穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法技术

本发明专利技术涉及穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法，包括步骤一，在活动断层破碎带、上盘距离活动断层破碎带0m‑L1m的区域内以及下盘距离活动断层破碎带0m‑L2m的区域内，扩大隧道内轮廓的径向尺寸，L1和L2均不小于20；并在修筑二次衬砌时，沿线路方向每隔2m‑6m对临空面侧的环向主筋进行加强配筋。依照本发明专利技术方法修建的隧道结构，提高了隧道断面高度，当发生断层错动时，隧道结构剩余断面净空量仍然不小于隧道断面净空标准值，可满足隧道通车要求，避免隧道废弃或者拆除原隧道结构重新施作的情况发生。本发明专利技术对临空面一侧的环向主筋进行加强配筋，有效保证了二次衬砌结构的完整性，大大提升了隧道行车安全保障。

【技术实现步骤摘要】
穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法
本专利技术涉及隧道工程
，尤其涉及穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法。
技术介绍
地铁的兴建不可避免遇到各种复杂的工程地质环境，且我国分布有较多处于活动期的断裂带。通过资料调研，活断层错动时常伴有地震发生，即活断层对工程结构的影响主要表现为错动破坏和地震破坏，有研究资料表明：当活断层发生错动时，错动作用对隧道结构造成的破坏占据主导作用，地震作用影响较小。其中的主要原因是错动破坏会造成地层的强制位移及隧道衬砌结构的永久变形，这种突发错动作用对隧道的影响是致命的。对于穿越活断层的隧道行车安全造成巨大威胁，例如，断层错动发生后隧道净空量不满足通车条件，导致隧道废弃或者拆除原隧道结构重新施作的问题，甚至有可能产生毁灭性的后果。此外，目前针对活断层下的隧道结构抗错动措施，多以“抗”为主，但一味增大衬砌厚度并不能完全抵抗断层错动的强大力量，且实际工程中通常会出现衬砌错台、衬砌倾斜、拱顶掉块等严重后果。
技术实现思路
本专利技术旨在提供穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法，使用该方法修建的隧道结构，提高了隧道断面高度，当发生断层错动时，隧道结构剩余断面净空量仍然大于或等于隧道断面净空标准值，可满足隧道通车要求，避免断层错动发生后隧道净空量不满足通车条件。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法，包括步骤一，在活动断层破碎带、上盘距离活动断层破碎带0m-L1m的区域内以及下盘距离活动断层破碎带0m-L2m的区域内，扩大隧道内轮廓的径向尺寸，所述L1和L2均不小于20。进一步的，所述L1的取值范围为20-100，L2的取值范围为20-100。进一步优选的，所述L1＝L2。进一步的，所述步骤一中将内轮廓的左拱脚点和右拱脚点均水平外移ΔS水平，拱顶点垂直外移ΔS拱顶，仰拱点垂直外移ΔS仰拱；即对拱顶点垂直向上提高ΔS拱顶；对左拱脚点水平向左加宽ΔS水平；对右拱脚点水平向右加宽ΔS水平；对仰拱点垂直向下扩大ΔS仰拱。所述ΔS水平＝H×cotα×cosβ；ΔS拱顶＝H；ΔS仰拱＝H×cotα×cosβ；其中，H为断层最大错动量，α为断层倾角，β为断层交角。穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法，还包括步骤二，隧道开挖完成后修筑初期支护，然后修建二次衬砌，并在修筑二次衬砌时，对内轮廓尺寸扩大的区域，沿线路方向每隔2m-6m对临空面侧的环向主筋进行加强配筋。进一步的，所述步骤二中对临空面侧的环向主筋进行加强配筋的方法是增加该处环向主筋的配筋量。进一步优选地，增加配筋量的方法包括：增加钢筋数量和/或增加钢筋端面面积。进一步的，该处环向主筋的配筋量增加至原来的两倍。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.依照本专利技术方法修建的隧道结构，提高了隧道断面高度，当发生断层错动时，隧道结构剩余断面净空量仍然大于或等于隧道断面净空标准值，可满足隧道通车要求，避免断层错动发生后隧道净空量不满足通车条件，导致隧道废弃或者拆除原隧道结构重新施作的情况发生；2.本专利技术在隧道二次衬砌沿纵向每隔2m-6m对临空面一侧的环向主筋进行一次加强配筋，当发生断层错动时，混凝土将会出现开裂和破碎，但由于临空面环向主筋对混凝土结构的支撑作用，可以有效防止混凝土衬砌结构开裂后的脱落、掉块和坍塌，有效保证了二次衬砌结构的完整性，也使车辆及轨道结构免受混凝土掉块的冲撞和阻挡，大大提升了隧道行车安全保障。