【技术实现步骤摘要】
本技术涉及长大隧道施工，具体涉及一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构。
技术介绍
1、我国公路、铁路建设里程突飞猛进，长大隧道穿越崇山峻岭日益增多，在公路、铁路施工领域受到技术标准高的限制，长大隧道穿越崇山峻岭不可避免的穿越各式各样的断层破碎带，其中就有活动性断层破碎带，在构造应力作用下活动性断层破碎带发生相对水平位移、竖向位移，并且随着时间的增长，其位移量明显增加，这些具有水平、竖向位移的活动性断层对建成隧道衬砌结构具有很大威胁，迫使隧道衬砌结构混凝土开裂、掉块、剥落，更甚至造成初期支护明显变形从而导致整个隧道坍塌。影响隧道衬砌结构的稳定，威胁运营期间的行车安全，具有极大的安全风险。因此对公路、铁路隧道建设过程中，穿越活动性断层破碎带的施工就需要在施工之前精心的考虑，必须采取相应的技术措施。
2、为避免上述活动性断层破碎带对隧道衬砌结构的破坏，及危机后期运营安全，提出一种特长隧道设计方案，中导洞采用敞开式tbm法掘进，双主采用钻爆法施工，为避免活动性断层在隧道运营期间产生的位移，对隧道衬砌结构的破碎，设置了两道初期支护及二次衬砌钢筋模筑混凝土的衬砌结构，在第一道衬砌支护、第二道衬砌支护之间设置环状减震层，在后期运营过程中活动性断层破碎带在随着时间的增长而发生水平、竖向位移产生能量全部被环状减震层所吸收，避免了活动性断层破碎带的位移对二次衬砌钢筋模筑混凝土的破坏，起到抗震、应力消减的作用，提高该隧道在活动性断层破碎带位移期间洞身衬砌的稳定性和安全性。
技术实现思路
1
2、本技术通过下述技术方案实现：一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，包括，
3、初期支护ⅰ，设置于开挖围岩面朝向隧道中心侧；
4、初期支护ⅱ，设置于初期支护ⅰ内侧；
5、二次衬砌钢筋模筑混凝土，设置于初期支护ⅱ内侧，其内侧还留有补强空间，当环状缓冲层不能抵抗活动性断层破碎带在构造应力作用下所产生的水平、竖向位移产生的能量对二次衬砌钢筋模筑混凝土造成的破坏，可通过补强空间进行加固或者进一步的加强，确保二次衬砌钢筋模筑混凝土的净空，避免因二次衬砌钢筋模筑混凝土破坏侵占净空，而停止通车凿除二次衬砌钢筋模筑混凝土二重新施工所带来的巨额费用及社会影响；
6、防水层，分为防水层ⅰ和防水层ⅱ，防水层ⅰ设置于初期支护ⅰ和初期支护ⅱ之间，用于防止围岩背后裂隙水侵入环状减震层，减弱环状减震层的缓冲、应力消减的效应，防水层ⅱ设置于初期支护ⅱ和二次衬砌钢筋模筑混凝土之间，阻止防水层ⅰ效应失效时，环状减震层的积水透过初期支护ⅱ侵入二次衬砌钢筋模筑混凝土中腐蚀二衬模筑混凝土钢筋，确保衬砌结构的施工质量；
7、环状减震层，设置于防水层ⅰ与初期支护ⅱ之间，环状减震层将活动性断层在构造应力下作用下发生水平、竖向位移所产生的能量吸收，具有应力消减及抗震的双重效应，避免了活动性断层水平、竖向位移所产生的能量直接作用于二次衬砌钢筋模筑混凝土，减少二次衬砌钢筋模筑混凝土在活动性断层位移作用下的破坏，保证了二次衬砌钢筋模筑混凝土衬砌结构的安全，同时降低运营期间的安全风险；
8、抑拱块，设置于二次衬砌钢筋模筑混凝土底部的补强空间中，提高隧道基础承载力，减少下沉，同时防止底鼓的隆起变形，调整衬砌应力。
9、在本技术中，对于长大隧道穿越活动性断层破碎带时在构造应力作用下产生水平和竖向位移破坏隧道衬砌结构，通过设置两层防水结构，确保环状减震层在干燥情况下发挥其缓冲和应力消减效应，也确保二次衬砌钢筋模筑混凝土不被腐蚀，保障施工质量；通过二次衬砌钢筋模筑混凝土来抵抗活动性断层位移所产生的能量，同时在二次衬砌钢筋模筑混凝土内和表面埋设应变计，掌握运营期间二次衬砌钢筋模筑混凝土在活动性断层破碎带在构造应力作用下所产生的水平位移通过环状减震层对二次衬砌钢筋模筑混凝土所产生的应力效应，在超过允许值及时采取技术措施。
