涉及隧道工程抗震领域，更具体地，涉及一种用于穿越活动断裂层的抗位错组合隧道支撑结构。
背景技术：
在隧道穿越断层区域，特别是穿越活动断裂区域，由于断层蠕变或突发性地震会导致该区域产生一定的位错量，引起隧道纵向剪切破坏。在隧道穿越活动断裂处采用抗位错组合隧道支撑结构，能够较好达到隧道及地下工程抗位错的目的，且能够较好的适应围岩的径向剪切变形。
但目前隧道相关抗震设计规范中，对穿越活动断裂层抗位错组合隧道支撑结构的组合形式的研究非常少，抗位错组合隧道支撑结构不仅需要减弱围岩的径向剪切变形对组合隧道支撑结构造成的影响，减少组合隧道支撑结构的整体位错量，还要保持组合隧道支撑结构内部的柔性联接关系，在隧道承受载荷而发生轴向位移时具有一定的压缩量，同时也能够不发生碰撞造成整个组合隧道支撑结构发生破坏。因此，需要设计一种可适用于穿越活动断裂层的抗位错组合隧道支撑结构，在不增加纵向刚度的条件下，保证抗位错组合隧道支撑结构的柔性连接，增强组合隧道支撑结构抵抗位错的性能，减弱由于断层蠕变或突发性地震对整个隧道支撑结构的影响。
技术实现要素：
本发明为了解决以上问题，提出了一种用于穿越活动断裂层的抗位错组合隧道支撑结构，本发明实现了抗位错组合隧道支撑结构的柔性连接，减弱了由于断层蠕变或突发性地震对整个隧道支撑结构的影响。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种用于穿越活动断裂层的抗位错组合隧道支撑结构，其特征在于，该支撑结构包括：
依次固定在隧道内壁上用于支撑的初期支护和二次衬砌；
所述二次衬砌设有多个所述二次衬砌沿隧道方向断开形成的抗位错狭缝；
所述抗位错狭缝内固定有弹性填充物；
所述二次衬砌临空面与抗位错狭缝之间开设有用于防止二次衬砌在位错过程中磨损的楔形结构。
优选的，所述抗位错狭缝的宽度为5cm～15cm。
优选的，所述初期支护在所述抗位错狭缝处的表面设有凸壳防排水板，所述凸壳防排水板以所述抗位错狭缝为中心，沿隧道方向的宽度大于所述抗位错狭缝的宽度。
优选的，所述弹性填充物填充于抗位错狭缝与凸壳防排水板交界处。
优选的，所述弹性填充物径向填充厚度为所述二次衬砌厚度三分之一以上。
优选的，所述弹性填充物的材料为聚乙烯泡沫塑料板或橡胶。
优选的，所述弹性填充物内部设有排水盲管。
优选的，所述弹性填充物靠近隧道内部一侧设有钢板止水带。
优选的，所述钢板止水带为凹形，凹形开口方向朝向所述弹性填充物，凹形两个水平端嵌入两侧二次衬砌中20cm以上。
优选的，所述楔形结构为40°～70°的倒角。
本发明的有益效果：
本发明实现了抗位错组合隧道支撑结构的柔性连接，增强组合隧道支撑结构抵抗位错的性能，减弱由于断层蠕变或突发性地震对整个隧道支撑结构的影响，抗渗透能力强，促进排水，易于施工。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为用于穿越活动断裂层的抗位错组合隧道支撑结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明公开了一种用于穿越活动断裂层的抗位错组合隧道支撑结构，其特征在于，该支撑结构包括：依次固定在隧道内壁上用于支撑的初期支护1和二次衬砌2；所述二次衬砌2设有多个所述二次衬砌2沿隧道方向断开形成的抗位错狭缝3；所述抗位错狭缝3内固定有弹性填充物4；所述二次衬砌2临空面与抗位错狭缝3之间开设有用于防止二次衬砌2在位错过程中磨损的楔形结构6。其中，所述抗位错狭缝3的宽度可为5cm～15cm。
所述初期支护1的表面可覆盖防水层9，在所述抗位错狭缝3处的防水层9表面还可设置凸壳防排水板5，所述凸壳防排水板5以所述抗位错狭缝3为中心设置，其沿隧道轴向宽度大于所述抗位错狭缝3的宽度，其展开长度可为所述环形抗位错狭缝3的宽度的15倍以上，施作长度可为所述环形抗位错狭缝3的宽度的10倍以上。
在抗位错狭缝3处初期支护1和二次衬砌2发生位移后很可能会出现渗水和漏水的情况，现在技术中采用的防水层9等防水措施未考虑发生位错之后的可能发生的渗水和漏水情况，因此，可采用凸壳防排水板5，所述凸壳防排水板5为沿隧道方向形成多个凸起结构的薄板，所述凸壳防排水板5的材料可采用硅橡胶或氟橡胶。在初期支护1和二次衬砌2发生位错后，凸壳防排水板5会随着初期支护1和二次衬砌2一起沿隧道径向移动，但由于凸起结构的存在，凸壳防排水板5在位错的过程中，其结构会随之发生变化，凸壳防排水板5上的褶皱结构会首先展平，不会由于初期支护1和二次衬砌2发生位错就随之断裂，因此，在一定位错范围内，具有抗位错结构的防水板仍具有防水的作用，而且结构简单，易于施工。
所述抗位错狭缝3内固定有弹性填充物4，其材料可选用聚乙烯泡沫塑料板或橡胶，所述弹性填充物4可填充于抗位错狭缝3与凸壳防排水板5交界处，优选的，所述弹性填充物4的径向填充厚度为所述二次衬砌2厚度的三分之一以上，在所述弹性填充物4内部还可设置用于排水的环形排水盲管7。所述弹性填充物4在组合隧道支撑结构由于断层蠕变或突发性地震发生沿隧道方向的轴向位移时，在力的作用下抗位错狭缝3两侧的二次衬砌2会相互挤压，所述抗位错狭缝3内设置了弹性填充物4，弹性填充物4具有一定的压缩量，可缓冲和阻止抗位错狭缝3两侧二次衬砌2的相对运动，防止两侧的二次衬砌2发生碰撞。
所述二次衬砌2在所述抗位错狭缝3处还可设置钢板止水带8，所述钢板止水带8设置于弹性填充物4靠近隧道内部一侧，所述钢板止水带8为凹形，凹形开口朝向所述弹性填充物4，凹形两个水平端嵌入两侧二次衬砌2中，优选的，嵌入深度为20cm以上。所述钢板止水带8在起到止水的同时，也能够增加抗位错狭缝3两侧的二次衬砌2的连接，减少二次衬砌2沿隧道方向的位移量，凹形开口结构可防止钢板止水带8在位错过程中立刻断裂而产生漏水情况。
二次衬砌2临空面与抗位错狭缝3之间开设有用于防止二次衬砌2在位错过程中磨损的楔形结构6，优选的，楔形结构6为40°～70°的倒角，更优选的，倒角为60°。所述楔形结构6的设置可有效防止当抗位错狭缝3两侧的二次衬砌2断开处发生碰撞时产生应力集中而导致二次衬砌2发生破坏的情况。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。