[發(fā)明專利]一種等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)

無效

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• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103032079A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙文成;肖明清;徐向東;龔彥峰;王克金;王長法;李鳴沖;王春梅;李文勝;靳宗振
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道洞門結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體是指一種等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

高速列車通過隧道時，會在隧道內(nèi)和隧道洞口處產(chǎn)生一系列的空氣動力學(xué)效應(yīng)，主要包括洞內(nèi)及列車內(nèi)瞬變壓力效應(yīng)、隧道洞口微壓波效應(yīng)、隧道內(nèi)氣動荷載效應(yīng)及機車附加阻力效應(yīng)。其中，洞口微壓波效應(yīng)的主要表現(xiàn)是：在洞口處產(chǎn)生氣動爆破噪聲，造成洞口周圍輕型結(jié)構(gòu)物（機車窗戶、房屋門窗）的低頻劇烈振動。洞口微壓波效應(yīng)對洞口周圍環(huán)境破壞較大，嚴(yán)重影響洞口周邊居民的日常生活。

在隧道洞口處設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)是一種常用來緩解微壓波效應(yīng)的方法，洞口緩沖結(jié)構(gòu)是由隧道洞口段襯砌向外延伸形成的洞體延長段，并在洞體延長段表面布置開口。緩沖結(jié)構(gòu)長度、開口數(shù)量，開口位置、緩沖結(jié)構(gòu)橫截面積等參數(shù)根據(jù)隧道長度、機車速度、機車型號、洞口地形、機車與隧道的阻塞比等因素確定。根據(jù)開口數(shù)量，可以把緩沖結(jié)構(gòu)分為單開口型、雙開口型、多開口型（3個及以上）三種緩沖結(jié)構(gòu)；根據(jù)緩沖結(jié)構(gòu)與隧道洞口襯砌段的橫截面積之比，可以把緩沖結(jié)構(gòu)分為等截面型和擴大型緩沖結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有的緩沖結(jié)構(gòu)能夠起到緩解洞口微壓波效應(yīng)的作用，但緩沖結(jié)構(gòu)的長度、橫截面積、開口位置、開口率（開口總面積與隧道橫截面面積之比）、開口數(shù)量、洞門形式等參數(shù)會顯著影響緩沖結(jié)構(gòu)對洞口微壓波效應(yīng)的緩解效果，導(dǎo)致一方面緩解微壓波效果不佳，另一方面經(jīng)濟成本高。并且長大隧道的洞口微壓波效應(yīng)比中短隧道更強，常常采用較長的多開口擴大型緩沖結(jié)構(gòu)。但在橋隧連接段等洞口空間小的地形處，往往無法設(shè)置較長的多開口擴大型緩沖結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述不足提供一種等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)固性好、成本低，而且緩解微壓波效應(yīng)效果顯著，適用于洞口空間小的長大隧道。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述洞口緩沖結(jié)構(gòu)包括與洞口襯砌結(jié)構(gòu)等截面對接，并位于隧道外側(cè)的導(dǎo)洞，在所述導(dǎo)洞入口處設(shè)置洞門端臺，所述洞門端臺外端面為由下到上逐步朝內(nèi)傾斜的斜切面，所述洞門端臺的內(nèi)壁為導(dǎo)洞內(nèi)壁的延伸，所述洞門端臺的外壁為與洞門端臺外端面傾斜方向相反的斜面，并與導(dǎo)洞外壁相接，所述洞門端臺內(nèi)外壁間壁厚沿環(huán)形方向相同，為等寬環(huán)形的洞門端臺；所述導(dǎo)洞頂部沿隧道長度方向布置有兩個開口，或?qū)Ф磦?cè)壁沿隧道長度方向上各布置兩個開口。通過設(shè)置等環(huán)寬斜切面的洞門端臺與導(dǎo)洞開口緩沖的方式，可以緩解微壓波效應(yīng)，同時僅需設(shè)置2個開口達到效果，節(jié)省了成本。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)洞頂部的長度為15-30m。優(yōu)選導(dǎo)洞長度可以減少洞口占用空間，對地形的適應(yīng)性更強，尤其是洞口空間小的橋隧連接處，具有更強的實用性。

優(yōu)選的，所述開口總面積與洞口襯砌結(jié)構(gòu)橫截面積的面積比為0.1-0.35。該優(yōu)選范圍具有良好的緩解微壓波效應(yīng)的效果，同時施工難度低。

優(yōu)選的，所述洞門端臺的傾斜角為30-75°。該優(yōu)選范圍具有良好的緩解微壓波效應(yīng)的效果，同時施工難度低，安全性能好。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)洞為明洞。

優(yōu)選的，所述洞門端臺的頂部與洞門的外壁之間在拱頂處形成挑高，挑高與洞門軸線間傾斜角為100-175°。具有良好的防邊坡坍塌、防落石的功能，穩(wěn)固性好。

優(yōu)選的，洞門端臺內(nèi)外壁厚度為0.3-2m。該厚度使洞門端臺結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固。

本發(fā)明的等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土整體澆筑體，整體穩(wěn)定性好，安全度高，可以顯著緩解洞口微壓波效應(yīng)，有效地解決高速鐵路隧道洞口的爆破噪聲污染和輕型結(jié)構(gòu)物（房屋門窗）的低頻振動問題。同時本發(fā)明等環(huán)斜切雙開口明洞型緩沖結(jié)構(gòu)給出了緩沖結(jié)構(gòu)各參數(shù)（緩沖結(jié)構(gòu)長度、開口率、洞門傾斜角）的可選范圍，擴大了緩沖結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，能夠在相同造價情況下，達到最好的洞口微壓波緩解效果，實現(xiàn)經(jīng)濟效果最大化。另外本發(fā)明長度較短，占用洞口空間小，對洞口地形適應(yīng)性強，尤其適用于洞口空間較小的橋隧連接處。

附圖說明

圖1為本發(fā)明導(dǎo)洞頂部開口的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的主視示意圖；

圖3為本發(fā)明導(dǎo)洞頂部開口的縱斷面示意圖；

1.襯砌結(jié)構(gòu)、2.導(dǎo)洞、3.洞門端臺、4.第一開口、5.第二開口、6.地形護坡、7.導(dǎo)洞外壁、8.洞門端臺外壁、9.洞門端臺內(nèi)壁、10.洞門端臺傾斜角、11.挑高。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明：