[發明專利]高速鐵路隧道洞口間縫式高效緩沖結構

有效

• 申請號: 201310484720.5
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103470269A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李懷鑒;馬志富;王英學;張桂揚;許占良;蘇哿;張春雷;孟慶余;韓華軒
• 申請（專利權）人: 鐵道第三勘察設計院集團有限公司;西南交通大學
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 王寧寧

技術領域

本發明涉及一種鐵路隧道，特別是涉及一種高速鐵路設置在隧道洞口的間縫式高效緩沖結構。

背景技術

我國已進入高速鐵路快速發展階段，京津城際、鄭西、武廣、京滬等高速鐵路客運專線已投入運營，但仍有一系列問題需要進一步解決，高速鐵路通過隧道所誘發的氣動音爆現象，就是要解決的問題之一。這種音爆是由于列車突入隧道所產生的壓縮波，在傳播到達隧道出口處時，向隧道出口周圍地區輻射的一種低頻噪聲波——微壓波，能引起附近房屋的窗框、百葉窗等急劇振動。這種現象會對隧道出口周圍環境造成較大影響，與建設綠色、環保型高速鐵路相悖，因此必須加以有效控制。

微壓波的大小與壓縮波到達隧道出口時的壓力梯度值（單位時間內的壓力差）成正比，因此通過控制壓縮波到達隧道出口時的壓力梯度，可實現減緩微壓波強度的目的。目前，高速鐵路隧道在隧道洞口所采取的減緩微壓波的技術措施如下幾種：

1、在隧道洞外修建等截面的頂部或側部開口式緩沖結構；

2、在隧道洞外修建擴大斷面積型緩沖結構；

3、在隧道洞口附近修建回路型緩沖結構等。

盡管這些隧道洞口附屬設施在緩解音爆噪聲方面起到了一定作用，但實際應用過程中仍暴露出一些問題，主要表現為：

等截面頂部或側部開口緩沖結構，橫向開口寬度較小，未考慮首波和二次波的激化規律調整開口率及開口形狀，只能通過增加緩沖結構的長度來獲得較大微壓波降低率，一方面增加了工程造價，另一方面也增加了工程現場實施的難度；擴大斷面積型緩沖結構在山區占地大，隧道口微壓波降低率，現場放樣及模板制作較為困難，施工難度較大，周期較長；回路型緩沖結構，需要建造永久性橫通道及平導，形成一定規模的回路系統，才能獲得較高的微壓波降低率，工程造價高且構造復雜。

發明內容

本發明就是為了解決上述現有技術中的問題，提供了一種高速鐵路隧道洞口間縫式高效緩沖結構。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的高速鐵路隧道洞口間縫式高效緩沖結構，用于高速鐵路雙線隧道。該緩沖結構為設置于隧道洞外的等截面洞體結構，在洞體頂部沿洞體長度方向設置1~2道間縫開口，間縫開口總面積是隧道凈空橫截面積的20%~30%。

所述緩沖結構的洞體設置于隧道入口段外側或隧道出口段外側。

所述緩沖結構的洞體設置于隧道入口段外側和隧道出口段外側。

所述間縫斷面頂部2/3以上均為開口空間，間縫開口弧長為12~18m。

所述的緩沖結構設置1道間縫開口，間縫開口沿洞體長度方向的寬度為1.2~2.0m，間縫開口距緩沖結構入口的距離為4~7m。

所述的緩沖結構設置2道間縫開口，第一道間縫開口沿洞體長度方向的寬度為1.0~1.6m，第二道間縫開口沿洞體長度方向的寬度為0.4~0.9m，第一道間縫開口距緩沖結構入口的距離為4~7m，第一道間縫開口與第二道間縫開口之間的凈距為10~13m。

所述緩沖結構的凈空斷面與隧道凈空斷面相同。

所述緩沖結構的隧道洞門形式為直切式或帽檐斜切式洞門。

本發明具有的優點和積極效果是：????????????????????????

本發明的高速鐵路隧道洞口間縫式高效緩沖結構，適用于雙線隧道，相比現有常規緩沖結構緩解微壓波的效率更高，適用性更好；能夠采用較短的結構長度，有效地降低高速列車進入隧道所產生的微壓波，顯著降低壓縮波的壓力梯度，增加旅客的乘車舒適性，大大削減了高速列車進出隧道所產生的音爆效應，減小對周圍環境的危害；該結構形式的環向開口空間較大，明洞整體長度較短，修筑方便，不僅可以顯著降低建設投資，而且對隧道口復雜地形條件的適應性更強。

附圖說明

圖1是本發明第一實施例的緩沖結構開口位置關系示意圖；

圖2是本發明第二實施例的緩沖結構開口位置關系示意圖；

圖3是本發明第二實施例的緩沖結構的俯視圖；

圖4是本發明第二實施例的緩沖結構的縱剖視圖；

圖5是本發明第二實施例的緩沖結構間縫橫剖視圖；

圖6是本發明第二實施例的緩沖結構與隧道洞口無緩沖結構在相同條件下隧道內測點的壓力梯度值與時間的數值模擬關系曲線。

附圖中主要部件符號說明：

1：?第一道間縫開口????????2：?第二道間縫開口

3：緩沖結構入口???????????4：?緩沖結構出口

5：?第一道間縫檐口????????6：?土石回填線