【技术实现步骤摘要】
本技术属于隧道施工，具体涉及一种横向与纵深组合的隧道抗震结构。
技术介绍
1、在高烈度区进行隧道工程建设需要进行防震处理，常见的防震措施有：在衬砌与二衬之间设置减震层、衬砌分段设置减震缝、围岩注浆加固处理等，前两者属于减震措施，后者属于抗震措施，而围岩注浆是目前应用最广泛的抗震方法。如何使软岩成为一个整体提高承载力，在地震时保证隧道衬砌不遭受严重破坏是研究人员长期关注的重要课题之一。
2、事实证明隧道在埋深较大的硬质岩中抗震能力较强，在软质岩中隧道埋深与震害的规律并不明显，隧道在软岩和硬岩中的动力响应有很大的差别，对软岩进行注浆加固处理能够显著地提高隧道抗震性能。已有研究者研究出了隧道围岩局部注浆、全断面接触注浆、全断面间隔注浆三种注浆方式，在此基础上，有不同的研究人员对全断面间隔注浆和全断面接触注浆进行了研究分析，关于哪一种注浆方式更优异目前没有统一的结果。
3、在高烈度区存在地质构造复杂的区域，常见断层构造，断层宽度大则数百米，断层两侧是硬质岩的情况也较多，隧道穿越断层区域，如同穿越软岩一般。对于软质围岩，需要一种技术可靠、经济可行、施工便利的结构来满足公路、铁路隧道的抗震要求，以保证隧道的安全运维。鉴于此，需要采用一种横向与纵深组合的隧道抗震结构对软硬岩交界附近的软岩隧道做抗震设防。
4、如今，隧道围岩加固方式多种多样，技术人发现有的隧道围岩加固方式和传统边（滑）坡加固方式类似，采用了锚杆、锚索、注浆等结构，对隧道的初支提供了合理的辅助。
5、中国专利（cn202210064
6、中国专利（cn201910823099 .8）公开了一种极软弱围岩隧道全断面边界超前管棚低风险施工方法，隧道开挖时，在拱部顶部150度范围内，采用中管棚和小导管超前注浆支护，中台阶和下台阶全环采用小导管超前注浆支护，超前注浆方向为隧道掘进方向，与轴向由一定的夹角；初期支护采用多榀钢架进行支撑，在钢架的拱脚处设置垫板，同时将拱脚锚固于地面上，随后在多榀钢架的径向方向设置注浆小导管，对初支背后松散破碎岩层进行加固。该超前支护措施是一种比较合理的超前注浆方式，在软岩隧道开挖中常用；径向注浆提升围岩自身承载力，减轻对初支结构的影响，一般情况下对隧道衬砌的保护满足要求，但注浆在全断面未形成闭环，即未考虑抗震设防要求，在地震作用下，仰拱部分会首先遭受损伤破坏，因此该方式在高烈度地区也不能推广使用。
7、现有隧道支护技术的侧重点在于衬砌保护，是通过锚杆锚索或注浆来加固围岩，而且围岩加固全断面未形成闭环，未对仰拱围岩做处理，如此仅为顺利施做衬砌，因此二次衬砌施做完毕后这两类措施的作用基本可以忽视，该结构不能在地震作用下有效抑制隧道衬砌遭受的损伤，对抗震设防的贡献有限。
8、而现有的抗减震技术或理念普遍具有一定的局限，在初支和二衬之间设置减震材料的减震措施在软质围岩下减震效果不明显。在衬砌之间设置的减震缝需要间距较小才有效，而设减震缝更容易使隧道在交界面位置发生错台等震害，对隧道的检修相对较困难。而超挖设计要以隧道断面在地震作用下沿断层错动面发生永久变形为前提。
9、对于软质围岩，一般采用围岩注浆的方式进行抗震设计，国内对围岩注浆的研究也较为多见。对软质围岩进行注浆，在地震作用下能对隧道衬砌的变形有所改善，而全断面接触注浆对衬砌变形量的抑制较大。此外衬砌的最大主应力是评价其安全性的重要特征之一，只有减小衬砌的最大主应力才能在一定程度上保证衬砌的安全，如今对隧道穿越软硬岩界面的抗减震技术方面的研究不多，对于隧道穿越软硬岩界面，类似于穿越断层带，采用全断面接触梯级注浆方法可以使得隧道围岩质量和刚度梯级变化，形成横向与纵深组合的隧道抗震结构，能够较好的减小隧道的变形和应力。
