專利名稱：一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高速鐵路隧道領(lǐng)域，具體是指一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高速列車進入隧道時，車頭前方空間受到限制，導(dǎo)致車頭前方的空氣不能及時向四周擴散而被急劇壓縮形成空氣壓縮波。該壓縮波以音速傳播到隧道出口，約90%的以膨脹波的形式向隧道入口反射回去，其它約有10%的能量以脈狀沖擊波的形式自隧道出口向周圍區(qū)域輻射出去，形成微壓波。微壓波效應(yīng)過強會產(chǎn)生氣動爆破噪聲即隧道音爆，并使得附近輕型結(jié)構(gòu)(房屋窗戶)急劇振動等問題，導(dǎo)致噪聲污染，對周邊居民產(chǎn)生不良心理影響，對人居環(huán)境的危害性較大，成為高速鐵路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的重要影響因素，因此有必要采取措施對隧道洞口微壓波微效應(yīng)進行緩解。目前國內(nèi)外減緩微壓波的措施包括改造隧道結(jié)構(gòu)和優(yōu)化列車形狀。改造隧道結(jié)構(gòu)的措施有改變洞門形式和設(shè)置洞口緩沖結(jié)構(gòu)。但是現(xiàn)有的洞口緩沖結(jié)構(gòu)主要是針對軌面以上有效面積為IOOm2左右的大斷面雙線隧道設(shè)計的，而對于65m2左右的小斷面單線隧道并不適用。并且現(xiàn)有的洞口緩沖結(jié)構(gòu)只能把隧道洞口外20m處微壓波峰值控制在50Pa以內(nèi)，無法滿足嚴(yán)格的微壓波壓力峰值控制標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是根據(jù)上述不足提供一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，該緩沖結(jié)構(gòu)可以適用于小斷面單線隧道，并且緩解微壓波峰值效果好。本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述緩沖結(jié)構(gòu)為與隧道洞口襯砌對接的并位于隧道洞口外側(cè)的橫截面為矩形的矩形洞體，在矩形洞體的頂部沿矩形洞體長度方向設(shè)置1-8個開口，開口總面積與洞口襯砌內(nèi)空橫截面積的面積比為0.75-2，沿所述矩形洞體長度方向布置的各開口的面積朝隧道洞口方向按照50-90%逐漸減小。列車在高速進入隧道之前先通過矩形洞體，產(chǎn)生的空氣壓縮波可以通過通過矩形洞體頂部的開口得以排放，從而達到緩解微壓波的效果。優(yōu)選的，所述沿矩形洞體長度方向相鄰開口間距朝隧道洞口方向逐漸增大
1.1-1.5倍。列車高速進入矩形洞體產(chǎn)生的微壓波沿隧道長度方向是逐漸減小的，因此該結(jié)構(gòu)使緩解微壓波效應(yīng)效果更好。優(yōu)選的，所述矩形洞體位于隧道入口段外側(cè)和/或位于隧道出口段外側(cè)。在隧道入口和出口各設(shè)置帶開口的矩形洞體，可以進一步緩解微壓波效應(yīng)。優(yōu)選的，所述矩形洞體與隧道洞口襯砌等截面對接。施工難度更低。本實用新型的緩沖結(jié)構(gòu)采用在隧道入口和出口段設(shè)置矩形洞體，并且在矩形洞體上開設(shè)大小漸變的開口，起到緩解微壓波的效果。本實用新型即使對于隧道阻塞比(列車車頭與隧道橫截面積之比)更大、隧道斷面積更小、列車速度較高(300-350km/h)的單線高速鐵路隧道，也能夠完全滿足嚴(yán)格的微壓波壓力峰值控制標(biāo)準(zhǔn)，能減少80%的微壓波。本實用新型可有效緩解高速鐵路隧道洞口的微壓波現(xiàn)象，防止隧道洞口產(chǎn)生的音爆對周邊環(huán)境造成的不良影響，社會效應(yīng)顯著。由于結(jié)構(gòu)簡單，整體性強，對地形和地質(zhì)情況適用性強，施工方便，可以有效降低洞口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的生產(chǎn)成本，經(jīng)濟效益顯著。

圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的隧道入口段矩形洞體俯視示意圖；圖3為本實用新型的隧道出口段矩形洞體俯視示意圖；1.隧道入口矩形洞體、2.隧道出口矩形洞體、3.開口、4.襯砌、5-14.第一開口至第十開口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型:如圖1-3所示，本實用新型高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)為與隧道洞口襯砌4對接的并位于隧道洞口外側(cè)的橫截面為矩形的矩形洞體1，在隧道入口矩形洞體I的頂部沿矩形洞體長度方向設(shè)置8個開口 3即第一開口 5至第八開口 12，在隧道出口矩形洞體2的頂部沿隧道中線長度方向設(shè)置2個開口 3即第九開口 13和第十開口 14。開口總面積與洞口襯砌內(nèi)空橫截面積的面積比為0.75-2，沿所述矩形洞體長度方向布置的各開口 3的面積朝隧道洞口方向按照50-90%逐漸減小。優(yōu)選的，隧道入口矩形洞體I的洞體長度為100m，隧道出口矩形洞體2的洞體長度為40m。矩形洞體為整體鋼筋混凝土澆筑體，施工更方便，穩(wěn)固性更好，安全度高。這樣可以最大程度的緩解洞口微壓波效應(yīng)。所述第一開口 5至第八開口 12的長度a沿矩形洞體長度方向朝隧道方向逐漸減小。第十開口 14的長度也大于第九開口 13的長度。第一開口 5的長度為8m，寬3.2m;第二開口 6的長度為8m，寬2m ;第三開口 7的長度為6m，寬2m ;第四開口 8的長度為5m，寬2m ;第五開口 9的長度為4m，寬2m ;第六開口 10的長度為3.2m,寬2m;第七開口 11的長度為2.7m，寬2m;第八開口 12的長度為2.2m，寬2m;第九開口 13的長度為6m，寬1.6m;第十開口 14的長度為Sm，寬1.6m。所述沿矩形洞體長度方向相鄰開口間距c朝隧道洞口方向逐漸增大。所述隧道入口矩形洞體I和隧道出口矩形洞體2的橫斷面積與隧道洞口襯砌4橫斷面積大小相等，這樣更節(jié)省空間，適合于各種隧道。該緩沖結(jié)構(gòu)所應(yīng)用于高速鐵路單線隧道工程，減少微壓波效應(yīng)達到80%，并且結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，具有很強的實用性。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述緩沖結(jié)構(gòu)用于高速鐵路單線隧道，為與隧道洞口襯砌對接的并位于隧道洞口外側(cè)的橫截面為矩形的矩形洞體，在矩形洞體的頂部沿矩形洞體長度方向設(shè)置1-8個開口，開口總面積與洞口襯砌內(nèi)空橫截面積的面積比為0.75-2，沿所述矩形洞體長度方向布置的各開口的面積朝隧道洞口方向按照50-90%逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述沿矩形洞體長度方向相鄰開口間距朝隧道洞口方向逐漸增大1.1-1.5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述矩形洞體位于隧道入口段外側(cè)和/或位于隧道出口段外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述矩形洞體與隧道洞口襯砌等截面對接。
專利摘要本實用新型提供了一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述緩沖結(jié)構(gòu)用于高速鐵路單線隧道，為與隧道洞口襯砌對接的并位于隧道洞口外側(cè)的橫截面為矩形的矩形洞體，在矩形洞體的頂部沿矩形洞體長度方向設(shè)置1-8個開口，開口總面積與洞口襯砌內(nèi)空橫截面積的面積比為0.75-2，沿所述矩形洞體長度方向布置的各開口的面積朝隧道洞口方向按照50-90%逐漸減小。本實用新型可有效緩解高速鐵路隧道洞口的微壓波現(xiàn)象，防止隧道洞口產(chǎn)生的音爆對周邊環(huán)境造成的不良影響，社會效應(yīng)顯著。由于結(jié)構(gòu)簡單，整體性強，對地形和地質(zhì)情況適用性強，施工方便，可以有效降低洞口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的生產(chǎn)成本，經(jīng)濟效益顯著。
文檔編號E21D9/14GK203008927SQ20122075059
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者趙文成, 肖明清, 鄧朝輝, 王長法, 李鳴沖, 王春梅, 李文勝, 戴文, 靳宗振 申請人:中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司