10、进一步地，初期支护ⅰ由开挖围岩面向内设置有钢筋网片ⅰ，钢筋网片ⅰ至少为一层，钢筋网片ⅰ外侧为初喷混凝土，内侧为复喷混凝土，复喷混凝土内埋设有注浆锚杆。
11、进一步地，钢筋网片ⅰ与复喷混凝土之间设置有型钢拱架ⅰ，型钢拱架ⅰ埋入复喷混凝土中，型钢拱架ⅰ通过连接筋环向错位连接，型钢拱架ⅰ底部设置仰拱型钢拱架，并且两侧拱脚ⅰ坐落于基岩。
12、进一步地，初期支护ⅱ由环状减震层向内设置有钢筋网片ⅱ，钢筋网片ⅱ至少为一层，钢筋网片ⅱ向内设置有型钢拱架ⅱ，在型钢拱架ⅱ表面喷射混凝土，型钢拱架ⅱ的拱脚ⅱ坐落于基岩处仰拱型钢拱架内侧。
13、进一步地，防水层ⅰ和防水层ⅱ均包括土工布、防水板、环向排水管、纵向半边打孔排水管，防水层ⅰ中环向排水管等间距紧贴初期支护ⅰ复喷混凝土表面敷设，纵向半边打孔排水管紧贴初期支护ⅰ型钢拱架ⅰ的拱脚ⅰ设置，防水层ⅱ中环向排水管等间距紧贴初期支护ⅱ喷射混凝土表面敷设，纵向半边打孔排水管紧贴初期支护ⅱ型钢拱架ⅱ的拱脚ⅱ设置。
14、进一步地，防水层ⅰ和防水层ⅱ中纵向半边打孔排水管与环向排水管三通连接，且防水层ⅰ和防水层ⅱ中的纵向半边打孔排水管之间通过横向排水管连接，横向排水管与隧道排水连接，将水排出隧道。
15、进一步地，土工布覆盖于初期支护ⅰ和初期支护ⅱ中环向排水管内侧表面，土工布表面还敷设有防水板，土工布和防水板在拱脚ⅰ和拱脚ⅱ处反包纵向半边打孔排水管。
16、进一步地，环状减震层由泡沫铝、泡沫混凝土和高级配碎石组成，在行车路面设计高程以上环状部分由泡沫铝、泡沫混凝土和高级配碎石填充，高级配碎石位于表面层，在行车路面设计高程以下环状部分只由高级配碎石填充，环状减震层厚度为隧道使用年限内活动断层的位移量与施工期间预留变形量的总和。
17、进一步地，二次衬砌钢筋模筑混凝土内部及表面埋设有应变计，用于监测运营期间活动性断层在构造应力作用下对二次衬砌钢筋模筑混凝土的效应，二次衬砌钢筋模筑混凝土滞后于环状减震层的施工。
18、本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
19、1、本技术提供的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，设置有两层防水层，防水层ⅰ能阻止基岩背后裂隙水通过缝隙渗入环状减震层内部，确保环状减震层在运营期的干燥性、自由度、相对位移错动，更好的发挥缓冲和应力消减效应，防水层ⅱ能阻止防水层ⅰ效应失效时环状减震层的积水透过初期支护ⅱ侵入二次衬砌钢筋模筑混凝土中腐蚀二衬模筑混凝土钢筋，确保衬砌结构的施工质量；
20、2、本技术提供的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，初期支护ⅰ与初期支护ⅱ之间设置有环状减震层，活动性断层在构造应力下作用下发生水平、竖向位移所产生的能量被环状减震层所吸收，环状减震层具有应力消减及抗震的双重效应，避免活动性断层水平本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：包括，
2.根据权利要求1所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述初期支护Ⅰ（1）由开挖围岩面向内设置有钢筋网片Ⅰ，钢筋网片Ⅰ至少为一层，钢筋网片Ⅰ外侧为初喷混凝土，内侧为复喷混凝土，复喷混凝土内埋设有注浆锚杆（9）。
3.根据权利要求2所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述钢筋网片Ⅰ与复喷混凝土之间设置有型钢拱架Ⅰ，型钢拱架Ⅰ埋入复喷混凝土中，型钢拱架Ⅰ通过连接筋环向错位连接，型钢拱架Ⅰ底部设置仰拱型钢拱架，并且两侧拱脚Ⅰ座落于基岩。
4.根据权利要求1所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述初期支护Ⅱ（2）由环状减震层（6）向内设置有钢筋网片Ⅱ，钢筋网片Ⅱ至少为一层，钢筋网片Ⅱ向内设置有型钢拱架Ⅱ，在型钢拱架Ⅱ表面喷射混凝土，型钢拱架Ⅱ的拱脚Ⅱ坐落于基岩处仰拱型钢拱架内侧。
