一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構的製作方法

2023-04-24 12:15:36

一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構的製作方法
【專利摘要】一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，包括隧道和樁梁板結構，在所述隧道內表面上由外向內依次設置有初期支護和二次襯砌，在初期支護和二次襯砌之間設置有預留變形量，二次襯砌包括拱圈、邊牆和仰拱，在邊牆上設置有放大牆腳，兩個放大牆腳之間為排水通道，樁梁板結構設置在排水通道中。樁梁板結構包括現澆板、支撐架和樁，樁均勻分布在排水通道內，樁下端穿過仰拱固定在仰拱下方的基巖上，支撐架固定在樁頂部，現澆板固定在支撐架上端面。現澆板承受經道床傳來的列車荷載，再通過縱梁、橫梁和樁將荷載傳遞到地下水位以下的穩定基巖，避免了地下水參與該體系的傳力作用。
【專利說明】
一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及隧道領域，具體涉及一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構。
【背景技術】
[0002]在富水軟弱圍巖中修建重載鐵路隧道，為了確保隧道結構的穩定和重載列車的振動影響，常規採用的結構是帶仰拱的曲牆式襯砌。
[0003]在此類隧道襯砌體系中，襯砌與圍巖共同承擔圍巖壓力，同時襯砌的仰拱部分承受經道床和仰拱填充傳遞過來的列車荷載，即襯砌要同時承受圍巖壓力和列車荷載。在普通的(無特殊地質)隧道中，這樣的結構能滿足實際需要。
[0004]對於在富水軟弱圍巖條件下修建的重載鐵路隧道工程，若仍採用這樣的結構，會因隧道內的排水能力不足，造成仰拱、填充，甚至道床(特別是整體道床)位於水位線以下。此時，承擔列車荷載的受力體系中必定會有水(即填充與仰拱間，或仰拱與基底間的地下水)的參與，在列車荷載的反覆作用下，造成隧道底部結構的破壞，若是整體道床的特長重載隧道，將可能給隧道運營造成致命的、無可估量的損失。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型針對現有技術的不足，提出一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，具體技術方案如下:
[0006]—種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，其特徵在於:包括隧道和粧梁板結構，在所述隧道內表面上由外向內依次設置有初期支護(I)和二次襯砌，在所述初期支護(I)和二次襯砌之間設置有預留變形量(2)，所述二次襯砌包括拱圈(3)、邊牆(4)和仰拱(5)，在所述邊牆(4)上設置有放大牆腳(6)，兩個所述放大牆腳(6)之間為排水通道(7)，所述粧梁板結構設置在所述排水通道(7)中；
[0007]所述粧梁板結構包括現澆板(8)、支撐架和粧(9)，所述粧(9)均勻分布在所述排水通道(7)內，所述粧(9)下端穿過所述仰拱(5)固定在仰拱(5)下方的基巖上，所述支撐架固定在所述粧(9)頂部，所述現澆板(8)固定在所述支撐架上端面。
[0008]本實用新型是這樣實現的:本實用新型的粧梁板結構與隧道仰拱不相連，施作時先完成初期支護和二次襯砌，然後在排水通道中鑽孔施作粧，之後施作梁板結構，再在現澆板上修建整體道床或鋪道碴。
[0009]修建完成後，分別形成兩個獨立的受力體系和兩個通行空間:
[0010]第一個受力體系:帶仰拱的襯砌與圍巖一起共同承擔圍巖壓力。該體系與常規軟弱圍巖的受力體系相同，用以確保支護-圍巖體系的穩定和隧道結構的安全，為列車運營提供足夠的、安全的通行空間。
[0011]第二個受力體系:現澆板承受經道床傳來的列車荷載，再通過縱梁、橫梁和粧將荷載傳遞到地下水位以下的穩定基巖，避免了地下水參與該體系的傳力作用，也徹底解決了隧道基底病害。
[0012]第一個通行空間:道床與隧道拱牆二次襯砌形成的列車通行空間，滿足列車的通行功能，即交通隧道的使用功能；
[0013]第二個通行空間:仰拱與現澆板之間形成的超大地下水通行空間，滿足富水軟弱破碎圍巖大量地下水的排洩要求，即隧道的排水功能。
[0014]為更好的實現本實用新型，可進一步為:在所述放大牆腳(6)上端面分別開設有排水槽(12)和電纜槽(13)，所述排水槽(12)與排水通道(7)相連通。
[0015]進一步地:所述支撐架為由橫梁(10)和縱梁(11)組成的框架結構，在兩根所述縱梁(11)之間均勻排布有所述橫梁(10)。該橫梁加強支撐架整體結構穩定性。
[0016]進一步地:所述現澆板(8)上端面在所述放大牆腳(6)上端面的下方，所述現澆板
(8)左端面和右端面分別與各自相對應的所述放大牆腳(6)之間留有間隙。
[0017]進一步地:兩根所述縱梁(11)間距為1435mm，所述橫梁(10)與縱梁剛性連接，所述粧(9)與所述支撐架剛性連接，粧的縱向間距小於列車同一轉向架的軸距。避免同一轉向架的兩個軸同時作用在一跨上，減小荷載，使結構更安全。
[0018]本實用新型的有益效果為:第一，板承受經道床傳來的列車荷載，再通過縱梁、橫梁和粧將荷載傳遞到地下水位以下的穩定基巖，避免了地下水參與該體系的傳力作用，優化了富水軟弱圍巖重載鐵路隧道內列車荷載的傳遞路徑，改善了隧道底部結構型式，也徹底解決了隧道基底病害。第二，仰拱與現澆板之間形成的超大地下水通行空間，滿足富水軟弱破碎圍巖大量地下水的排洩要求，確保了富水軟弱破碎地層中隧道具有足夠的排水能力，特別有益於單面坡的特長隧道。
【附圖說明】

