一种橡胶衬砌减震层及其施工方法技术

本发明专利技术提供一种橡胶衬砌减震层及其施工方法，包括围岩，围岩内侧壁上设置有初期支护，初期支护内侧壁上设置有混凝土填充物，混凝土填充物内侧壁上设置有减震块，且减震块上设置有锚杆，锚杆自由端依次穿过减震块、混凝土填充物、初期支护和围岩，并固定在围岩内，减震块通过高密度三元乙丙橡胶作为其主要材料，且在高密度三元乙丙橡胶制成的减震块上沿横向和纵向设置有若干圆孔，且各个圆孔内均设置有聚氨酯，自粘防水板内侧表面设置有二衬混凝土。本发明专利技术通过减震层，震动效应传递到隧道衬砌结构的效果显著减弱，提高了柔性减震层的减震效果；用聚氨酯填充圆孔，在减震层遇水的情况下，聚氨酯膨胀，起到了很好的隔水以及填充二衬背后空隙的作用。后空隙的作用。后空隙的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶衬砌减震层及其施工方法


[0001]本专利技术属于土木工程隧道结构领域，尤其是涉及一种橡胶衬砌减震层及其施工方法。

技术介绍

[0002]随着时代的发展，地下空间的开发与利用日趋重要，随着高铁以及城市地铁的大量建设，开展隧道抗减震对主体结构造成的变形损害具有重大的意义。
[0003]目前工程结构抗震减震技术主要有：加强衬砌结构强度、采用围岩注浆提高围岩自承能力、增设变形缝的“铰链设计理念”、优化隧道断面形式、设置减隔震层等以阻止围岩变形后对隧道结构的损害。
[0004]大量实践表明，加强衬砌结构强度的抗震效果并不理想，且成本较高；目前，隧道减震抗变形的方法主要是通过在围岩与衬砌结构之间设置特殊材料的减震缓冲变形层，以减轻传递到隧道衬砌结构上的震动效应，根据围岩变形量的实际需求后布置相等量的变形材料达到预留一定量变形空间的目的起到缓冲、抗震、抗变形的作用，选择合适的减震变形材料不但有较明显的减震、吸震效果，另外，在穿越断层活动带时，合适的减震变形材料能提高结构的抗断性能并且通过材料自身的压缩变形量来抵消围岩结构因错位变形对隧道主体结构的位移损害，且该方法更经济、更易施工。
[0005]综上所述根据隧道主体工程使用年限内因地震带造成围岩结构的变形量，选择对等的抗震压缩变形材料预留后可以解决抗震、减震、主体结构变形、位移等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题是提供一种橡胶衬砌减震层及其施工方法，由高密度三元乙丙橡胶和高密度遇水膨胀聚氨酯复合制成，以积木式拼装方式，能有效降低地震荷载、断层错动作用对结构的不利影响，同时保证隧道排水系统的畅通。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种橡胶衬砌减震层及其施工方法，包括围岩，围岩弧形顶结构，围岩内侧壁上设置有初期支护，初期支护内侧壁上设置有混凝土填充物，混凝土填充物内侧壁上设置有减震块，减震块为长方体块状结构，且减震块上设置有锚杆，锚杆自由端依次穿过减震块、混凝土填充物、初期支护和围岩，并固定在围岩内，减震块通过高密度三元乙丙橡胶作为其主要材料，且在高密度三元乙丙橡胶制成的减震块上沿横向和纵向设置有若干圆孔，且各个圆孔内均设置有聚氨酯，减震块内侧壁表面设置有自粘防水板，自粘防水板同时覆盖在锚杆端部表面，自粘防水板内侧表面设置有二衬混凝土。
[0008]进一步的，锚杆顶部与减震块之间设置有垫板，且锚杆位于四个相邻减震块的连接处，垫板上设置有固定螺栓，固定螺栓分别设置于对应的减震块内。
[0009]进一步的，混凝土填充物为高强混凝土填充。
[0010]当地层产生错动或不规则变形时，减震层的三元乙丙橡胶具有高弹性，可通过产
生协同变形将初支上不均匀的应力转换为均匀的应力作用在二次衬砌上，减震层在吸收冲击力的同时减弱的应力集中，以此达到减震效果。且通过在三元乙丙橡胶的横向以及纵向开一定数量的圆孔，提高了柔性减震层的减震效果；用聚氨酯填充圆孔，在减震层遇水的情况下，聚氨酯膨胀，起到了很好的隔水以及填充二衬背后空隙的作用。
[0011]其施工过程如下：
[0012]1)在安装减震块制成的减震层前将围岩弧顶施工，并设置是初期支护；
[0013]2)在初期支护内侧积木式拼装减震块形成减震层，并通过固定螺栓和连接垫板，而后再用锚杆进行固定；
[0014]3)在减震层和初期支护之间设置高强的混凝土填充物；
[0015]4)在两侧的减震层和混凝土填充物同时施工，在围岩弧顶处进行减震层和混凝土填充物的闭合，完成闭合工作面的施工；
[0016]5)在减震层内侧面上施工设置自粘防水板；
[0017]6)待自粘防水板施工后在其内表面施工设置二衬混凝土。
