一种隧道防断错结构

1.本技术涉及隧道防断错的技术领域，更具体地说，本技术涉及一种隧道防断错结构。


背景技术：

2.在隧道处于软弱破碎带区域，特别是活动断层地段的情况下，当发生地震作用或断层活动导致地层错动时，隧道结构会受到较大的剪切作用，导致隧道发生变形，造成隧道结构损坏，需要花费大量人力物力进行维修维护，并容易发生安全事故。
3.因此，有必要提出一种隧道防断错结构，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

4.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
5.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
6.为此，本发明提供了一种隧道防错断结构。
7.有鉴于此，根据本技术实施例提出了一种隧道防错断结构，包括：
8.隧道主体；
9.第一衬砌，设置在所述隧道主体外侧；
10.第一缓冲层，设置在所述第一衬砌和所述隧道主体之间；
11.多个伸缩杆，每个所述伸缩杆的一端连接于所述第一缓冲层，另一端连接于所述隧道主体。
12.在一种可行的实施方式中，所述伸缩杆包括：
13.第一连接部，连接于所述第一缓冲层；
14.第二连接部，连接于所述隧道主体；
15.第一杆体，连接于所述第一连接部，所述第一杆体内部开设有第一滑槽；
16.第二杆体，所述第二杆体连接于所述第二连接部；
17.滑块，所述第二杆体转动连接于所述滑块，所述滑块位于所述第一滑槽内，所述滑块滑动连接于所述第一滑槽。
18.在一种可行的实施方式中，所述第一连接部的端面设置有第二滑槽，所述第一杆体的端面为第一球形面，所述球形面滑动连接于所述第二滑槽；
19.所述第二连接部的端面设置有第三滑槽，所述第二杆体的端面为第二球形面，所述球形面滑动连接于所述第三滑槽。
20.在一种可行的实施方式中，所述伸缩杆还包括：
21.位移传感器，连接于所述第一连接部靠近所述第一缓冲层的一端，所述位移传感
器用于检测活动断裂带的错动量。
22.在一种可行的实施方式中，所述伸缩杆还包括：
23.警报器，连接于所述位移传感器，在所述位移传感器检测的所述活动断裂带的错动量超过预设值的情况下，所述警报器发出警报。
24.在一种可行的实施方式中，所述隧道防错断结构还包括：
25.第二衬砌，设置在所述隧道主体内侧；
26.第二缓冲层，设置在所述第二衬砌和所述隧道主体之间。
27.在一种可行的实施方式中，所述隧道防错断结构还包括：
28.防水层，连接于所述第二衬砌远离所述隧道主体的一端。
29.在一种可行的实施方式中，围岩和所述第一衬砌之间形成有稳定圈，所述稳定圈内注入有稳定浆液。
30.在一种可行的实施方式中，所述稳定浆液由水泥砂浆和水玻璃浆液构成，所述水泥砂浆和所述水玻璃浆液的体积比为1：0.35至1：1。
31.其中，所述水泥砂浆的水灰比为：0.5：1至1：1，所述水玻璃浆液的浓度为30～40be。
32.在一种可行的实施方式中，所述隧道防错断结构还包括：
33.锚索，设置在所述稳定圈内，所述锚索的一端连接于所述围岩，另一端连接于所述第一衬砌。
34.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本技术实施例提供的隧道防错断结构包括：隧道主体、第一衬砌、第一缓冲层和多个伸缩杆，其中，第一衬砌设置在隧道主体的外侧，以作为隧道主体施工时实施的应急性支护措施，防止围岩松动，保护施工安全，在第一衬砌和隧道主体之间设置有第一缓冲层，通过第一缓冲层吸收部分错动产生的冲击能量，以减少部分错动位移量，从而减少隧道主体的变形量，提高对隧道主体的保护性，每个伸缩杆的一端连接于第一缓冲层，另一端连接于隧道主体，在发生地震作用或断层活动导致地层错动时，伸缩杆会沿着错动方向调整伸缩杆的长度，从而通过改变伸缩杆的长度来抵消错动对隧道主体的影响，进一步地减少隧道主体的变形量，提高隧道主体的安全性和可靠性。
