穿越东非大裂谷内马铁路隧道的抗震分析及断层位错设计

作者：宋成辉; 李伟; 蒋富强; 安爱军

来源：工程地质学报, 2020, 28(04): 867-876.

DOI：10.13544/j.cnki.jeg.2020-041

• 东非大裂谷
• 地震作用
• 断层位错
• 链条一样

内罗毕—马拉巴铁路穿越东非大裂谷,线路隧道穿越许多活动断裂带。在隧道结构设计中既要考虑地震作用,还要考虑断层的位错作用。在隧道抗震和减震设计中,将隧道结构设计成像链条一样的结构特性,使得隧道结构随着地震作用和断层位错,自动调整本身的变形,而不会导致整体性破坏。为了分析隧道结构的地震响应规律,建立了动力分析数值模型。将人工合成100 a超越概率2%的加速度时程作为水平地震作用,在数值模型底部输入。计算分析了地震作用下隧道结构的响应规律和隧道结构的链条特性。计算表明链条一样的隧道结构能够很好地起到抗震消能作用。另外,由于断层的位错作用造成隧道内限界减小,使得隧道失去正常的通行功能。因此在断层位错设计中,根据断层特点、接触网的型式,综合考虑制定隧道断面扩挖尺寸。当断层位错发生影响正常交通运营时,根据正断层的特点,扩挖下盘隧道,回填上盘隧道。调整线路坡度和接触网的绝缘距离、悬挂方式来消除断层的位错量,从而实现隧道内线路正常通行条件,而不用改建隧道二衬结构。