5.根据权利要求1所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述防水层Ⅰ（4）和防水层Ⅱ（5）均包括土工布、防水板、环
6.根据权利要求5所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述防水层Ⅰ（4）和防水层Ⅱ（5）中纵向半边打孔排水管（11）与环向排水管（10）三通连接，且防水层Ⅰ（4）和防水层Ⅱ（5）中的纵向半边打孔排水管（11）之间通过横向排水管（12）连接，横向排水管（12）与隧道排水连接。
7.根据权利要求5所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述土工布覆盖于初期支护Ⅰ（1）和初期支护Ⅱ（2）中环向排水管（10）内侧表面，土工布表面还敷设有防水板，土工布和防水板在拱脚Ⅰ和拱脚Ⅱ处反包纵向半边打孔排水管（11）。
8.根据权利要求1所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述环状减震层（6）由泡沫铝、泡沫混凝土和高级配碎石组成，在行车路面设计高程以上环状部分由泡沫铝、泡沫混凝土和高级配碎石填充，高级配碎石位于表面层，在行车路面设计高程以下环状部分只由高级配碎石填充，环状减震层（6）厚度为隧道使用年限内活动断层的位移量与施工期间预留变形量的总和。
9.根据权利要求1所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述二次衬砌钢筋模筑混凝土（3）内部及表面埋设有应变计（13）。
...【技术特征摘要】
1.一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：包括，
2.根据权利要求1所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述初期支护ⅰ（1）由开挖围岩面向内设置有钢筋网片ⅰ，钢筋网片ⅰ至少为一层，钢筋网片ⅰ外侧为初喷混凝土，内侧为复喷混凝土，复喷混凝土内埋设有注浆锚杆（9）。
3.根据权利要求2所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述钢筋网片ⅰ与复喷混凝土之间设置有型钢拱架ⅰ，型钢拱架ⅰ埋入复喷混凝土中，型钢拱架ⅰ通过连接筋环向错位连接，型钢拱架ⅰ底部设置仰拱型钢拱架，并且两侧拱脚ⅰ座落于基岩。
4.根据权利要求1所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述初期支护ⅱ（2）由环状减震层（6）向内设置有钢筋网片ⅱ，钢筋网片ⅱ至少为一层，钢筋网片ⅱ向内设置有型钢拱架ⅱ，在型钢拱架ⅱ表面喷射混凝土，型钢拱架ⅱ的拱脚ⅱ坐落于基岩处仰拱型钢拱架内侧。
5.根据权利要求1所述的一种穿越活动性断层破碎带段洞身衬砌结构，其特征在于：所述防水层ⅰ（4）和防水层ⅱ（5）均包括土工布、防水板、环向排水管（10）、纵向半边打孔排水管（11），防水层ⅰ（4）中环向排水管（10）等间距紧贴初期支护ⅰ（1）复喷混凝土表面敷设，纵向半边打孔排水管（11）紧贴初期支护ⅰ（1）型钢拱架ⅰ的拱脚ⅰ设置，防水层ⅱ（5）中环向排水管...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斌斌，毛锦波，李亚隆，安佩娟，赵红刚，于海涛，陈永刚，陈凯，陈立强，
申请(专利权)人：中交二公局东萌工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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