狮子山隧洞穿越F16活动断裂带结构防震抗震关键技术

(中铁十八局集团第二工程有限公司，河北 丰润 064000)

随着我国经济发展的需要和隧道工程建造在理论认识、机械制造、智能技术等方面的不断突破，新建隧道规模越来越大、地质条件越来越复杂，不可避免地要穿越活动断裂带。由于活动断裂带具有活动的特性，其运动表现为两种模式：一是地震时的岩层突发破裂；二是不伴随地震的缓慢错动[1-2]。目前国内外工程建设者主要以数值分析和模型试验为技术手段、断层参数为研究对象，研究了隧道及地下工程穿越或跨越断层在地震条件下，隧道结构的地震动力响应特征与抗减震措施。深入探讨设防震级和位错量、隧洞穿越断层设防长、结构受力破坏模式与抗震、扩挖节段及节段长度、减震层及厚度、柔性连接和结构缝型式以及围岩加固、柔性或刚性结构、双层结构等防震抗震技术[3-7]。隧洞结构防抗震技术成果总结为“超挖设计、铰接设计、隔离消能设计”[8-9]。

目前，隧洞直接穿过断层数值分析模拟的边界条件一般以地震动力响应下的断层为研究对象，而深埋、软弱围岩且具有高地应力活动断裂研究案例极少。此外，模型试验条件无法模拟“应力—围岩—结构”的动力响应。因此，在隧洞穿越活动断裂带时其结构受力和破坏极为复杂。本文以狮子山引水隧洞直接穿越F16程海—宾川活动断裂带为例，深入分析深埋、软岩围岩、高地应力和施工扰动等条件下隧洞结构位错、挤压—卸荷大变形、断裂活化等地质问题。……