本發(fā)明屬于地鐵隧道二次襯砌結(jié)構(gòu)的修建
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：我國分布有較多處于活動期的斷裂帶，活動期的斷裂帶容易產(chǎn)生斷層錯動，斷層錯動時常伴有地震發(fā)生，使地鐵隧道受到破壞。通過調(diào)研分析，地鐵隧道出現(xiàn)破壞主要有四大類主因：(1)地震引起的次生災(zāi)害：在隧道洞口段，由于地震易引起山體滑坡、落石等次生災(zāi)害，導(dǎo)致洞口段隧道襯砌被擊穿、壓塌、掩埋；(2)地震慣性力作用：埋深淺的地鐵隧道與土層的地震反應(yīng)強(qiáng)烈，地震慣性力作用導(dǎo)致地鐵隧道變形大，破壞較嚴(yán)重；(3)地質(zhì)不良區(qū)間圍巖失穩(wěn)：地質(zhì)不良區(qū)間圍巖在地震作用下可能產(chǎn)生大變形、圍巖松散、液化等危害，致使地鐵隧道抗震能力大大減弱。此類情況多發(fā)生在巖性變化較大、隧道結(jié)構(gòu)剛度遠(yuǎn)大于地層剛度的圍巖中；(4)地層強(qiáng)制錯動：斷層的錯動引發(fā)的地層強(qiáng)制錯動，對穿越活動斷層的隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接剪切作用，斷層面附近襯砌破壞嚴(yán)重，可能形成較大的錯臺，這種突發(fā)錯動作用對隧道的影響是致命的。其中，活動斷層引發(fā)的地層強(qiáng)制錯動能夠使覆蓋土層產(chǎn)生永久的位移，對于穿越斷層的地鐵隧道產(chǎn)生不可修復(fù)性的破壞，是造成跨斷層隧道結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞的主要因素。中國發(fā)明專利CN103485796B公開了一種跨越活動斷層的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)。該隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括斷層跨越段及與其兩端相接的普通支護(hù)段，普通支護(hù)段采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)；沿隧道徑向，在二次襯砌和一次襯砌之間增加一層泡沫混凝土層，通過泡沫混凝土層提供位移空間并吸收能量，以提高其抗震能力及抵抗斷層蠕滑錯動破壞的能力。其存在的問題是：泡沫混凝土層只能產(chǎn)生徑向壓縮量、且其壓縮量很小，僅適用于錯動緩慢、錯動量微小的蠕滑徑向錯動，不具備承受縱向蠕滑錯動的能力，也不適用于承受錯動迅速、錯動量大的徑向或縱向粘滑錯動。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種穿越活動斷層的地鐵隧道抗錯動二次襯砌結(jié)構(gòu)的修建方法，該方法修建的隧道具備承受縱向蠕滑錯動的能力，也能承受錯動迅速、錯動量大的徑向或縱向粘滑錯動，有很好的抗錯動性能及抗震性能。本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種穿越活動斷層的地鐵隧道抗錯動二次襯砌結(jié)構(gòu)的修建方法，其步驟是：A、活動斷層的破碎帶上盤、破碎帶下盤、緊鄰破碎帶上盤的上盤過渡段和緊鄰破碎帶下盤的下盤過渡段組成活動斷層穿越區(qū)；在活動斷層穿越區(qū)內(nèi)，按下式確定的隧道高度S，進(jìn)行隧道開挖：式中，S0為標(biāo)準(zhǔn)隧道高度，H為通過地質(zhì)勘察得出的活動斷層最大錯動量；上盤過渡段的長度范圍為0.338×H～1.560×H，下盤過渡段的長度范圍為0.338×H～1.000×H；B、活動斷層穿越區(qū)內(nèi)的隧道開挖完成后，修筑初期支護(hù)，然后進(jìn)行二次襯砌的修建；活動斷層穿越區(qū)內(nèi)修建的二次襯砌的厚度較非活動斷層穿越區(qū)的二次襯砌的厚度增加5cm～30cm；并且：活動斷層穿越區(qū)內(nèi)的二次襯砌進(jìn)行分節(jié)，分節(jié)處設(shè)置10cm～20cm的變形縫，并在變形縫處填充“且”字形橡膠止水帶；其中，破碎帶上盤和破碎帶下盤的二次襯砌的單節(jié)長度為6-12m，上盤過渡段和下盤過渡段的二次襯砌的單節(jié)長度9-18m。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：一、本發(fā)明在活動斷層穿越區(qū)提高了隧道斷面高度S，隧道高度增加量大于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(biāo)準(zhǔn)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。