35.本发明的隧道防错断结构，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
36.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
37.图1为本技术实施例提供的一种隧道防错断结构的示意性结构图；
38.图2为本技术提供的一种实施例的伸缩杆的示意性结构图。
39.其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
40.100隧道主体，110第一衬砌，120第一缓冲层，130伸缩杆，131第一连接部，132第二连接部，133第一杆体，134第二杆体，135第一滑槽，136滑块，137第二滑槽，138第三滑槽，
139第一球形面，140第二球形面，141位移传感器，150第二衬砌，160第二缓冲层，170稳定圈，180锚索，190围岩。
具体实施方式
41.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术实施例技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
42.如图1所示，根据本技术实施例提出了一种隧道防错断结构，包括：隧道主体100；第一衬砌110，设置在上述隧道主体100外侧；第一缓冲层120，设置在上述第一衬砌110和上述隧道主体100之间；多个伸缩杆130，每个上述伸缩杆130的一端连接于上述第一缓冲层120，另一端连接于上述隧道主体100。
43.本技术实施例提供的隧道防错断结构包括：隧道主体100、第一衬砌110、第一缓冲层120和多个伸缩杆130，其中，第一衬砌110设置在隧道主体100的外侧，以作为隧道主体100施工时实施的应急性支护措施，防止围岩190松动，保护施工安全，在第一衬砌110和隧道主体100之间设置有第一缓冲层120，通过第一缓冲层120吸收部分错动产生的冲击能量，以减少部分错动位移量，从而减少隧道主体100的变形量，提高对隧道主体100的保护性，每个伸缩杆130的一端连接于第一缓冲层120，另一端连接于隧道主体100，在发生地震作用或断层活动导致地层错动时，伸缩杆130会沿着错动方向调整伸缩杆130的长度，从而通过改变伸缩杆130的长度来抵消错动对隧道主体100的影响，进一步地减少隧道主体100的变形量，提高隧道主体100的安全性和可靠性。
44.可以理解的是，第一缓冲层120内填充有缓冲材料，缓冲材料可选用泡沫混凝土、橡胶等柔性材料制成，在发生地震作用或断层活动导致地层错动时，缓冲材料受到冲击力发生形变，以吸收错动产生的冲击能量，从而减小了部分错动位移。
45.可以理解的是，在发生地震作用或断层活动导致地层错动时，在垂直方向的错动力作用于隧道本体，迫使隧道本体拉伸的情况下，伸缩杆130伸长，以抵消隧道本体垂直方向的位移量，从而减小隧道本体的变形量；在垂直方向的错动力作用于隧道本体，迫使隧道本体压缩的情况下，伸缩杆130缩短，以抵消隧道本体垂直方向的位移量，从而减小隧道本体的变形量，提高了隧道主体100的安全性和可靠性。
46.在一些示例中，如图2所示，上述伸缩杆130包括：第一连接部131，连接于上述第一缓冲层120；第二连接部132，连接于上述隧道主体100；第一杆体133，连接于上述第一连接部131，上述第一杆体133内部开设有第一滑槽135；第二杆体134，上述第二杆体134连接于上述第二连接部132；滑块136，上述第二杆体134转动连接于上述滑块136，上述滑块136位于上述第一滑槽135内，上述滑块136滑动连接于上述第一滑槽135。
