增强围岩缺陷段隧道抗震减震能力的交错设缝衬砌结构的制作方法

本实用新型涉及一种增强围岩缺陷段隧道抗震减震能力的交错设缝衬砌结构，涉及山岭隧道及地下工程施工技术，特别是针对汶川、玉树等高烈度强地震区域围岩存在初始缺陷(空洞、不密实情况)的地质地段，属于高烈度地震山区隧道及地下工程领域。

背景技术：

隧道穿越软弱围岩时，如施工不当，易出现衬砌开裂、渗水，初支侵限甚至造成塌方事故。塌方事故后，应及时清理塌方体，回填塌腔，并对回填体进行注浆加固。但无论采取何种回填方式、回填材料、注浆材料及注浆量，塌腔内围岩的强度、刚度、节理、产状等参数都无法恢复至原围岩状态，这也就造成了围岩缺陷部位地震惯性力增大，支护结构内力增大，进而出现衬砌开裂、掉快，乃至衬砌垮塌震害。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种施工方便、经济实用的增强围岩缺陷段隧道抗震减震能力的交错设缝衬砌结构，能够有效减小地震波向隧道纵向传递引起衬砌结构破坏。

本实用新型采用如下技术方案：

一种增强围岩缺陷段隧道抗震减震能力的交错设缝衬砌结构，其包括设置在隧道内壁上的初期支护和覆盖在初期支护上的二次衬砌，所述初期支护上沿隧道纵深方向等距设置有初期支护内环向减震缝，所述二次衬砌上沿隧道纵深方向等距设置有二次衬砌内环向减震缝，所述初期支护内环向减震缝和二次衬砌内环向减震缝交错分布。

进一步的，所述初期支护内环向减震缝和二次衬砌内环向减震缝内填充有沥青砂拌合料。

进一步的，所述二次衬砌内环向减震缝的中间位置设置中埋式橡胶止水带，所述二次衬砌内环向减震缝的迎水面上设置背贴式止水带，所述二次衬砌内环向减震缝的背水面上填充有嵌缝膏。

进一步的，所述初期支护和二次衬砌之间还铺设有防水板。

进一步的，各个所述初期支护内环向减震缝之间和各个所述二次衬砌内环向减震缝之间取同样间隔，所述各个所述初期支护内环向减震缝之间的间隔等于衬砌台车的长度。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过设置于初期支护和二次衬砌的环向减震缝，将环向减震缝沿隧道纵向间隔布置，并且初期支护与二次衬砌间的环向减震缝不重合，即交错设置，既能有效提高防水性能，又能有效增强隧道抗震减震能力，可以利用衬砌台车施作二次衬砌本身留下的接缝作为环向减震缝，使得环向减震缝的施工难度小、成本低。

初期支护内设置的环向减震缝采用缝内填充沥青砂拌合料填充，同时二衬衬砌的环向减震缝也填充沥青砂拌合料，以其抗变形能力强和耐久性好的优点进一步提高了隧道抗错断能力，达到减弱或阻断地震作用下地震波向隧道纵向传播路径的功能。

二衬衬砌内的环向减震缝与二衬防水一同施作，埋设中埋式橡胶止水带和背贴式止水带， 以其橡胶材料的弹性和结构形式来适应混凝土形变伸缩，能有效防止构件的渗水、漏水，在紧固密封的同时还能起到减震缓冲的作用。

二次衬砌内环向减震缝的背水面上填充有嵌缝膏，进一步提高防水性能和缝隙处的平整度。

初期支护和二次衬砌之间还铺设有防水板，进一步提高防水性能。

各个所述初期支护内环向减震缝之间和各个所述二次衬砌内环向减震缝之间取同样间隔，所述各个所述初期支护内环向减震缝之间的间隔等于衬砌台车的长度，采用衬砌台车施作二次衬砌时，本身留下的接缝和车长一般一致，利用每次施作一段二次衬砌都会留下的接缝作为环向减震缝，减小了施工量，降低了施工难度和施工成本。

本实用新型结构能够有效减小地震波向隧道纵向传递引起衬砌结构破坏，减少地震灾害损失，保障隧道运营安全。

附图说明

图1为初期支护内环向减震缝与隧道的位置关系示意图。

图2为设有环向减震缝的初期支护和二次衬砌在沿隧道纵向剖面的结构示意图。

图3为初期支护内环向减震缝的剖面结构示意图。

图4为二次衬砌内环向减震缝的剖面结构示意图。

其中，1初期支护、2围岩缺陷、3二次衬砌、4二次衬砌内环向减震缝、5防水板、6初期支护内环向减震缝、7沥青砂拌合料、8中埋式橡胶止水带、9背贴式止水带、10嵌缝膏、11迎水面、12背水面。

具体实施方式

下面结合图1-图4和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1-图4所示，本实施例涉及一种增强围岩缺陷段隧道抗震减震能力的交错设缝衬砌结构，其包括设置在隧道内壁上的初期支护1和覆盖在初期支护1上的二次衬砌3，所述初期支护1上沿隧道纵深方向等距设置有初期支护内环向减震缝6，所述二次衬砌3上沿隧道纵深方向等距设置有二次衬砌内环向减震缝4，所述初期支护内环向减震缝6和二次衬砌内环向减震缝4交错分布。

进一步的，所述初期支护内环向减震缝6和二次衬砌内环向减震缝4内填充有沥青砂拌合料7。

进一步的，所述二次衬砌内环向减震缝4的中间位置设置中埋式橡胶止水带8，所述二次衬砌内环向减震缝4的迎水面11上设置背贴式止水带9，所述二次衬砌内环向减震缝4的背水面12上填充有嵌缝膏10。

进一步的，所述初期支护1和二次衬砌3之间还铺设有防水板5。

进一步的，各个所述初期支护内环向减震缝6之间和各个所述二次衬砌内环向减震缝4之间取同样间隔，所述各个所述初期支护内环向减震缝6之间的间隔等于衬砌台车的长度。

所述沥青砂拌合料7是一种复合材料，主要由沥青、粗骨料、细骨料、矿粉组成，有的还加入聚合物和木纤维素；由这些不同质量和数量的材料混合形成不同的结构，并具有不同的力学性质。

所述中埋式橡胶止水带8采用国家标准GB18173.2-2000《高分子防水材料止水带》组织生产的。

所述中埋式橡胶止水带8的原理与背贴式止水带9相同，他们都是利用橡胶的高弹性，在各种荷载下产生弹性变形，从而起到坚固密封，有效地防止建筑构造的漏水，渗水并起到减震缓冲作用。采用和安装橡胶止水带是有效地解决防水防震问题的手段。主要用于混凝土现浇时设在施工缝及变形缝内，与混凝土结构成为一体的基础工程、地下设施、隧道涵洞、输水渡槽、挡水坝等，确保工程建设的使用寿命。

所述中埋式橡胶止水带8的两端分别延伸入二次衬砌内环向减震缝4的两侧内。

上述详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型的等效实施或变更，均应包含于本案的专利保护范围中。