穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构

本技术属于地铁施工，具体是一种穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构。

背景技术：

1、有足生物在进行步行、奔跑和跳跃等动作时一般具有很强的协调性和稳定性,这除了和其复杂的运动神经系统息息相关以外,还和其完善的躯干结构密不可分，其脊柱在运动过程中会发生柔性变形,以保证其运动的稳定性和协调性，特别是在奔跑和跳跃等剧烈运动时。假设脊柱是纯刚性躯干结构则不能合理复现生物运动的力学性能,其韧性、协调性、稳定性和灵活性就无法完美实现。脊柱作为生物躯干的中轴支柱,是生物躯干的活动中心和力的传递枢纽,具有负重、减震、保护和运动等功能。

2、当前的绝大多数地铁、铁路和公路隧道都是以钢筋混凝土刚性结构作为二次衬砌，前提是隧道上下地层不发生错动位移,而实际上隧道建成后在地震过程中都会发生严重破坏。如果仿生生物脊柱运动的力学性能,从设计上使得隧道具有脊柱的柔性变形功能，并在隧道脊柱仿生结构的研究上有所突破，就会提高隧道结构的韧性和柔性，在很大程度上减轻震害，有效保护隧道结构不受破坏。而隧道仿生脊柱结构作为地震活动断裂带的中轴,具有负重、减震、保护和抗震等功能，能完美吸收有害震力兼具防水功能。因此探索隧道仿生脊柱在地铁穿越活动断裂带的应用具有重大的意义。

技术实现思路

1、本实用新型为了上述问题，提供一种穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构。

2、本实用新型采取以下技术方案：一种穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，包括：多个隧道段，多个隧道段的端部设置刚性支撑结构，相邻两个隧道段之间为变形缝，变形缝内设置柔性止水结构。

3、在一些实施例中，隧道段在断裂带强影响区的长度为20m，在断裂带弱影响区的长度为10m。

4、在一些实施例中，刚性支撑结构为与隧道段端部形状相同的钢板，其与隧道段连接为一体。

5、在一些实施例中，柔性止水结构包括：

6、底板柔性止水结构，所述底板柔性止水结构设置在相邻隧道段底板的变形缝之间；

7、侧墙柔性止水结构，所述侧墙柔性止水结构设置在相邻隧道段侧墙的变形缝之间；

8、顶板柔性止水结构，所述顶板柔性止水结构设置在相邻隧道段顶板的变形缝之间。

9、在一些实施例中，底板柔性止水结构、侧墙柔性止水结构以及顶板柔性止水结构为相同的结构，包括：

10、第一柔性止水带，所述第一柔性止水带设置在变形缝隧道外一侧；

11、第二柔性止水带，所述第二柔性止水带设置在变形缝中部，

12、第三柔性止水带，所述第三柔性止水带设置在变形缝隧道内一侧。

13、在一些实施例中，第一柔性止水带包括：

14、第一u型柔性止水带，第一u型柔性止水带的突出部分设置在变形缝中，第一u型柔性止水带的两个端部通过第一固定组件固定在变形缝外的两侧隧道段上。

15、在一些实施例中，第二柔性止水带包括：

16、第二u型柔性止水带，第二u型柔性止水带整体设置在变形缝中，第二u型柔性止水带的两个端部穿过刚性支撑结构上预设的开口与隧道段固定。

17、在一些实施例中，第三柔性止水带包括：

18、第三u型柔性止水带，第三u型柔性止水带的突出部分设置在变形缝中，第三u型柔性止水带的两个端部通过第三固定组件固定在变形缝外的两侧隧道段上。

19、在一些实施例中，第三u型柔性止水带的u型开口处设置至少一个柔性封口。

20、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

21、缩短工期，特殊变形缝端头结构现浇混凝土后钢模永久保留，只拆除其他结构的临时钢模，拆模工作量变少，不仅减少钢模拆除工作，减少工序作业时间，而且改善了劳动条件，节约模板拆除用工，加快施工进度。

22、保护成品，特殊变形缝钢端模永久保留，不仅避免拆模过程中端头结构棱角的损坏，而且提高了混凝土端头结构的强度等级、结构的刚度和抗变形自防能力。

23、防水密封效果好，特殊变形缝端头钢模作为永久防水结构的一部分，与“且”型和“u”型止水带及“u”型钢边止水带等结构一起施作，不仅提高结构防水施工质量，而且多道防水线的设置，对确保防水等级和减少渗漏水病害起到关键性作用。

24、施工工艺简便，在钢端模上装配“且”型和“u”型止水带及“u”型钢边止水带，安装和固定的质量容易保证，多道防水工艺的设置，以钢模为骨架易于实现，可焊接或栓接，连接可靠，便于操作。

25、抗震和防震的效果好，特殊变形缝端头钢板混凝土结构的刚性，“且”型、“u”型止水带及“u”型钢边止水带等结构的柔性，刚柔过渡，既缓冲地震的弯扭剪应力，又不破坏三道防水线，达到有效防水、抗震和防震的目的。

26、震后恢复快，三道防水柔性结构能很好地缓冲地震灾害变形，隧道产生错断位移时，对沉降处可进行快速注浆，填充震后产生的裂隙和空腔，有效的加固地基的承载力，同时及时封闭防水，快速恢复线路运营。

技术特征：

1.一种穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，包括：多个隧道段，多个隧道段的端部设置刚性支撑结构，相邻两个隧道段之间为变形缝，变形缝内设置柔性止水结构。

2.根据权利要求1所述的穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，所述隧道段在断裂带强影响区的长度为20m，在断裂带弱影响区的长度为10m。

3.根据权利要求2所述的穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，所述刚性支撑结构为与隧道段端部形状相同的钢板，其与隧道段连接为一体。

4.根据权利要求3所述的穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，所述柔性止水结构包括：

5.根据权利要求4所述的穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，所述底板柔性止水结构、侧墙柔性止水结构以及顶板柔性止水结构为相同的结构，包括：

6.根据权利要求5所述的穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，所述第一柔性止水带包括：

7.根据权利要求5所述的穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，所述第二柔性止水带包括：

8.根据权利要求5所述的穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，所述第三柔性止水带包括：

9.根据权利要求8所述的穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构，其特征在于，所述第三u型柔性止水带的u型开口处设置至少一个柔性封口。

技术总结本技术属于地铁施工技术领域，具体是一种穿越活动断裂带隧道抗震防水脊椎仿生结构。包括：多个隧道段，多个隧道段的端部设置刚性支撑结构，相邻两个隧道段之间为变形缝，变形缝内设置柔性止水结构。本技术防震和抗震的效果好，变形缝端头钢板混凝土结构的刚性，柔性止水带等结构的柔性，刚柔过渡，既缓冲地震的弯扭剪应力，又不破坏三层防水线，达到有效防水的目的。技术研发人员：李有兵,余浩,张亮,刘艳青,赵慧玲,刘军,李宏晋,苗青,姜婷受保护的技术使用者：山西工程职业学院技术研发日：20231221技术公布日：2024/7/9