一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构制造技术

一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构，涉及隧道工程技术领域，包括沿隧道径向依次设置的初期支护、第一减震层、防水层和二次衬砌，第一减震层包括液压千斤顶，液压千斤顶的两端分别与初期支护和防水层固定连接。该跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构能够显著改善跨活断层隧道的减震效果。

【技术实现步骤摘要】
一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构
本专利技术涉及隧道工程
，具体而言，涉及一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构。
技术介绍
我国处于亚欧板块、印度洋板块与环太平洋板块之间，受板块运动影响，广泛分布着各种规模的活断层。受选线制约，许多拟建或在建隧道铁路相关工程不得不穿越过断层地段。活断层有两种基本活动方式：蠕滑型及黏滑型，多数活动断层通过连续缓慢滑动积累应变能，到达极限后突然错动，甚至引发地震，这种蠕滑-黏滑的过程会造成围岩与隧道剪切变形，破坏隧道结构。如何减少上下盘错动与地面震动对跨活断层隧道的影响是我国仍在探索的难题之一。目前，我国在穿越活断层的隧道工程规范中并未提出具体措施，只是定性要求需要进行抗震设防以及满足隧道净空要求。工程中常采用的措施有：设置柔性连接段、局部加固、扩挖、设置减震层等。其中，减震层一般采用泡沫混凝土，泡沫混凝土层具有一定的压缩性，但在长期持续性的断层蠕滑中难以保障隧道内轨道运行的平顺性，遇到突发地震时也难以具有优良的减震效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种跨活断层隧道的减震结构及隧道衬砌结构，能够显著改善跨活断层隧道的减震效果。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例的一方面，提供一种跨活断层隧道的减震结构，包括沿隧道径向依次设置的初期支护、第一减震层、防水层和二次衬砌，所述第一减震层包括液压千斤顶，所述液压千斤顶的两端分别与所述初期支护和所述防水层固定连接。该跨活断层隧道的减震结构能够显著改善跨活断层隧道的减震效果。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，还包括控制器和传感器，所述控制器分别与所述传感器和所述液压千斤顶电连接，所述传感器设置于所述液压千斤顶的缸筒内，用于检测所述液压千斤顶受到的作用力，所述控制器根据所述传感器测得的受力信号控制所述液压千斤顶的油泵的开启和关闭。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述液压千斤顶的伸缩方向与所述初期支护和所述防水层均相互垂直。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述液压千斤顶包括多个，多个所述液压千斤顶沿隧道径向呈放射状排布。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第一减震层的厚度为设计年限内的断层错动量。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第一减震层内填充有柔性填充材料，所述柔性填充材料包覆于所述液压千斤顶外。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述柔性填充材料为粘性树脂。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，还包括沿隧道径向设置的第二减震层，所述第二减震层位于所述初期支护远离所述第一减震层的一侧，所述第二减震层内填充有竹纤维混凝土。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第二减震层的截面形状为圆形或椭圆形。本专利技术实施例的另一方面，提供一种隧道衬砌结构，包括上述的跨活断层隧道的减震结构。该跨活断层隧道的减震结构能够显著改善跨活断层隧道的减震效果。本专利技术实施例的有益效果包括：该跨活断层隧道的减震结构包括沿隧道径向依次设置的初期支护、第一减震层、防水层和二次衬砌，其中，上述的初期支护和防水层为相互独立且间隔设置的两个部分，当活断层发生错动时，处于断层错动区域内的初期支护和防水层会沿断层错动方向产生一定程度的相对位移。因此，第一减震层包括液压千斤顶，液压千斤顶的两端分别与初期支护和防水层固定连接，以通过液压千斤顶将处于断层错动区域内的初期支护和防水层的初期支护和防水层连接起来。又由于液压千斤顶的行程范围较广，且具有良好的调控压力与拉力的能力，因此，该跨活断层隧道的减震结构能够通过液压千斤顶承受大范围变化的位移与力，当断层错动时，初期支护和防水层之间沿断层错动方向产生一定程度的相对位移，此时，液压千斤顶作为连接件能够自适应调控处于断层错动区域内的初期支护和防水层所受的力，从而显著改善跨活断层隧道的减震效果，进而保证隧道衬砌结构的安全，减小活断层对隧道结构的危害。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的跨活断层隧道的减震结构的结构示意图之一；图2为本专利技术第一实施例提供的跨活断层隧道的减震结构的结构示意图之二；图3为本专利技术第一实施例提供的跨活断层隧道的减震结构的结构示意图之三；图4为本专利技术第二实施例提供的跨活断层隧道的减震结构的结构示意图之一；图5为本专利技术第二实施例提供的跨活断层隧道的减震结构的结构示意图之二；图6为本专利技术第二实施例提供的跨活断层隧道的减震结构的结构示意图之三。图标：10-初期支护；20-第一减震层；21-液压千斤顶；22-柔性填充材料；30-防水层；40-二次衬砌；50-第二减震层；60-隧道开挖轮廓线；70-控制器；80-传感器；200-围岩；a-断层错动较小区域；b-断层错动较大区域。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨活断层隧道的减震结构，其特征在于，包括沿隧道径向依次设置的初期支护、第一减震层、防水层和二次衬砌，所述第一减震层包括液压千斤顶，所述液压千斤顶的两端分别与所述初期支护和所述防水层固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种跨活断层隧道的减震结构，其特征在于，包括沿隧道径向依次设置的初期支护、第一减震层、防水层和二次衬砌，所述第一减震层包括液压千斤顶，所述液压千斤顶的两端分别与所述初期支护和所述防水层固定连接。


2.根据权利要求1所述的跨活断层隧道的减震结构，其特征在于，还包括控制器和传感器，所述控制器分别与所述传感器和所述液压千斤顶电连接，所述传感器设置于所述液压千斤顶的缸筒内，用于检测所述液压千斤顶受到的作用力，所述控制器根据所述传感器测得的受力信号控制所述液压千斤顶的油泵的开启和关闭。


3.根据权利要求1所述的跨活断层隧道的减震结构，其特征在于，所述液压千斤顶的伸缩方向与所述初期支护和所述防水层均相互垂直。


4.根据权利要求1所述的跨活断层隧道的减震结构，其特征在于，所述液压千斤顶包括多个，多个所述液压千斤顶沿隧道径向呈放射状排布。


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【专利技术属性】
技术研发人员：周辉，沈贻欢，朱勇，徐福通，李玲玉，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42