[发明专利]一种适用于强膨胀潜势断层破碎带的隧道结构

说明书

本发明涉及一种适用于强膨胀潜势断层破碎带的隧道结构，包括隧道外拱圈和隧道内拱圈；隧道外拱圈采用橡胶混凝土制成，所述的橡胶混凝土中的橡胶、石子、砂、水泥与水的体积比为2:3:2:2.5:0.5。隧道外拱圈采用橡胶混凝土材料制成，具有较好的防冲击和抗变形性能，可减少因膨胀土体积的增加而增大的膨胀压力；具有较为密实的结构和一定的膨胀率，有效防止因混凝土温度变化而产生的裂缝，提高隧道的耐久性；具有比普通混凝土较大的形变，可以有效降低围岩压力的作用，提高隧道的安全系数，实现岩土体与隧道的协调变形；具有较大的弹性，可以抵抗较大的外部载荷，同时，可以减小膨胀压力对隧道结构的损坏；该隧道结构简单、设计合理，安装方便、环境适应性强，环保程度高，制造成本经济合理，有利于该隧道结构的推广应用。

技术领域

本发明涉及隧道结构技术领域，具体是一种适用于强膨胀潜势断层破碎带的隧道结构。

背景技术

隧道是埋置于底层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，目前膨胀土隧道由于膨胀应力释放速度缓慢，在隧道运营阶段屡次维修后仍出现破坏，因为使用普通混凝土，抗裂性能差，变形小，刚度大，在岩土体作用下承受较大的作用力，常常存在不同程度的破裂、渗水等病害，严重影响高速公路运营的安全。抗震能力差、使用寿命短，耐久性和安全性均有待改进和提高。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种适用于强膨胀潜势断层破碎带的隧道结构，该隧道结构具有抗大变形、抗裂、防撞击等多种功能，能够有效保证隧道的使用寿命，通过添加来自于废旧轮胎的橡胶，减少对环境的污染，具有较高的环保效益和社会效益。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案:一种适用于强膨胀潜势断层破碎带的隧道结构，包括隧道外拱圈和隧道内拱圈；所述隧道外拱圈采用橡胶混凝土制成；所述的橡胶混凝土中的橡胶、石子、砂、水泥与水的体积比为2:3:2:2.5:0.5。

作为本发明的一种优选方案，所述的隧道外拱圈的壁厚为20～30cm。

作为本发明的一种优选方案，所述隧道内拱圈的壁厚为10～30cm。

作为本发明的一种优选方案，橡胶混凝土中的橡胶呈颗粒状。

作为本发明的一种优选方案，颗粒状的橡胶的粒径为10目～60目。

作为本发明的一种优选方案，所述的橡胶混凝土中的橡胶经过10%的NaOH处理。

作为本发明的一种优选方案，所述的橡胶混凝土中的橡胶与石子的粒径比为0.7～0.8。

作为本发明的一种优选方案，所述的橡胶混凝土中的橡胶与砂的粒径比为0.7～0.8。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明中的隧道外拱圈采用橡胶混凝土材料制成，具有较好的防冲击性能，抗变形性能，可以减少因膨胀土体积的增加而增大的膨胀压力，避免损坏或减小隧道结构受损程度；

2）本发明采用橡胶混凝土隧道结构，具有较好的防裂性能，避免渗水、漏水，以保证高速公路的安全运营；

3）本发明采用橡胶混凝土隧道结构，具有较为密实的结构和一定的膨胀率，可以有效地防止因混凝土温度的变化而产生的裂缝，提高隧道的耐久性；

4）本发明采用橡胶混凝土隧道结构，具有比普通混凝土较大的形变，可以有效地降低围岩压力的作用，提高隧道的安全系数，实现岩土体与隧道的协调变形；

5）本发明采用橡胶混凝土隧道结构，具有较大的弹性，可以抵抗较大的外部载荷，如地震载荷，同时，也可以减小膨胀压力对隧道结构的损坏程度；