一种跨活断层隧道的支护结构及隧道衬砌结构制造技术

一种跨活断层隧道的支护结构及隧道衬砌结构，涉及隧道工程技术领域，包括第一支护和第二支护，第一支护包括沿隧道纵向设置的第一管道以及套设于第一管道外的第二管道，第一管道与第二管道之间填充有混凝土，第二支护包括沿隧道径向呈放射状设置的多个第一锚杆，第一锚杆的一端与第二管道固定连接、另一端伸向外部围岩，沿隧道径向第二管道与隧道的开挖轮廓线之间预设有空腔。该跨活断层隧道的支护结构及隧道衬砌结构具有良好地抵抗断层蠕滑错动破坏的能力，能够有效地避免断层蠕滑对隧道整体造成的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种跨活断层隧道的支护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支护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。随着经济与科技的快速发展，我国大力修建隧道，遇到活断层地段时，以避让为主，但受到选线制约，大量隧道仍不可避免的须穿越活断层。沿断层面两侧岩体连续缓慢地滑动称为断层蠕滑，沿断层面两侧岩体突然产生地滑动称为断层黏滑，断层蠕滑相较断层黏滑而言，不直接产生地震，但其持续滑动引发的永久位移难以抵抗，随着错动距离的逐渐加大，隧道衬砌产生裂隙并不断扩展，最后发生剪切破坏，对隧道造成大面积破坏，损害隧道结构且难以修复，危害交通安全与人民生命安全。如何有效防控断层蠕滑对隧道的危害是亟需解决的难题之一。针对穿越蠕滑错动断层的隧道工程，目前主要采用三种措施。一是采用柔性连接段，即将隧道划分为数个节段，每段隧道间用短距离刚度小的过渡段连接，使隧道成为一种“链式连接”，在小位移情况下可以适应断层蠕滑，大位移情况下将破坏引至柔性连接处；一种是采用扩挖设计或减震层设计，即在隧道初衬与二衬之间预留位移空间或缓冲空间；还有一种是局部加固，通过增大隧道所需段强度和刚度来抵抗破坏和变形。这些方法具有一定的局限性，不能有效地避免隧道整体遭到破坏。
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支护结构及隧道衬砌结构，具有良好地抵抗断层蠕滑错动破坏的能力，能够有效地避免断层蠕滑对隧道整体造成的破坏。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支护结构，包括第一支护和第二支护，所述第一支护包括沿隧道纵向设置的第一管道以及套设于所述第一管道外的第二管道，所述第一管道与所述第二管道之间填充有混凝土，所述第二支护包括沿隧道径向呈放射状设置的多个第一锚杆，所述第一锚杆的一端与所述第二管道固定连接、另一端伸向外部围岩，沿隧道径向所述第二管道与隧道的开挖轮廓线之间预设有空腔。该跨活断层隧道的支护结构具有良好地抵抗断层蠕滑错动破坏的能力，能够有效地避免断层蠕滑对隧道整体造成的破坏。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第一锚杆包括负泊松比锚杆和/或注浆让压锚杆。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述空腔内填充有柔性材料。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述柔性材料为泡沫混凝土。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，还包括第三支护，所述第三支护包括沿隧道径向呈放射状设置的多个第二锚杆，所述第二锚杆与所述第一锚杆呈交错排布，所述第二锚杆的一端固定于所述隧道的开挖轮廓线、另一端伸向所述外部围岩。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第二锚杆的延伸方向垂直于所述隧道的开挖轮廓线。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第二锚杆为负泊松比锚杆。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第一管道和所述第二管道的材质均为钢铁。可选地，在本专利技术较佳的实施例中，所述第一支护沿隧道纵向设置有多个检修通道，所述检修通道沿隧道径向依次贯穿所述第一管道、所述混凝土和所述第二管道。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支护结构。该跨活断层隧道的支护结构具有良好地抵抗断层蠕滑错动破坏的能力，能够有效地避免断层蠕滑对隧道整体造成的破坏。本专利技术实施例的有益效果包括：该跨活断层隧道的支护结构包括第一支护和第二支护，第一支护包括沿隧道纵向设置的第一管道以及套设于第一管道外的第二管道，第一管道与第二管道之间填充有混凝土，以通过混凝土使得第一管道和第二管道形成稳定坚固的支护结构，从而提高隧道整体的抗压能力、抗弯能力、抗震性和抗渗性。第二支护包括沿隧道径向呈放射状设置的多个第一锚杆，第一锚杆的一端与第二管道固定连接、另一端伸向外部围岩，以通过第一支护和第二支护相互配合共同起到悬吊固定隧道整体的作用。沿隧道径向第二管道与隧道的开挖轮廓线之间预设有空腔，以通过空腔为断层蠕滑错动情况下的隧道整体与外部围岩之间预留相对位移的移动空间，从而保障无论外部围岩如何发生缓慢移动，隧道整体的位置、受力、形态都能够基本保持不变，进而使得该跨活断层隧道的支护结构具有良好地抵抗断层蠕滑错动破坏的能力，能够有效地避免断层蠕滑对隧道整体造成的破坏。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为本专利技术实施例提供的跨活断层隧道的支护结构的结构示意图之一；图2为本专利技术实施例提供的跨活断层隧道的支护结构的结构示意图之二；图3为本专利技术实施例提供的跨活断层隧道的支护结构的结构示意图之三；图4为本专利技术实施例提供的跨活断层隧道的支护结构的结构示意图之四；图5为本专利技术实施例提供的跨活断层隧道的支护结构的结构示意图之五。图标：10-第一支护；11-第一管道；12-第二管道；13-混凝土；20-第二支护；21-第一锚杆；30-第三支护；31-第二锚杆；40-空腔；50-检修通道；200-隧道内部；210-开挖轮廓线；300-外部围岩；x-错动方向；a-较小位移区；b-中位移区；c-较大位移区。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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨活断层隧道的支护结构，其特征在于，包括第一支护和第二支护，所述第一支护包括沿隧道纵向设置的第一管道以及套设于所述第一管道外的第二管道，所述第一管道与所述第二管道之间填充有混凝土，所述第二支护包括沿隧道径向呈放射状设置的多个第一锚杆，所述第一锚杆的一端与所述第二管道固定连接、另一端伸向外部围岩，沿隧道径向所述第二管道与隧道的开挖轮廓线之间预设有空腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种跨活断层隧道的支护结构，其特征在于，包括第一支护和第二支护，所述第一支护包括沿隧道纵向设置的第一管道以及套设于所述第一管道外的第二管道，所述第一管道与所述第二管道之间填充有混凝土，所述第二支护包括沿隧道径向呈放射状设置的多个第一锚杆，所述第一锚杆的一端与所述第二管道固定连接、另一端伸向外部围岩，沿隧道径向所述第二管道与隧道的开挖轮廓线之间预设有空腔。


2.根据权利要求1所述的跨活断层隧道的支护结构，其特征在于，所述第一锚杆包括负泊松比锚杆和/或注浆让压锚杆。


3.根据权利要求1所述的跨活断层隧道的支护结构，其特征在于，所述空腔内填充有柔性材料。


4.根据权利要求3所述的跨活断层隧道的支护结构，其特征在于，所述柔性材料为泡沫混凝土。


5.根据权利要求1所述的跨活断层隧道的支护结构，其特征在于，还包括第三支护，所述第三支护包括沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：周辉，沈贻欢，朱勇，徐福通，肖建成，
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