本实用新型涉及铁路工程建设技术领域，特别是一种防止无砟轨道上拱的预防装置及无砟轨道系统。
背景技术：
高速铁路对线路平顺性要求极高，如轨道平顺性不良，将引起机车车辆剧烈振动，轮轨动作用力成倍增大，严重危害轨道和机车车辆部件，影响列车速度的提高，甚至容易引起列车脱轨倾覆，危及行车安全。目前，我国高速铁路都采用无砟轨道型式，无砟轨道铺设在隧道时，隧道的开挖破坏了隧底围岩原有的应力平衡状态，隧底围岩需要经过一轮新的应力调整期后，才能重新进入应力平衡状态。在隧底围岩进行应力调整的过程中，围岩应力调整会引起膨胀岩膨胀，从而围岩体积产生部分增量，引起无砟轨道隧底产生向上变形(上拱)，严重影响了高速铁路轨道的平顺性。
现有的轨道线路的平顺性主要通过扣件进行调整，但扣件的最大调整量有限。当轨道隧底的上拱变形量大于扣件最大调整量时，线路的平顺性无法得以保障，将影响铁路运输秩序，甚至危及行车安全。采用什么技术措施来避免或消除隧底上拱，实现隧底变形控制是亟需解决的一个重大技术难题。
技术实现要素：
本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的通过扣件进行调整时，当轨道隧底的上拱变形量大于扣件最大调整量时，线路的平顺性无法得以保障的问题，提供一种防止无砟轨道上拱的预防装置及无砟轨道系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种防止无砟轨道上拱的预防装置，包括在道床板上预设有的若干个竖直的道床孔，以及设置在隧底围岩、初期支护、二次衬砌、仰拱填充层处的若干根竖直钻孔，所述钻孔与所述道床孔的位置相一致并对应连接成整体，还包括在所述钻孔与道床孔内壁设有的支护管。
本装置利用隧道结构支护体系与钻孔刚度的差异，通过钻孔的内缩变形，来给隧底围岩提供变形空间，从而可减少因围岩应力调整引起的围岩体积增量，同时起到了应力释放，减小作用于衬砌结构体系荷载的作用，从而达到消除隧底上拱、控制隧底变形的目的，保证了隧道施工及运营的安全，使隧道工程安全、可靠。
另一方面，本装置在道床板加工时就预设了道床孔，既能避免后期开孔可能对道床板结构造成的局部破坏，也方便根据预设的道床孔，继续向下钻，并形成钻孔，方便了钻孔的施工。本装置在隧道施工过程中就预留了道床孔和钻孔，可以待隧底变形趋于稳定时，也就是隧底围岩完成了新一轮的应力调整，重新进入应力平衡状态后，再封闭道床孔和钻孔，可有效预防隧底上拱，可大大节约后期隧底上拱的整治维护费用。
作为本实用新型的优选方案，所述钻孔和道床孔的直径为10cm-30cm。
作为本实用新型的优选方案，所述支护管内设有若干应变片，用以对支护管的应力情况进行检测，当支护管应力片的应力趋于稳定时，说明隧底的变形较小，隧底围岩完成了新一轮的应力调整，重新进入了应力平衡状态，可考虑对道床孔和钻孔进行封闭。
作为本实用新型的优选方案，所述钻孔是根据所述道床板上预设的道床孔，在同一位置继续钻孔，直至打入隧底围岩的，施工方便。
作为本实用新型的优选方案，所述道床孔的中心线与无砟轨道的中心线至少间隔30cm，以保证设置的道床孔不影响无砟轨道的正常使用。
作为本实用新型的优选方案，所述支护管为PVC管或钢管。
一种无砟轨道系统，包括隧底围岩、初期支护、二次衬砌、仰拱填充层和至少一个道床板，每个所述道床板上设有的若干个道床孔，所有所述道床孔沿对应所述道床板纵向方向设置，每个所述道床孔底部还设有延伸到隧底围岩、初期支护和二次衬砌、仰拱填充层的钻孔。
本轨道系统，通过预设的无砟轨道上拱的预防装置，也就是利用钻孔的内缩变形，来给隧底围岩提供变形空间，可减少因围岩应力调整引起的围岩体积增量。因此，本轨道系统具有隧底上拱小、隧底变形可控度高的优点，非常适用于现有的无砟轨道铺设。
