[发明专利]一种跨断层隧道节段衬砌被动矢量式柔性接头结构

说明书

本发明涉及隧道工程领域，提供了一种跨断层隧道节段衬砌被动矢量式柔性接头结构，包括接头搭桥机构、搭桥板接缝扣板、搭桥板接缝橡胶、防水板保护层、减阻层和泡沫混凝土减震填充层；其中，所述接头搭桥机构设置有多个，多个所述接头搭桥机构沿跨断层隧道环向布置，且相邻的接头搭桥机构间通过所述搭桥板接缝扣板与搭桥板接缝橡胶进行连接；同时，所述接头搭桥机构的外侧与隧道初期支护内侧的防水板之间还设置有所述防水板保护层和减阻层，所述接头搭桥机构与隧道二次衬砌的接缝内设置有所述泡沫混凝土减震填充层。本发明的优点在于：不仅防水与变形能力好，还能同时满足衬砌接缝附近对围岩荷载的承载要求。

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种跨断层隧道节段衬砌被动矢量式柔性接头结构。

背景技术

近年来，随着我国交通基础建设进入全面发展阶段，越来越多的交通隧道穿越跨断层区域，如石岗坝引水隧道、都汶公路酒家垭隧道、都汶高速龙洞子隧道、紫坪铺隧道等，这些均是位于高烈度震区并穿越断层破碎带。跨断层隧道由于存在围岩刚度明显突变，在强震和断层错动作用下引起隧道剪切错动等损害也是较为频繁的现象。据相关文献统计数据显示，穿断层带隧道结构在受灾后最大垂直错变可达到4.0m，水平变形最大达3.0m之多。

跨断层隧道错动和强震动下严重威胁到正常交通秩序与人民生命财产安全，影响在建工程项目的施工安全、运营维护及经济效益，因此，跨断层隧道衬砌结构的优化已经成为无法回避的问题。目前国内外对跨断层隧道抗减震结构的研究己有一些成果，其中，设置节段式衬砌被认为是有效的跨断层隧道抗减震措施。

跨断层隧道设置节段式衬砌措施中，接头的设计一直是较难解决的问题。目前，衬砌接头位置往往存在防水措施不可靠、变形能力不够等问题。而增加接缝宽度来增强柔性接头的变形能力，却又使衬砌接头附近的承载可靠性大幅降低。当遇到地震时，衬砌接头附近往往容易出现接头损坏而诱发的漏水、衬砌损坏、围岩体侵入等灾害。

据此，目前急需一种不仅防水与变形能力好，还能同时满足衬砌接缝附近对围岩荷载的承载要求的跨断层隧道节段衬砌柔性接头。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种不仅防水与变形能力好，还能同时满足衬砌接缝附近对围岩荷载的承载要求的跨断层隧道节段衬砌被动矢量式柔性接头结构。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种跨断层隧道节段衬砌被动矢量式柔性接头结构，包括接头搭桥机构、搭桥板接缝扣板、搭桥板接缝橡胶、防水板保护层、减阻层和泡沫混凝土减震填充层；其中，所述接头搭桥机构设置有多个，多个所述接头搭桥机构沿跨断层隧道环向布置，且相邻的接头搭桥机构间通过所述搭桥板接缝扣板与搭桥板接缝橡胶进行连接；同时，所述接头搭桥机构的外侧与隧道初期支护内侧的防水板之间还设置有所述防水板保护层和减阻层，所述接头搭桥机构与隧道二次衬砌的接缝内设置有所述泡沫混凝土减震填充层。

作为本发明的优选方式之一，每个所述接头搭桥机构分别包括衬砌外侧搭桥板、衬砌内侧搭桥板和搭桥板记忆合金连接杆；所述衬砌外侧搭桥板设置在所述二次衬砌的外侧，衬砌内侧搭桥板设置在相应二次衬砌的内侧，所述衬砌外侧搭桥板与衬砌内侧搭桥板之间通过所述搭桥板记忆合金连接杆进行连接；其中，所述搭桥板记忆合金连接杆的一端与所述衬砌外侧搭桥板铰接相连，其另一端则通过紧固螺母与所述衬砌内侧搭桥板固定相连；所述紧固螺母在安装时对搭桥板记忆合金连接杆施加一定的预应力。

作为本发明的优选方式之一，所述紧固螺母与所述衬砌内侧搭桥板之间设有橡胶垫；所述橡胶垫可增加该处的变形能力。

作为本发明的优选方式之一，所述衬砌外侧搭桥板与衬砌内侧搭桥板的相对面上还分别设有橡胶支座，二者的橡胶支座之间支撑有所述二次衬砌。