一種帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于：所述洞口緩沖結(jié)構包括與洞口襯砌結(jié)構對接，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，所述洞門端臺為向外折起的喇叭口，喇叭口的內(nèi)外壁在頂部形成挑高，挑高部分為由下到上逐步朝內(nèi)傾斜的斜切面；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。本發(fā)明可有效緩解鐵路隧道的洞口微壓波效應。并且本發(fā)明，長度較短，需要的洞口空間小，從而受洞口地形限制?。煌ㄟ^給出最佳開口位置及結(jié)構參數(shù)，可最大程度的發(fā)揮緩沖結(jié)構對洞口微壓波效應的緩解能力，有效降低洞口緩沖結(jié)構的生產(chǎn)成本，經(jīng)濟效益顯著，具有很強的實用性。
【專利說明】一種帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道洞門結(jié)構領域，具體是指一種帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構。
【背景技術】
[0002]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(jié)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。
[0003]在隧道洞口處設置洞口緩沖結(jié)構是一種常用來緩解微壓波效應的方法，洞口緩沖結(jié)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(jié)構長度、開口數(shù)量，開口位置、緩沖結(jié)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(jié)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(jié)構；根據(jù)緩沖結(jié)構與隧道洞口襯砌段的橫截面積之比，可以把緩沖結(jié)構分為等截面型和擴大型緩沖結(jié)構?，F(xiàn)有的緩沖結(jié)構能夠起到緩解洞口微壓波效應的作用，但緩沖結(jié)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(jié)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(jié)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(jié)構。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是根據(jù)上述不足提供一種帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，使其結(jié)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。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]一種帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述洞口緩沖結(jié)構包括與洞口襯砌結(jié)構對接，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，所述洞門端臺為向外折起的喇叭口，喇叭口的內(nèi)外壁在頂部形成挑高，挑高部分為由下到上逐步朝內(nèi)傾斜的斜切面；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。通過設置帽檐斜切式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。
[0007]優(yōu)選的，所述導洞橫截面積與洞口襯砌結(jié)構橫截面積的面積比為1.1-1.9:1。該緩沖結(jié)構導洞為擴大式導洞，緩解微壓波效應效果更好。
[0008]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。
[0009]優(yōu)選的，所述開口總面積與洞口襯砌結(jié)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。
[0010]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。
[0011]優(yōu)選的，所述帽檐斜切式端臺挑高的傾斜角為100-135°。安全性能更好，并且美觀，施工難度低。
[0012]優(yōu)選的，所述挑高與導洞頂部距離為0.l-3m。
[0013]本發(fā)明的帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構為鋼筋混凝土整體澆筑體，整體穩(wěn)定性好，安全度高，可以顯著緩解鐵路隧道的洞口微壓波效應，有效解決高速鐵路隧道洞口的爆破噪聲污染和輕型結(jié)構物(房屋門窗)的低頻振動問題。同時本發(fā)明帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構給出了緩沖結(jié)構各參數(shù)(緩沖結(jié)構長度、開口率、洞門傾斜角)的可選范圍，擴大了緩沖結(jié)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。另外本發(fā)明長度較短，占用洞口空間小，對洞口地形適應性強，具有受洞口地形限制小的優(yōu)點，尤其適用于洞口空間較小的橋隧連接處。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明導洞頂部開口的立體結(jié)構示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的主視示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明導洞頂部開口的縱斷面示意圖；
