本發(fā)明涉及隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及穿越活斷層隧道二次襯砌的修建方法。

背景技術(shù)：

地鐵的興建不可避免遇到各種復(fù)雜的工程地質(zhì)環(huán)境，且我國分布有較多處于活動期的斷裂帶。通過資料調(diào)研，活斷層錯動時常伴有地震發(fā)生，即活斷層對工程結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)為錯動破壞和地震破壞，有研究資料表明：當(dāng)活斷層發(fā)生錯動時，錯動作用對隧道結(jié)構(gòu)造成的破壞占據(jù)主導(dǎo)作用，地震作用影響較小。其中的主要原因是錯動破壞會造成地層的強制位移及隧道襯砌結(jié)構(gòu)的永久變形，這種突發(fā)錯動作用對隧道的影響是致命的。對于穿越活斷層的隧道行車安全造成巨大威脅，例如，斷層錯動發(fā)生后隧道凈空量不滿足通車條件，導(dǎo)致隧道廢棄或者拆除原隧道結(jié)構(gòu)重新施作的問題，甚至有可能產(chǎn)生毀滅性的后果。

此外，目前針對活斷層下的隧道結(jié)構(gòu)抗錯動措施，多以“抗”為主，但一味增大襯砌厚度并不能完全抵抗斷層錯動的強大力量，且實際工程中通常會出現(xiàn)襯砌錯臺、襯砌傾斜、拱頂?shù)魤K等嚴重后果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供穿越活斷層隧道二次襯砌的修建方法，使用該方法修建的隧道結(jié)構(gòu)，提高了隧道斷面高度，當(dāng)發(fā)生斷層錯動時，隧道結(jié)構(gòu)剩余斷面凈空量仍然大于或等于隧道斷面凈空標準值，可滿足隧道通車要求，避免斷層錯動發(fā)生后隧道凈空量不滿足通車條件。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

穿越活斷層隧道二次襯砌的修建方法，包括步驟一，在活動斷層破碎帶、上盤距離活動斷層破碎帶0m-l1m的區(qū)域內(nèi)以及下盤距離活動斷層破碎帶0m-l2m的區(qū)域內(nèi)，擴大隧道內(nèi)輪廓的徑向尺寸，所述l1和l2均不小于20。

進一步的，所述l1的取值范圍為20-100，l2的取值范圍為20-100。進一步優(yōu)選的，所述l1＝l2。

進一步的，所述步驟一中將內(nèi)輪廓的左拱腳點和右拱腳點均水平外移δs水平，拱頂點垂直外移δs拱頂，仰拱點垂直外移δs仰拱；即對拱頂點垂直向上提高δs拱頂；對左拱腳點水平向左加寬δs水平；對右拱腳點水平向右加寬δs水平；對仰拱點垂直向下擴大δs仰拱。

所述δs水平＝h×cotα×cosβ；δs拱頂＝h；δs仰拱＝h×cotα×cosβ；其中，h為斷層最大錯動量，α為斷層傾角，β為斷層交角。

穿越活斷層隧道二次襯砌的修建方法，還包括步驟二，隧道開挖完成后修筑初期支護，然后修建二次襯砌，并在修筑二次襯砌時，對內(nèi)輪廓尺寸擴大的區(qū)域，沿線路方向每隔2m-6m對臨空面?zhèn)鹊沫h(huán)向主筋進行加強配筋。

進一步的，所述步驟二中對臨空面?zhèn)鹊沫h(huán)向主筋進行加強配筋的方法是增加該處環(huán)向主筋的配筋量。進一步優(yōu)選地，增加配筋量的方法包括：增加鋼筋數(shù)量和/或增加鋼筋端面面積。

進一步的，該處環(huán)向主筋的配筋量增加至原來的兩倍。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.依照本發(fā)明方法修建的隧道結(jié)構(gòu)，提高了隧道斷面高度，當(dāng)發(fā)生斷層錯動時，隧道結(jié)構(gòu)剩余斷面凈空量仍然大于或等于隧道斷面凈空標準值，可滿足隧道通車要求，避免斷層錯動發(fā)生后隧道凈空量不滿足通車條件，導(dǎo)致隧道廢棄或者拆除原隧道結(jié)構(gòu)重新施作的情況發(fā)生；

2.本發(fā)明在隧道二次襯砌沿縱向每隔2m-6m對臨空面一側(cè)的環(huán)向主筋進行一次加強配筋，當(dāng)發(fā)生斷層錯動時，混凝土將會出現(xiàn)開裂和破碎，但由于臨空面環(huán)向主筋對混凝土結(jié)構(gòu)的支撐作用，可以有效防止混凝土襯砌結(jié)構(gòu)開裂后的脫落、掉塊和坍塌，有效保證了二次襯砌結(jié)構(gòu)的完整性，也使車輛及軌道結(jié)構(gòu)免受混凝土掉塊的沖撞和阻擋，大大提升了隧道行車安全保障。

附圖說明

圖1是圖1是穿越活斷層隧道二次襯砌內(nèi)輪廓尺寸擴大示意圖；

圖2是活動斷層破碎帶的示意圖；

圖3是穿越活斷層隧道二次襯砌設(shè)防段斷面配筋示意圖；

圖4是圖3中1-1剖面的循環(huán)間隔加筋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-二次襯砌、2-內(nèi)輪廓、3-拱頂點、4-左拱腳點、5-右拱腳點、6-仰拱點。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。