二、本發(fā)明在活動斷層穿越區(qū)的隧道采用了分節(jié)式二次襯砌結(jié)構(gòu)，且節(jié)段長度較短(6m-18m)，分節(jié)處(兩節(jié)交界處)設(shè)置“且”字形橡膠止水帶填充形成的10cm-20cm變形縫。使得斷層發(fā)生垂直錯動時，變形縫處可發(fā)生7-14cm壓縮縱向變形(橡膠止水帶由“且”字形變成倒T字形)、至少1倍襯砌厚度的伸長變形(橡膠止水帶由“且”字形變成一字形)、至少1倍襯砌厚度的垂直變形(橡膠止水帶由“且”字形變成“1”字形)和斜向變形(橡膠止水帶由“且”字形變成“/”字形)，變形縫的多個變形可疊加。使得本發(fā)明修建的隧道結(jié)構(gòu)能夠抵抗錯動量很大的斷層垂向、縱向及斜向粘滑錯動，在發(fā)生斷層錯動后，對變形縫進(jìn)行簡單的維修加固即可實現(xiàn)再次通車，其抗錯動能力大幅提高。三、活動斷層穿越區(qū)內(nèi)修建的二次襯砌的厚度較非活動斷層穿越區(qū)的二次襯砌的厚度增加5cm～30cm，提高了隧道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，不易損壞，進(jìn)一步提高了隧道抵抗錯動的能力。進(jìn)一步，本發(fā)明A步中的上盤過渡段的長度的取值和下盤過渡段的長度的取值,均由活動斷層的斷層類型、斷層傾角和隧道埋深確定；其具體取值見下表：這樣，既能保證隧道凈空量足夠，具備了完全的抗斷層錯動的能力，同時，也避免了施工成本的過度增加。進(jìn)一步，本發(fā)明的B步中活動斷層穿越區(qū)內(nèi)修建的二次襯砌的厚度較非活動斷層穿越區(qū)的二次襯砌的厚度增加的具體值，由下表確定：斷層最大錯動量H/cm二次襯砌厚度增加值/cmH≤105-1010＜H≤3010-1530＜H≤5020-25H＞5030這樣，既能保證修建的隧道強(qiáng)度足夠，抗錯動性能滿足要求；同時，施工成本增加不大。進(jìn)一步，本發(fā)明的B步中的破碎帶上盤和破碎帶下盤的二次襯砌的單節(jié)長度的具體取值由下表確定：所述的B步中的上盤過渡段和下盤過渡段的二次襯砌的單節(jié)長度的具體取值，由下表確定：這樣，既能夠有效保證隧道的抗錯動能力，同時也能夠使得隧道具有足夠的剛度，滿足隧道運營的要求。下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。附圖說明圖1是本發(fā)明方法修建的穿越活動斷層的地鐵隧道抗錯動二次襯砌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明方法修建的二次襯砌結(jié)構(gòu)，在斷層錯動發(fā)生后的縱斷面變形示意圖(圖中未畫出二次襯砌結(jié)構(gòu)所處的活動斷層圍巖)。具體實施方式實施例一圖1-2示出，本發(fā)明的一種具體實施方式是，一種穿越活動斷層的地鐵隧道抗錯動二次襯砌結(jié)構(gòu)的修建方法，其步驟是：A、活動斷層的破碎帶上盤1a、破碎帶下盤1b、緊鄰破碎帶上盤1a的上盤過渡段2a和緊鄰破碎帶下盤2a的下盤過渡段2b組成活動斷層穿越區(qū)；在活動斷層穿越區(qū)內(nèi)，按下式確定的隧道高度S，進(jìn)行隧道開挖：式中，S0為標(biāo)準(zhǔn)隧道高度，H為通過地質(zhì)勘察得出的活動斷層最大錯動量；上盤過渡段2a的長度范圍為0.338×H～1.560×H，下盤過渡段2b的長度范圍為0.338×H～1.000×H；B、活動斷層穿越區(qū)內(nèi)的隧道開挖完成后，修筑初期支護(hù)，然后進(jìn)行二次襯砌3的修建；活動斷層穿越區(qū)內(nèi)修建的二次襯砌3的厚度較非活動斷層穿越區(qū)的二次襯砌3的厚度增加5cm～30cm；并且：活動斷層穿越區(qū)內(nèi)的二次襯砌3進(jìn)行分節(jié)，分節(jié)處設(shè)置10cm～20cm的變形縫，并在變形縫處填充“且”字形橡膠止水帶4；其中，破碎帶上盤1a和破碎帶下盤1b的二次襯砌3的單節(jié)長度為6-12m，上盤過渡段2a和下盤過渡段2b的二次襯砌3的單節(jié)長度9-18m。本例A步中的上盤過渡段2a的長度的取值和下盤過渡段2b的長度的取值,均由活動斷層的斷層類型、斷層傾角和隧道埋深確定；其具體取值見下表：本例的B步中活動斷層穿越區(qū)內(nèi)修建的二次襯砌3的厚度較非活動斷層穿越區(qū)的二次襯砌的厚度增加值由下表確定：本例B步中的破碎帶上盤1a和破碎帶下盤1b的二次襯砌3的單節(jié)長度的具體取值由下表確定：所述的B步中的上盤過渡段2a和下盤過渡段2b的二次襯砌3的單節(jié)長度的具體取值，由下表確定：當(dāng)前第1頁1 2 3