[實用新型]一種等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220750717.4
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN203230429U
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）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）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本實用新型涉及隧道洞門結構領域，具體是指一種等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結構。

背景技術

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效應，主要包括洞內(nèi)及列車內(nèi)瞬變壓力效應、隧道洞口微壓波效應、隧道內(nèi)氣動荷載效應及機車附加阻力效應。其中，洞口微壓波效應的主要表現(xiàn)是：在洞口處產(chǎn)生氣動爆破噪聲，造成洞口周圍輕型結構物（機車窗戶、房屋門窗）的低頻劇烈振動。洞口微壓波效應對洞口周圍環(huán)境破壞較大，嚴重影響洞口周邊居民的日常生活。

在隧道洞口處設置洞口緩沖結構是一種常用來緩解微壓波效應的方法，洞口緩沖結構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。緩沖結構長度、開口數(shù)量，開口位置、緩沖結構橫截面積等參數(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，可以把緩沖結構分為單開口型、雙開口型、多開口型（3個及以上）三種緩沖結構；根據(jù)緩沖結構與隧道洞口襯砌段的橫截面積之比，可以把緩沖結構分為等截面型和擴大型緩沖結構。現(xiàn)有的緩沖結構能夠起到緩解洞口微壓波效應的作用，但緩沖結構的長度、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)會顯著影響緩沖結構對洞口微壓波效應的緩解效果，導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比中短隧道更強，常常采用較長的多開口擴大型緩沖結構。但在橋隧連接段等洞口空間小的地形處，往往無法設置較長的多開口擴大型緩沖結構。

發(fā)明內(nèi)容

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

本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

一種等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結構，其特征在于：所述洞口緩沖結構包括與洞口襯砌結構等截面對接，并位于隧道外側(cè)的導洞，在所述導洞入口處設置洞門端臺，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。通過設置等環(huán)寬斜切面的洞門端臺與導洞開口緩沖的方式，可以緩解微壓波效應，同時僅需設置2個開口達到效果，節(jié)省了成本。

優(yōu)選的，所述導洞頂部的長度為15-30m。優(yōu)選導洞長度可以減少洞口占用空間，對地形的適應性更強，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構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的效果，同時施工難度低，安全性能好。

優(yōu)選的，所述導洞為明洞。

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構更穩(wěn)固。

本實用新型的等環(huán)寬斜切式隧道洞口緩沖結構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，有效地解決高速鐵路隧道洞口的爆破噪聲污染和輕型結構物（房屋門窗）的低頻振動問題。同時本實用新型等環(huán)斜切雙開口明洞型緩沖結構給出了緩沖結構各參數(shù)（緩沖結構長度、開口率、洞門傾斜角）的可選范圍，擴大了緩沖結構的應用范圍，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。另外本實用新型長度較短，占用洞口空間小，對洞口地形適應性強，尤其適用于洞口空間較小的橋隧連接處。

附圖說明

圖1為本實用新型導洞頂部開口的立體結構示意圖；

圖2為本實用新型的主視示意圖；

圖3為本實用新型導洞頂部開口的縱斷面示意圖；

1.襯砌結構、2.導洞、3.洞門端臺、4.第一開口、5.第二開口、6.地形護坡、7.導洞外壁、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

以下結合附圖進一步說明本實用新型：