實施例1

如圖1、2所示，本發(fā)明公開的穿越活斷層隧道二次襯砌的修建方法，包括步驟一，在活動斷層破碎帶、上盤距離活動斷層破碎帶0m-l1m的區(qū)域內(nèi)以及下盤距離活動斷層破碎帶0m-l2m的區(qū)域內(nèi)，在規(guī)范要求的隧道限界基礎(chǔ)上，擴大隧道內(nèi)輪廓2的徑向尺寸，l1和l2均不小于20。進一步的，l1的取值范圍為20-100，l2的取值范圍為20-100。作為優(yōu)選，l1＝l2。

進一步的，步驟一中將內(nèi)輪廓2的左拱腳點4和右拱腳點5均水平外移δs水平，拱頂點3垂直外移δs拱頂，仰拱點6垂直外移δs仰拱，即對拱頂點3垂直向上提高δs拱頂；對左拱腳點4水平向左加寬δs水平；對右拱腳點5水平向右加寬δs水平；對仰拱點6垂直向下擴大δs仰拱。

上述δs水平＝h×cotα×cosβ；δs拱頂＝h；δs仰拱＝h×cotα×cosβ；其中，h為斷層最大錯動量，α為斷層傾角，β為斷層交角。h、、和可從勘資料中獲得。

依照本實施例方法修建的隧道結(jié)構(gòu)，提高了隧道斷面高度，當(dāng)斷層垂直最大錯動量小于20cm時，隧道高度增加量等于10cm加斷層最大錯動量的一半，其隧道高度增加量大于斷層最大錯動量；而當(dāng)斷層垂直最大錯動量大于20cm時，隧道高度增加量等于斷層最大錯動量。從而發(fā)生斷層錯動時，隧道結(jié)構(gòu)剩余斷面凈空量仍然大于等于隧道斷面凈空標準值，可滿足隧道通車要求，避免了斷層錯動發(fā)生后隧道凈空量不滿足通車條件，導(dǎo)致隧道廢棄或者拆除原隧道結(jié)構(gòu)重新施作的問題。從隧道凈空量的角度，具備了完全的抗斷層錯動的能力。

實施例2

本實施例與實施例1的區(qū)別在于：還包括步驟二，隧道開挖完成后修筑初期支護，然后修建二次襯砌1。如圖3、4所示，在修筑二次襯砌1時，對于內(nèi)輪廓2尺寸擴大的區(qū)域，沿線路方向每隔2m-6m對臨空面?zhèn)鹊沫h(huán)向主筋7進行加強配筋。

步驟二中對臨空面?zhèn)鹊沫h(huán)向主筋7進行加強配筋的方法是增加該處環(huán)向主筋7的配筋量，作為優(yōu)選，該處環(huán)向主筋7的配筋量增加至原來的兩倍。增加配筋量的方法包括：增加鋼筋數(shù)量和/或增加鋼筋端面面積，具體可通過增加環(huán)向主筋7數(shù)量和/或增大環(huán)向主筋7直徑來實現(xiàn)。

本實施例在隧道二次襯砌沿縱向每隔2m-6m對臨空面一側(cè)的環(huán)向主筋進行一次加強配筋，當(dāng)發(fā)生斷層錯動時，混凝土將會出現(xiàn)開裂和破碎，但由于臨空面環(huán)向主筋對混凝土結(jié)構(gòu)的支撐作用，可以有效防止混凝土襯砌結(jié)構(gòu)開裂后的脫落、掉塊和坍塌，有效保證了二次襯砌結(jié)構(gòu)的完整性，也使車輛及軌道結(jié)構(gòu)免受混凝土掉塊的沖撞和阻擋，大大提升了隧道行車安全保障。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施方式，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及穿越活斷層隧道二次襯砌的修建方法，包括步驟一，在活動斷層破碎帶、上盤距離活動斷層破碎帶0m?L1m的區(qū)域內(nèi)以及下盤距離活動斷層破碎帶0m?L2m的區(qū)域內(nèi)，擴大隧道內(nèi)輪廓的徑向尺寸，L1和L2均不小于20；并在修筑二次襯砌時，沿線路方向每隔2m?6m對臨空面?zhèn)鹊沫h(huán)向主筋進行加強配筋。依照本發(fā)明方法修建的隧道結(jié)構(gòu)，提高了隧道斷面高度，當(dāng)發(fā)生斷層錯動時，隧道結(jié)構(gòu)剩余斷面凈空量仍然不小于隧道斷面凈空標準值，可滿足隧道通車要求，避免隧道廢棄或者拆除原隧道結(jié)構(gòu)重新施作的情況發(fā)生。本發(fā)明對臨空面一側(cè)的環(huán)向主筋進行加強配筋，有效保證了二次襯砌結(jié)構(gòu)的完整性，大大提升了隧道行車安全保障。

技術(shù)研發(fā)人員：張志強;孫飛;趙梓彤;曾博文;張洋
受保護的技術(shù)使用者：西南交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.12
技術(shù)公布日：2017.08.29