本技术涉及跨断层高铁隧道减震领域,提出了一种减震结构体系及施工方法。该体系包括断层破碎带区段,两侧破碎带影响区,以及远离断层的普通区段。中轴位置设有滑动断层面,区内包含超挖段和铰接设计。该结构通过超挖和变刚度填充确保小错动量下的安全与功能,环向柔性连接段保障大错动量下的安全。支撑机构分散顶部压力,提高稳定性,同时具备弹性形变能力,增强抗错动性能,便于后续修复。
背景技术
隧道包围在地层介质中,地震发生时地下结构物随围岩一起运动,人们一般认为地震对地下结构(明、暗挖隧道,车站)影响很小。直到1995年阪神大地震后,人们才认识到地下隧道存在地震破坏的可能性,为此,隧道在设计与施工中要采取必要的措施。高铁隧道为满足高速通行下的气动要求,隧道净空有效面积、断面形式、结构强度等技术标准均明显高于普速铁路隧道。为保障高平顺性和高稳定性,通常采用整体刚度大的无砟板式轨道结构。然而,断层错动作用下,上、下盘岩土体将产生复杂的空间三维变形,兼有拉(压)、剪、弯等受力形态,穿越断层带的隧道会产生严重变形、开裂甚至破坏,高铁隧道除可能承受衬砌结构地震破坏外,亦易遭受轨道结构破坏,严重影响抗震救灾及震后复通效率。
目前,隧道常采用的抗减震措施有注浆加固围岩、设置减震层、断面扩挖设计、结构铰接设计等。注浆加固可能受到围岩原有结构、裂缝、水文地质条件等因素的限制。此外,注浆后的围岩仍然可能存在局部薄弱部位,无法完全解决地质灾害风险。减震层的减震效果受到减震层材料、厚度、布置方式等因素的影响。断面扩挖设计的扩挖会增加施工难度和工程成本,可能导致原有地质条件的改变,增加地质灾害的风险。结构铰接设计需要精确的设计和施工控制,可能会引入结构变形后的维修和修复问题,因此,本申请提供了一种多目标跨断层高铁隧道减震结构体系及施工方法来满足需求。
实现思路