[发明专利]一种充气减隔震隧道衬砌结构及施工方法

说明书

一种充气减隔震隧道衬砌结构及施工方法，属于隧道工程抗震技术领域。结构包括组合式玻璃钢衬砌管片、管片连接件、大变形止水带、位移监测装置和智能液压充气装置；组合式玻璃钢衬砌管片由内外两层弧形玻璃钢板、阻尼棒和充气气囊构成；内外层弧形玻璃钢板用阻尼棒连接并在沿环向的两排阻尼棒之间夹设充气气囊形成组合式玻璃钢衬砌管片；大变形止水带粘结在外层弧形玻璃钢板连接缝的内外两侧；位移监测装置由激光位移计和电脑用通讯线相连组成；智能液压充气装置由液压气泵、智能开关和充气气管组成。本发明使用充气减隔震可拼装衬砌管片代替传统混凝土衬砌，利用气囊和阻尼棒的缓冲减震性能，对地震荷载起到良好分散作用，提高了隧道的抗震等级。

技术领域

本发明涉及充气减隔震隧道衬砌结构技术，属于隧道工程抗减震技术领域。

背景技术

随着基础设施建设规模不断扩大，交通网分布范围不断扩大，大量隧道不可避免的修建在高烈度地震区。一直以来，对地上结构的抗减震研究较多，也提出了许多适用于地上结构的减隔震措施，而对于诸如隧道一类的地下结构，其减震隔震技术研究较少，但隧道等地下结构一旦发生严重震害，不仅会对临近的地面建筑物造成危害，而且其本身修复困难而又代价昂贵。如何减小隧道结构的地震反应，确保隧道在震后不损坏或轻微损坏，成为亟待研究和解决的问题。

目前国内外针对穿越强震区隧道进行的抗减震措施设计主要有刚性设计、柔性设计等，刚性设计主要通过提高衬砌结构的强度和刚度加强隧道的抗震性能，在地震作用下通过结构自身的刚度来抵抗周围土体的变形，但是衬砌结构和岩土体之间的刚度差异较大，在地震时由于刚度差异很容易产生地层大变形，进而导致地下结构破坏。这类刚性结构属于被动增强抗震能力，抗震效果差，且提高衬砌结构的强度和刚度会造成施工成本增加。隧道柔性抗减震措施主要是在二次衬砌和围岩之间设置减震层、采用柔性支护结构以及管片柔性接头等，通过柔性吸能的方式减小隧道结构的地震反应。现有隧道周围设置的减隔震材料有火山渣、泡沫材料（如聚苯乙烯、泡沫树脂、泡沫橡胶等）以及轻质混凝土等，但这些材料存在造价较高、泡沫材料容易腐蚀失效等缺点。采用柔性结构能大大减小隧道结构的刚度，有效减小衬砌结构的加速度反应，但这种做法在软弱围岩情况下无法满足静力要求，很难推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种充气减隔震隧道衬砌结构及施工方法。