47.可以理解的是，伸缩杆130设置有第一连接部131、第二连接部132、第一杆体133、第二杆体134和滑块136，其中，伸缩杆130通过第一连接部131连接于第一缓冲层120，通过第二连接部132连接于隧道主体100，第一杆体133连接于第一连接部131，且第一杆体133的内部开设有第一滑槽135，第一滑槽135的开口方向朝向隧道主体100，滑块136连接于第二杆体134远离隧道主体100的一端，且滑块136位于第一滑槽135内，通过滑块136在第一滑槽
135内的滑动来改变伸缩杆130的整体长度。
48.可以理解的是，在垂直方向的错动力作用于隧道本体，迫使隧道本体拉伸的情况下，滑块136受到拉力，在第一滑槽135内向靠近隧道主体100的方向移动，从而使得伸缩杆130整体伸长，以抵消隧道本体垂直方向的位移量；在垂直方向的错动力作用于隧道本体，迫使隧道本体压缩的情况下，滑块136受到压力，在第一滑槽135内向靠近第一缓冲层120的方向移动，从而使得伸缩杆130整体压缩，以抵消隧道本体的垂直方向的位移量。
49.可以理解的是，第二杆体134可相对于滑块136转动，如此设置，在隧道主体100受到垂直方向和水平方向的错动力的情况下，水平方向的部分错动力可使得第二杆体134发生转动，以抵消隧道本体的部分水平方向的位移量，从而减少了隧道本体水平方向的变形量，进一步提高了隧道主体100的安全性和可靠性。
50.在一些示例中，如图2所示，上述第一连接部131的端面设置有第二滑槽137，上述第一杆体133的端面为第一球形面139，上述球形面滑动连接于上述第二滑槽137；上述第二连接部132的端面设置有第三滑槽138，上述第二杆体134的端面为第二球形面140，上述球形面滑动连接于上述第三滑槽138。
51.可以理解的是，在第一连接部131的端面处可设置有第二滑槽137，同时，第一杆体133的端面处形成有第一球形面139，第一球形面139可滑动连接于第二滑槽137，第二杆体134的端面处形成有第二球形面140，第二球形面140可滑动连接于第三滑槽138，如此设置，在隧道主体100受到水平方向的错动力的情况下，在错动力的作用下，第一球形面139在第二滑槽137内滑动，且第二球形面140在第三滑槽138内滑动，以改变伸缩杆130在水平方向的位置，从而抵消隧道本体的部分水平方向的位移量，进而减少了隧道本体水平方向的变形量，进一步提高了隧道主体100的安全性和可靠性。
52.可以理解的是，第二滑槽137用于抵接于第一球形面139的端面为圆弧形，以使得第一球形面139可在第二滑槽137内进行360
°
转动；第三滑槽138用于抵接于第二球形面140的端面为圆弧形，以使得第二球形面140可在第三滑槽138内进行360
°
转动，以应对水平方向上不同程度的错动力，提高适用性。
53.示例性的，第二滑槽137和第三滑槽138的圆弧形表面可采用聚四氟乙烯做表面处理，以提高圆弧形表面的耐热性、耐寒性、抗腐蚀性，并且降低了圆弧形表面的摩擦系数，便于第一球形面139在第二滑槽137中的滑动和第二球形面140在第三滑槽138中的滑动，减少磨损，延长使用寿命。
54.在一些示例中，如图2所示，上述伸缩杆130还包括：位移传感器141，连接于上述第一连接部131靠近上述第一缓冲层120的一端，上述位移传感器141用于检测活动断裂带的错动量。
55.可以理解的是，伸缩杆130还设置有位移传感器141，具体地，位移传感器141连接于第一连接部131靠近第一缓冲层120的一端，通过位移传感器141可检测活动断裂带的错动量，以对错动量实时检测。
56.可根据位移传感器141长时间检测到的活动断裂带的错动量数据，设置伸缩杆130的伸缩范围以及伸缩杆130的尺寸，以保证伸缩杆130的最大伸缩范围大于或等于在伸缩杆130受到垂直方向的最大错动力的情况下的伸缩范围，以保证伸缩杆130的最大转动范围大于或等于在伸缩杆130受到水平方向的最大错动力的情况下的转动范围，从而提高伸缩杆
130的可靠性，保证伸缩杆130的防错断效果。
57.在一些示例中，上述伸缩杆130还包括：警报器，连接于上述位移传感器141，在上述位移传感器141检测的上述活动断裂带的错动量超过预设值的情况下，上述警报器发出警报。