[0018]本专利技术具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，通过减震层，震动效应传递到隧道衬砌结构的效果显著减弱。当地层产生错动或不规则变形时，减震层的三元乙丙橡胶具有高弹性，可通过产生协同变形将初支上不均匀的应力转换为均匀的应力作用在二次衬砌上，减震层在吸收冲击力的同时减弱的应力集中，以此达到减震效果。且通过在三元乙丙橡胶的横向以及纵向开一定数量的圆孔，提高了柔性减震层的减震效果；用聚氨酯填充圆孔，在减震层遇水的情况下，聚氨酯膨胀，起到了很好的隔水以及填充二衬背后空隙的作用。该减震层在有很好减震效果的同时，还具有施工工艺简单易操作、原材料易获取且环保等特点。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的隧道衬砌局部断面结构示意图；
[0020]图2是本专利技术的减震块立体结构示意图；
[0021]图3是本专利技术的减震块俯视结构示意图；
[0022]图4是本专利技术的施工步骤1的结构结构示意图；
[0023]图5是本专利技术的施工步骤2的结构结构示意图；
[0024]图6是本专利技术的施工步骤3的结构结构示意图；
[0025]图7是本专利技术的施工步骤4的结构结构示意图；
[0026]图8是本专利技术的施工步骤5的结构结构示意图；
[0027]图9是本专利技术的施工步骤6的结构结构示意图。
[0028]图中：
[0029]1、围岩
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2、初期支护
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3、混凝土填充物
[0030]4、减震块
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5、锚杆
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6、自粘防水板
[0031]7、二衬混凝土
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8、高密度三元乙丙橡胶
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9、聚氨酯
[0032]10、固定螺栓
具体实施方式
[0033]如图1-3所示，本专利技术为一种橡胶衬砌减震层及其施工方法，包括围岩1，围岩1弧形顶结构，围岩1内侧壁上设置有初期支护2，初期支护2内侧壁上设置有混凝土填充物3，混凝土填充物3内侧壁上设置有减震块4，减震块4为长方体块状结构，且减震块4上设置有锚杆5，锚杆5自由端依次穿过减震块4、混凝土填充物3、初期支护2和围岩1，并固定在围岩1内，减震块4通过高密度三元乙丙橡胶8作为其主要材料，且在高密度三元乙丙橡胶8制成的减震块4上沿横向和纵向设置有若干圆孔，且各个圆孔内均设置有聚氨酯9，减震块4内侧壁表面设置有自粘防水板6，自粘防水板6同时覆盖在锚杆5端部表面，自粘防水板6内侧表面设置有二衬混凝土7。
[0034]进一步的，锚杆5顶部与减震块4之间设置有垫板，且锚杆5位于四个相邻减震块4的连接处，垫板上设置有固定螺栓10，固定螺栓10分别设置于对应的减震块4内。
[0035]进一步的，混凝土填充物3为高强混凝土填充。
[0036]其施工过程如下：
[0037]1)在安装减震块4制成的减震层前将围岩1弧顶施工，并设置是初期支护2；
[0038]2)在初期支护2内侧积木式拼装减震块4形成减震层，并通过固定螺栓10和连接垫板，而后再用锚杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶衬砌减震层，包括围岩(1)，所述围岩(1)弧形顶结构，其特征在于：所述围岩(1)内侧壁上设置有初期支护(2)，所述初期支护(2)内侧壁上设置有混凝土填充物(3)，所述混凝土填充物(3)内侧壁上设置有减震块(4)，所述减震块(4)为长方体块状结构，且所述减震块(4)上设置有锚杆(5)，所述锚杆(5)自由端依次穿过所述减震块(4)、所述混凝土填充物(3)、所述初期支护(2)和所述围岩(1)，并固定在所述围岩(1)内，所述减震块(4)通过高密度三元乙丙橡胶(8)作为其主要材料，且在所述高密度三元乙丙橡胶(8)制成的所述减震块(4)上沿横向和纵向设置有若干圆孔，且各个所述圆孔内均设置有聚氨酯(9)，所述减震块(4)内侧壁表面设置有自粘防水板(6)，所述自粘防水板(6)同时覆盖在所述锚杆(5)端部表面，所述自粘防水板(6)内侧表面设置有二衬混凝土(7)。2.根据权利要求1所述的橡胶衬砌减震层，其特征在于：所述锚杆(5)顶部与所述减震块(4)之间设置有垫板，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：白鸿国，侯军红，孟庆余，王旭，曾青，吴强，夏勇，元腾飞，霍飞，贾辉，韩华轩，陈宇，赵云建，易志伟，刘撞撞，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：