的環向減震縫，將環向減震縫沿隧道縱向間隔布置，並且初期支護與二次襯砌間的環向減震縫不重合，即交錯設置，既能有效提高防水性能，又能有效增強隧道抗震減震能力，可以利用襯砌臺車施作二次襯砌本身留下的接縫作為環向減震縫，使得環向減震縫的施工難度小、成本低。

初期支護內設置的環向減震縫採用縫內填充瀝青砂拌合料填充，同時二襯襯砌的環向減震縫也填充瀝青砂拌合料，以其抗變形能力強和耐久性好的優點進一步提高了隧道抗錯斷能力，達到減弱或阻斷地震作用下地震波向隧道縱向傳播路徑的功能。

二襯襯砌內的環向減震縫與二襯防水一同施作，埋設中埋式橡膠止水帶和背貼式止水帶， 以其橡膠材料的彈性和結構形式來適應混凝土形變伸縮，能有效防止構件的滲水、漏水，在緊固密封的同時還能起到減震緩衝的作用。

二次襯砌內環向減震縫的背水面上填充有嵌縫膏，進一步提高防水性能和縫隙處的平整度。

初期支護和二次襯砌之間還鋪設有防水板，進一步提高防水性能。

各個所述初期支護內環向減震縫之間和各個所述二次襯砌內環向減震縫之間取同樣間隔，所述各個所述初期支護內環向減震縫之間的間隔等於襯砌臺車的長度，採用襯砌臺車施作二次襯砌時，本身留下的接縫和車長一般一致，利用每次施作一段二次襯砌都會留下的接縫作為環向減震縫，減小了施工量，降低了施工難度和施工成本。

本實用新型結構能夠有效減小地震波向隧道縱向傳遞引起襯砌結構破壞，減少地震災害損失，保障隧道運營安全。

附圖說明

圖1為初期支護內環向減震縫與隧道的位置關係示意圖。

圖2為設有環向減震縫的初期支護和二次襯砌在沿隧道縱向剖面的結構示意圖。

圖3為初期支護內環向減震縫的剖面結構示意圖。

圖4為二次襯砌內環向減震縫的剖面結構示意圖。

其中，1初期支護、2圍巖缺陷、3二次襯砌、4二次襯砌內環向減震縫、5防水板、6初期支護內環向減震縫、7瀝青砂拌合料、8中埋式橡膠止水帶、9背貼式止水帶、10嵌縫膏、11迎水面、12背水面。

具體實施方式

下面結合圖1-圖4和具體實施例對本實用新型做進一步說明。

如圖1-圖4所示，本實施例涉及一種增強圍巖缺陷段隧道抗震減震能力的交錯設縫襯砌結構，其包括設置在隧道內壁上的初期支護1和覆蓋在初期支護1上的二次襯砌3，所述初期支護1上沿隧道縱深方向等距設置有初期支護內環向減震縫6，所述二次襯砌3上沿隧道縱深方向等距設置有二次襯砌內環向減震縫4，所述初期支護內環向減震縫6和二次襯砌內環向減震縫4交錯分布。

進一步的，所述初期支護內環向減震縫6和二次襯砌內環向減震縫4內填充有瀝青砂拌合料7。

進一步的，所述二次襯砌內環向減震縫4的中間位置設置中埋式橡膠止水帶8，所述二次襯砌內環向減震縫4的迎水面11上設置背貼式止水帶9，所述二次襯砌內環向減震縫4的背水面12上填充有嵌縫膏10。

進一步的，所述初期支護1和二次襯砌3之間還鋪設有防水板5。

進一步的，各個所述初期支護內環向減震縫6之間和各個所述二次襯砌內環向減震縫4之間取同樣間隔，所述各個所述初期支護內環向減震縫6之間的間隔等於襯砌臺車的長度。

所述瀝青砂拌合料7是一種複合材料，主要由瀝青、粗骨料、細骨料、礦粉組成，有的還加入聚合物和木纖維素；由這些不同質量和數量的材料混合形成不同的結構，並具有不同的力學性質。

所述中埋式橡膠止水帶8採用國家標準GB18173.2-2000《高分子防水材料止水帶》組織生產的。

所述中埋式橡膠止水帶8的原理與背貼式止水帶9相同，他們都是利用橡膠的高彈性，在各種荷載下產生彈性變形，從而起到堅固密封，有效地防止建築構造的漏水，滲水並起到減震緩衝作用。採用和安裝橡膠止水帶是有效地解決防水防震問題的手段。主要用於混凝土現澆時設在施工縫及變形縫內，與混凝土結構成為一體的基礎工程、地下設施、隧道涵洞、輸水渡槽、擋水壩等，確保工程建設的使用壽命。

所述中埋式橡膠止水帶8的兩端分別延伸入二次襯砌內環向減震縫4的兩側內。

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。