專利名稱：一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu)的建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu)的建造方法。
技術(shù)背景隧道通常被認為是抗震功能比較優(yōu)越的工程建筑物，在一般情況下不需要 進行抗減震設(shè)計。但事實并非如此，近年來在地震區(qū)的隧道由于地震而遭受嚴 重破壞的事例在許多國家均有報道，特別是對一些主要線路上的長大隧道，因 震害停運而由此造成的經(jīng)濟損失，遠遠超過隧道本身的修復(fù)費用。隧道由于地 震而遭到的損壞中，洞口段尤其嚴重， 一旦洞口段被損，修復(fù)相當困難，成為 隧道抗減震的關(guān)鍵部位?，F(xiàn)有技術(shù)中減輕隧道的地震災(zāi)害的主要方法是增加隧道二次襯砌的厚度 或二次襯砌采用鋼筋混凝土以增加二次襯砌的剛度。但隧道村砌具有追隨地層 變形的動力特征，提高剛性就會使隧道的內(nèi)力增大，這對隧道抗震來說并不有 利。日本關(guān)東大地震隧道震害情況已表明，襯砌厚度大的地方，破壞反而嚴重。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu)的建造方法，該方法建造 的隧道結(jié)構(gòu)，其減震效果好，能有效地避免地震對隧道造成的損壞，且施工簡 單，成本低。本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是 一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu) 的建造方法，其做法是在隧道洞口段的圍巖及初期支護表面先鋪設(shè)一層彈性 材料構(gòu)成的減震層，該減震層的縱向長度為15—50米，然后，再在減震層的外 面修建二次襯砌。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是采用本方法建造的隧道結(jié)構(gòu)，其隧道洞口段的圍巖及初期支護表面及二次 村砌之間增設(shè)了一層彈性材料構(gòu)成的減震層，使隧道由原有的村砌-圍巖及初 斯支護系統(tǒng)兩層結(jié)構(gòu)變?yōu)橐r砌~減震層~圍巖及初期支護系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)。減 震層將襯砌與圍巖及初期支護隔開，使地層的變形被減震層吸收，減少傳遞到 隧道的襯砌上的能量，從而使隧道的地震反應(yīng)減??；充分利用減震層的彈性，來減少和改變地震對隧道的作用強度和方式，從而達到減少隧道襯砌結(jié)構(gòu)震動 的目的，避免了因地震對隧道造成損壞，減震效果好。僅需增加一層彈性材料 構(gòu)成的減震層即可，不需要增加二次襯砌的厚度，其成本低，施工簡單，可以 結(jié)合防水層的施工一并進行。以下的模型試驗也證明本發(fā)明方法修建的隧道結(jié)構(gòu)具有良好的減震效果。試驗的模型設(shè)置隧道結(jié)構(gòu)模型沿橫軸對等放置，每次沿橫向放置兩個結(jié)構(gòu) 模型，試驗分三組進行。其中一個模型設(shè)置減震層，另一個不設(shè)置，以進行對 比試驗。減震材料采用橡膠板及聚四氟乙烯板模擬。地震波采用EL-Centro波， 采用水平方向激振。試驗結(jié)論1、 加設(shè)減震層可以^使結(jié)構(gòu)的應(yīng)變明顯減少，部分測點的應(yīng)變值減少達到50 %以上，所有測點均超過20%。2、 加設(shè)有減震層的各測點的加速度頻譜形狀基本相同，振動周期沒有明顯 改變，說明結(jié)構(gòu)的振動和周圍圍巖介質(zhì)的振動是一致的。3、 設(shè)減震層和不設(shè)減震層加速度頻譜形狀基本相同，但相位卻相反，這一 點正好說明減震層起到了減震的作用，從而使結(jié)構(gòu)受力減少。上述的減震層的橫截面呈倒U字型。由于地震的沖擊力主要來自于水平方向，地震造成的損壞是先將側(cè)壁的結(jié) 構(gòu)破壞，并造成上部結(jié)構(gòu)的垮塌。因此，本發(fā)明的減震層橫截面呈倒U字型， 隧道口的底部不鋪設(shè)減震層，能在保證減震效果的前提下，使成本進一步降低， 施工更加方便。上述的構(gòu)成減震層的彈性材料為橡膠，其厚度為8—15厘米。 橡膠的彈性好，其減震效果好，耐老化、持久，能夠滿足隧道的要求。且橡膠作為常用的彈性材料，其價格低廉、易得，使本發(fā)明更容易實施。 下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明進行進一步說明。


圖1為用本發(fā)明實施例方法建造形成的隧道結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例圖1示出，本發(fā)明的一種具體實施方式
為 一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu)的建造方法，其做法是在隧道洞口段的圍巖及初期支護1表面先鋪設(shè)一層彈性材 料構(gòu)成的減震層2，該減震層2的縱向長度(即從洞口向隧道深處延伸的長度) 為15—50米，然后，再在減震層的外面修建二次襯砌3。
減震層2的橫截面呈倒U字型。構(gòu)成減震層2的彈性材料為橡膠，其厚度 為8—15厘米。
權(quán)利要求
1、一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu)的建造方法，其做法是在隧道洞口段的圍巖及初期支護(1)表面先鋪設(shè)一層彈性材料構(gòu)成的減震層(2)，該減震層(2)的縱向長度為15-50米，然后，再在減震層的外面修建二次襯砌(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在 于所述的減震層(2)的橫截面呈倒U字型。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在 于所述的構(gòu)成減震層(2)的彈性材料為橡膠，其厚度為8—15厘米。
全文摘要
一種地震區(qū)隧道減震結(jié)構(gòu)的建造方法，其做法是在隧道洞口段的圍巖及初期支護(1)表面先鋪設(shè)一層彈性材料構(gòu)成的減震層(2)，該減震層(2)的縱向長度為15-50米，然后，再在減震層的外面修建二次襯砌(3)。該方法建造的隧道結(jié)構(gòu)，其減震效果好，能有效地避免地震對隧道造成的損壞，且施工簡單，成本低。
文檔編號E21D11/00GK101225743SQ20081004536
公開日2008年7月23日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者川 何, 關(guān)寶樹, 劉春山, 洋 張, 晏啟祥, 李永伸, 王志杰, 波 高 申請人:西南交通大學