[0017]1.襯砌結(jié)構、2.導洞、3.洞門端臺、4.第一開口、5.第二開口、6.地形護坡、7.洞門端臺外壁、8.喇叭口、9.洞門端臺內(nèi)壁、10.挑高、11.導洞外壁、12.洞門端臺傾斜角、13.帽檐斜切式端臺挑高傾斜角、14.襯砌結(jié)構內(nèi)壁、15.襯砌結(jié)構外壁。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明:
[0019]如圖1-3所示，本發(fā)明洞口緩沖結(jié)構位于地形護坡6上，包括與洞口襯砌結(jié)構I截面擴大式對接，并位于隧道外側(cè)的導洞2，在所述導洞2入口處設置洞門端臺3，所述洞門端臺3為向外折起的喇叭口 8，喇叭口形洞門端臺3的內(nèi)壁9和外壁7在頂部形成挑高10，洞門端臺外壁7與導洞外壁11相連。所述導洞2頂部沿隧道長度方向均勻布置有兩個開口，即第一開口 4和第二開口 5，或?qū)Ф磦?cè)壁中線上沿隧道長度方向各布置兩個開口(圖中未畫出)。所述導洞頂部的長度為15-30m。所述導洞外壁11和導洞內(nèi)壁(圖中未畫出)組成的導洞2橫截面積與襯砌結(jié)構外壁15及襯砌結(jié)構內(nèi)壁14組成的洞口襯砌結(jié)構I內(nèi)空腔橫截面積的面積比為1.1-1.9:1。所述開口總面積與洞口襯砌結(jié)構橫截面積的面積比β為
0.1-0.35。所述洞門端臺傾斜角12為30-75°。所述帽檐斜切式端臺挑高的傾斜角13為100-135。。所述挑高10與導洞2頂部距離為0.l-3m。
[0020]如圖3所示，本發(fā)明具體應用最優(yōu)實施例為導洞2頂部的長度L為20m，導洞2的橫截面積與洞口襯砌結(jié)構I的橫截面積之比為1.5，開口率β為0.18，洞門端臺傾斜角12為45°，帽檐斜切式端臺挑高的傾斜角13為105°。第一開口 4的縱向長度a為3.7m，第二開口 5的縱向長度b為3.7m，第一開口 4與導洞一端間距Cl為4.2m、第一開口 4與第二開口 5的間距c2為4.2m、第二開口 5與導洞另一端間距c3為4.2m，開口的環(huán)向?qū)挾雀鶕?jù)開口率及隧道橫截面積換算可得。對于側(cè)壁開口的情況，開口的縱向參數(shù)與頂部開口相同，開口的環(huán)向參數(shù)(即開口寬度)為頂部開口的一半。
[0021]本發(fā)明為鋼筋混凝土整體澆筑體，整體穩(wěn)定性好，安全度高，可以顯著緩解鐵路隧道的洞口微壓波效應，有效解決高速鐵路隧道洞口的爆破噪聲污染和輕型結(jié)構物(房屋門窗)的低頻振動問題。同時本發(fā)明帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構給出了緩沖結(jié)構各參數(shù)(緩沖結(jié)構長度、開口率、洞門傾斜角)的可選范圍，擴大了緩沖結(jié)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。另外本發(fā)明長度較短，占用洞口空間小，對洞口地形適應性強，具有受洞口地形限制小的優(yōu)點，尤其適用于洞口空間較小的橋隧連接處。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述洞口緩沖結(jié)構包括與洞口襯砌結(jié)構對接，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，所述洞門端臺為向外折起的喇叭口，喇叭口的內(nèi)外壁在頂部形成挑高，挑高部分為由下到上逐步朝內(nèi)傾斜的斜切面；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。
2.根據(jù)權利要求1所述帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述導洞橫截面積與洞口襯砌結(jié)構橫截面積的面積比為1.1-1.9:1。
3.根據(jù)權利要求1所述帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述導洞頂部的長度為15-30m。
4.根據(jù)權利要求1所述帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述開口總面積與洞口襯砌結(jié)構橫截面積的面積比為0.1-0.35。
5.根據(jù)權利要求1所述帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述洞門端臺的傾斜角為30-75°。
6.根據(jù)權利要求1所述帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述帽檐斜切式端臺挑高的傾斜角為100-135°。
7.根據(jù)權利要求1所述帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述開口與導洞兩端的間距及開口間距相等。
8.根據(jù)權利要求1所述帽檐斜切式隧道洞口緩沖結(jié)構，其特征在于:所述挑高與導洞頂部距離為0.l-3m。
【文檔編號】E21D9/14GK103912283SQ201210594714
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月31日 優(yōu)先權日:2012年12月31日
【發(fā)明者】趙文成, 肖明清, 徐向東, 龔彥峰, 王克金, 王長法, 李鳴沖, 王春梅, 廖斌, 靳宗振 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司