[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖2為粧梁板結構正面圖；
[0021 ]圖3為粧梁板結構縱向布置圖；
[0022]圖4為支撐架結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
[0024]如圖1至圖4所示:一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，包括隧道和粧梁板結構，在隧道內表面上由外向內依次設置有初期支護I和二次襯砌，在初期支護I和二次襯砌之間設置有預留變形量2，二次襯砌包括拱圈3、邊牆4和仰拱5，邊牆4連接在拱圈3與仰拱5之間，在邊牆4上設置有放大牆腳6，兩個放大牆腳6之間為排水通道7，粧梁板結構設置在排水通道7中。在放大牆腳6上端面分別開設有排水槽12和電纜槽13，排水槽12與排水通道7相連通。
[0025]粧梁板結構包括現澆板8、支撐架和粧9，粧9均勻分布在排水通道7內，該粧9的縱向間距小於列車同一轉向架的軸距，避免同一轉向架的兩個軸同時作用在一跨上，減小荷載，使結構更安全。粧9下端穿過仰拱5固定在仰拱5下方的穩定基巖上，支撐架固定在粧9頂部，該支撐架與粧9剛性連接，現澆板8固定在支撐架上端面。該支撐架為由橫梁10和縱梁11組成的框架結構，在左邊的縱梁11和右邊的縱梁11之間均勻排布有橫梁10。該橫梁與縱梁剛性連接，增加支撐架整體的穩定性。該左邊的縱梁11和右邊的縱梁11的間距同軌道間距一樣為1435mm，使得使列車軸重直接傳到縱梁上。然後通過粧9將荷載傳遞到地下水位以下的穩定基巖，避免了地下水參與該體系的傳力作用，解決了隧道基底病害。
[0026]現澆板8上端面在放大牆腳6上端面的下方，現澆板8左端面和右端面分別與各自相對應的放大牆腳6之間留有間隙。
【主權項】
1.一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，其特徵在於:包括隧道和粧梁板結構，在所述隧道內表面上由外向內依次設置有初期支護(I)和二次襯砌，在所述初期支護(I)和二次襯砌之間設置有預留變形量(2)，所述二次襯砌包括拱圈(3)、邊牆(4)和仰拱(5)，在所述邊牆(4)底部設置放大牆腳(6)，兩個所述放大牆腳(6)之間為排水通道(7)，所述粧梁板結構設置在所述排水通道(7)中； 所述粧梁板結構包括現澆板(8)、支撐架和粧(9)，所述粧(9)均勻分布在所述排水通道(7)內，所述粧(9)下端穿過所述仰拱(5)固定在仰拱(5)下方的基巖上，所述支撐架固定在所述粧(9)頂部，所述現澆板(8)固定在所述支撐架上端面。2.根據權利要求1所述一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，其特徵在於:在所述放大牆腳(6)上端面分別開設有排水槽(12)和電纜槽(13)，所述排水槽(12)與排水通道(7)相連通。3.根據權利要求1所述一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，其特徵在於:所述支撐架為由橫梁(10)和縱梁(11)組成的框架結構，在兩根所述縱梁(11)之間均勻排布有所述橫梁(10)。4.根據權利要求1所述一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，其特徵在於:所述現澆板(8)上端面在所述放大牆腳(6)上端面的下方，所述現澆板(8)左端面和右端面分別與各自相對應的所述放大牆腳(6)之間留有間隙。5.根據權利要求3所述一種適用於富水軟巖重載鐵路隧道的新型底部結構，其特徵在於:兩根所述縱梁(11)間距為1435mm，所述橫梁(10)與縱梁剛性連接，所述粧(9)與所述支撐架剛性連接，粧的縱向間距小於列車同一轉向架的軸距。
【文檔編號】E21F16/02GK205714208SQ201620405221
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】龔倫, 仇文革, 舒磊, 鄭餘朝
【申請人】西南交通大學