技术实现思路
1、针对软质围岩隧道存在的问题，现有技术难以解决该工况下的抗减震问题，本技术提供了一种横向与纵深组合的隧道抗震结构。
2、为此，本技术采用如下技术方案：
3、一种横向与纵深组合的隧道抗震结构，包括隧道内间隔布设的拱形钢架，拱形钢架之间通过钢筋网架连接固定，拱形钢架之间还连接有纵向连接筋；隧道内壁的拱顶、边墙、仰拱处均密布有钻孔，钻孔垂直隧道表面，钻孔内注浆处理；钻孔注浆和拱形钢架组合形成隧道抗震结构。
4、进一步地，浅层注浆区钻孔深度≥3m，中厚层和深层注浆区段钻孔深度不小于浅层区段钻孔深度的1.5倍和2倍；浅层钻孔注浆后形成浅层接触注浆层，中厚层钻孔注浆后形成中厚层接触注浆层，深层钻孔注浆后形成深层接触注浆层。
5、进一步地，所述拱形钢架拱脚处的锁脚锚管孔深≥4m。
6、进一步地，拱形钢架采用h175型钢架，截面为工字形。
7、本技术的有益效果在于：全断面接触注浆可使弹性区及更远处的围岩更好的连接形成一个环状的整体，能够较大程度改善围岩的强度，圆形断面抗震性能较好，能够分散地震力，有效避免局部应力集中问题，有效抑制隧道衬砌的地震响应和损伤。
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1.一种横向与纵深组合的隧道抗震结构，其特征在于，包括隧道内间隔布设的拱形钢架（8），拱形钢架（8）之间通过钢筋网架（9）连接固定，拱形钢架（8）之间还连接有纵向连接筋（11）；隧道内壁的拱顶、边墙、仰拱处均密布有钻孔，钻孔垂直隧道表面，钻孔内注浆处理；钻孔注浆和拱形钢架（8）组合形成隧道抗震结构。
2.根据权利要求1所述的横向与纵深组合的隧道抗震结构，其特征在于，浅层注浆区钻孔深度≥3m，中厚层和深层注浆区段钻孔深度不小于浅层区段钻孔深度的1.5倍和2倍；浅层钻孔注浆后形成浅层接触注浆层（3），中厚层钻孔注浆后形成中厚层接触注浆层（4），深层钻孔注浆后形成深层接触注浆层（5）。
3.根据权利要求1所述的横向与纵深组合的隧道抗震结构，其特征在于，所述拱形钢架（8）拱脚处的锁脚锚管孔深≥4m。
4.根据权利要求1所述的横向与纵深组合的隧道抗震结构，其特征在于，拱形钢架（8）采用H175型钢架，截面为工字形。
【技术特征摘要】
1.一种横向与纵深组合的隧道抗震结构，其特征在于，包括隧道内间隔布设的拱形钢架（8），拱形钢架（8）之间通过钢筋网架（9）连接固定，拱形钢架（8）之间还连接有纵向连接筋（11）；隧道内壁的拱顶、边墙、仰拱处均密布有钻孔，钻孔垂直隧道表面，钻孔内注浆处理；钻孔注浆和拱形钢架（8）组合形成隧道抗震结构。
2.根据权利要求1所述的横向与纵深组合的隧道抗震结构，其特征在于，浅层注浆区钻孔深度≥3m，中厚层和深层注浆区段...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨之光，任国俊，阎广斌，吴红刚，刘宝作，门殿龙，于源龙，鲁晓帆，郑智，杨昊天，李明哲，赖国泉，韩炳甫，尹威江，钱坤，张瑞琦，李传国，葛朝朝，苍岚，李显超，刘旭，吕小强，张号，杨浪浪，
申请(专利权)人：中铁西北科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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