58.可以理解的是，伸缩杆130还设置有警报器，具体地，警报器连接于位移传感器141，在位移传感器141检测到活动断裂带的错动量超出活动断裂带最大的错动力预设值的情况下，警报器发出警报，以提醒工作人员能够迅速的做出反应，采取应对措施，以降低安全风险，避免发生安全事故。
59.在一些示例中，如图1所示，上述隧道防错断结构还包括：第二衬砌150，设置在上述隧道主体100内侧；第二缓冲层160，设置在上述第二衬砌150和上述隧道主体100之间。
60.可以理解的是，隧道防错断结构还设置有第二衬砌150，具体地，第二衬砌150设置在隧道主体100的内侧，通过第二衬砌150进一步加固支护，提高隧道主体100的安全性，并且可在第二衬砌150上设置通讯装置、照明装置和检测装置等设施，以提高隧道的可靠性，满足多种需求。
61.第二衬砌150可采用钢筋混凝土制成，以保证第二衬砌150的承压能力，减少变形量。
62.可以理解的是，隧道防错断结构还设置有第二缓冲层160，具体地，第二缓冲层160设置在第二衬砌150和隧道主体100之间，第二缓冲层160内填充有缓冲材料，缓冲材料可选用泡沫混凝土、橡胶等柔性材料制成，在发生地震作用或断层活动导致地层错动时，缓冲材料受到冲击力发生形变，以吸收错动产生的冲击能量，从而减小了部分错动位移。
63.在一些示例中，上述隧道防错断结构还包括：防水层，连接于上述第二衬砌150远离上述隧道主体100的一端。
64.可以理解的是，隧道防错断结构还设置有防水层，防水层连接于第二衬砌150远离隧道主体100的一端，通过设置防水层避免水进入隧道主体100，保证隧道主体100的安全性，并延长了使用寿命，防水层内可布置防水系统和排水管路，进一步优化隧道的性能。
65.在一些示例中，如图1所示，围岩190和上述第一衬砌110之间形成有稳定圈170，上述稳定圈170内注入有稳定浆液。
66.可以理解的是，在围岩190和第一衬砌110之间形成有稳定圈170，通过在稳定圈170内注入稳定浆液，提高了稳定圈170内原岩的力学性能，并使得围岩190更加稳定，从而提高隧道整体的抗错断性能，减少隧道主体100的变形量，提高了隧道主体100的安全性和可靠性。
67.在一些示例中，上述稳定浆液由水泥砂浆和水玻璃浆液构成，上述水泥砂浆和上述水玻璃浆液的体积比为1：0.35至1：1。其中，上述水泥砂浆的水灰比为：0.5：1至1：1，上述水玻璃浆液的浓度为30～40be。
68.可以理解的是，稳定浆液可由水泥砂浆和水玻璃浆液构成，且水泥砂浆和水玻璃浆液的体积比为1：0.35至1：1，上述水泥砂浆的水灰比为：0.5：1至1：1，水玻璃浆液的浓度为30～40be，将此种稳定浆液注入稳定圈170内，可形成较为稳定的注浆帷幕，以此增强隧道防错断结构的抗渗能力，改善帷幕内的原岩的力学性能，并使得注浆后的围岩190更加稳定。从而提高隧道整体的抗错断性能，减少隧道主体100的变形量，提高了隧道主体100的安
全性和可靠性。
69.在一些示例中，如图1所示，上述隧道防错断结构还包括：锚索180，设置在上述稳定圈170内，上述锚索180的一端连接于上述围岩190，另一端连接于上述第一衬砌110。
70.可以理解的是，隧道防错断结构还设置有锚索180，具体地，锚索180设置在稳定圈170内，且锚索180的一端连接于围岩190，锚索180的另一端连接于第一衬砌110，通过锚索180提供足够的拉力，以克服稳定圈170内松动的岩土的自重和下滑力，避免隧道发生滑移、坍塌，提高了隧道防错断结构的结构强度，提高了隧道主体100的安全性和可靠性。
71.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
72.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
73.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。