附图说明图1是图1是穿越活断层隧道二次衬砌内轮廓尺寸扩大示意图；图2是活动断层破碎带的示意图；图3是穿越活断层隧道二次衬砌设防段断面配筋示意图；图4是图3中1-1剖面的循环间隔加筋结构示意图；图中：1-二次衬砌、2-内轮廓、3-拱顶点、4-左拱脚点、5-右拱脚点、6-仰拱点。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。实施例1如图1、2所示，本专利技术公开的穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法，包括步骤一，在活动断层破碎带、上盘距离活动断层破碎带0m-L1m的区域内以及下盘距离活动断层破碎带0m-L2m的区域内，在规范要求的隧道限界基础上，扩大隧道内轮廓2的径向尺寸，L1和L2均不小于20。进一步的，L1的取值范围为20-100，L2的取值范围为20-100。作为优选，L1＝L2。进一步的，步骤一中将内轮廓2的左拱脚点4和右拱脚点5均水平外移ΔS水平，拱顶点3垂直外移ΔS拱顶，仰拱点6垂直外移ΔS仰拱，即对拱顶点3垂直向上提高ΔS拱顶；对左拱脚点4水平向左加宽ΔS水平；对右拱脚点5水平向右加宽ΔS水平；对仰拱点6垂直向下扩大ΔS仰拱。上述ΔS水平＝H×cotα×cosβ；ΔS拱顶＝H；ΔS仰拱＝H×cotα×cosβ；其中，H为断层最大错动量，α为断层倾角，β为断层交角。H、、和可从勘资料中获得。依照本实施例方法修建的隧道结构，提高了隧道断面高度，当断层垂直最大错动量小于20cm时，隧道高度增加量等于10cm加断层最大错动量的一半，其隧道高度增加量大于断层最大错动量；而当断层垂直最大错动量大于20cm时，隧道高度增加量等于断层最大错动量。从而发生断层错动时，隧道结构剩余断面净空量仍然大于等于隧道断面净空标准值，可满足隧道通车要求，避免了断层错动发生后隧道净空量不满足通车条件，导致隧道废弃或者拆除原隧道结构重新施作的问题。从隧道净空量的角度，具备了完全的抗断层错动的能力。实施例2本实施例与实施例1的区别在于：还包括步骤二，隧道开挖完成后修筑初期支护，然后修建二次衬砌1。如图3、4所示，在修筑二次衬砌1时，对于内轮廓2尺寸扩大的区域，沿线路方向每隔2m-6m对临空面侧的环向主筋7进行加强配筋。步骤二中对临空面侧的环向主筋7进行加强配筋的方法是增加该处环向主筋7的配筋量，作为优选，该处环向主筋7的配筋量增加至原来的两倍。增加配筋量的方法包括：增加钢筋数量和/或增加钢筋端面面积，具体可通过增加环向主筋7数量和/或增大环向主筋7直径来实现。本实施例在隧道二次衬砌沿纵向每隔2m-6m对临空面一侧的环向主筋进行一次加强配筋，当发生断层错动时，混凝土将会出现开裂和破碎，但由于临空面环向主筋对混凝土结构的支撑作用，可以有效防止混凝土衬砌结构开裂后的脱落、掉块和坍塌，有效保证了二次衬砌结构的完整性，也使车辆及轨道结构免受混凝土掉块的冲撞和阻挡，大大提升了隧道行车安全保障。当然，本专利技术还可有其它多种实施方式，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本专利技术作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本专利技术所附的权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法，其特征在于:包括步骤一，在活动断层破碎带、上盘距离活动断层破碎带0m‑L1m的区域内以及下盘距离活动断层破碎带0m‑L2m的区域内，扩大隧道内轮廓(2)的径向尺寸，所述L1和L2均不小于20。

【技术特征摘要】
1.穿越活断层隧道二次衬砌的修建方法，其特征在于:包括步骤一，在活动断层破碎带、上盘距离活动断层破碎带0m-L1m的区域内以及下盘距离活动断层破碎带0m-L2m的区域内，扩大隧道内轮廓(2)的径向尺寸，所述L1和L2均不小于20。2.根据权利要求1所述的修建方法，其特征在于：所述步骤一中将内轮廓(2)的左拱脚点(4)和右拱脚点(5)均水平外移ΔS水平，拱顶点(3)垂直外移ΔS拱顶，仰拱点(6)垂直外移ΔS仰拱；ΔS水平＝H×cotα×cosβ；ΔS拱顶＝H；ΔS仰拱＝H×cotα×cosβ；其中，H为断层最大错动量，α为断层倾角，β为断层交角。3.根据权利要求1所述的修建方法，其特征在于：所述L1的取值范...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，孙飞，赵梓彤，曾博文，张洋，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51