作为本实用新型的优选方案，每个所述道床孔和与其连通的钻孔均沿竖直方向设置，或者垂直于对应所述道床板设置。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本装置利用隧道结构支护体系与钻孔刚度的差异，通过钻孔的内缩变形，来给隧底围岩提供变形空间，从而可减少因围岩应力调整引起的围岩体积增量，同时起到了应力释放，减小作用于衬砌结构体系荷载的作用，从而达到消除隧底上拱、控制隧底变形的目的，保证了隧道施工及运营的安全，使隧道工程安全、可靠。
2、本装置在道床板加工时就预设了道床孔，既能避免后期开孔可能对道床板结构造成的局部破坏，也方便根据预设的道床孔，继续向下钻，并形成钻孔，方便了钻孔的施工。本装置在隧道施工过程中就预留了道床孔和钻孔，可以待隧底变形趋于稳定时，也就是隧底围岩完成了新一轮的应力调整，重新进入应力平衡状态后，再封闭道床孔和钻孔，可有效预防隧底上拱，可大大节约后期隧底上拱的整治维护费用。
附图说明
图1是本实用新型所述的防止无砟轨道上拱的预防装置的结构示意图。
图2是本实用新型所述的防止无砟轨道上拱的预防装置的局部放大示意图。
图中标记：1-隧底围岩，2-初期支护，3-二次衬砌，4-仰拱填充层，5-道床板，6-轨枕，7-无砟轨道，8-钻孔，9-道床孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1-图2所示，无砟轨道隧底部分主要包括隧底围岩1，在所述隧底围岩1上方依次设有初期支护2、二次衬砌3、仰拱填充层4，再在所述仰拱填充层4上铺设道床板5，在所述道床板5上设有轨枕6，在所述轨枕6上安装有无砟轨道7。
一种防止无砟轨道上拱的预防装置，包括在道床板5上预设有的若干个竖直的道床孔9，以及设置在隧底围岩1、初期支护2、二次衬砌3、仰拱填充层4 处的若干根竖直钻孔8，所述钻孔8与所述道床孔9的位置相一致并对应连接成整体，还包括在所述钻孔8与道床孔9内壁设有的支护管，所述支护管为PVC 管或钢管，所述支护管内设有若干应变片。
所述钻孔8和道床孔9的直径为10cm-30cm，所述道床孔9的中心线与无砟轨道7的中心线至少间隔D＝30cm，所述钻孔8是根据所述道床板5上预设的道床孔9，在同一位置继续钻孔，直至打入隧底围岩1的。
本装置利用隧道结构支护体系与钻孔刚度的差异，通过钻孔的内缩变形，来给隧底围岩提供变形空间，从而可减少因围岩应力调整引起的围岩体积增量，同时起到了应力释放，减小作用于衬砌结构体系荷载的作用，从而达到消除隧底上拱、控制隧底变形的目的，保证了隧道施工及运营的安全，使隧道工程安全、可靠。
另一方面，本装置在道床板加工时就预设了道床孔，既能避免后期开孔可能对道床板结构造成的局部破坏，也方便根据预设的道床孔，继续向下钻，并形成钻孔，方便了钻孔的施工。本装置在隧道施工过程中就预留了道床孔和钻孔，可以待隧底变形趋于稳定时，也就是隧底围岩完成了新一轮的应力调整，重新进入应力平衡状态后，再封闭道床孔和钻孔，可有效预防隧底上拱，可大大节约后期隧底上拱的整治维护费用。
实施例2
一种无砟轨道系统，包括隧底围岩1、初期支护2、二次衬砌3、仰拱填充层4和至少一个道床板5，每个所述道床板5上设有的若干个道床孔9，所有所述道床孔9沿对应所述道床板5纵向方向设置，每个所述道床孔9底部还设有延伸到隧底围岩1、初期支护2和二次衬砌3、仰拱填充层4的钻孔8。每个所述道床孔9和与其连通的钻孔8均沿竖直方向设置。
本轨道系统，通过预设的无砟轨道上拱的预防装置，也就是利用钻孔的内缩变形，来给隧底围岩提供变形空间，可减少因围岩应力调整引起的围岩体积增量。因此，本轨道系统具有隧底上拱小、隧底变形可控度高的优点，非常适用于现有的无砟轨道铺设。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。