隧道喇叭口波纹板衬砌单元及衬砌结构的制作方法

1.本技术属于隧道衬砌技术领域，更具体地说，是涉及一种隧道喇叭口波纹板衬砌单元及衬砌结构。


背景技术：

2.我国公路和铁路线路中有大量的隧道、高架桥或高架结构，因此线路中隧道比重显著增加。一般来说隧道的内部为直筒型，而隧道口采用的洞门形式随着洞口地形、地质条件及空气动力学影响的不同而多样化，一般有帽檐斜切式、喇叭口倒切式、双侧挡墙式隧道门、挡翼墙式明洞门以及单压式明洞门等多种隧道门，本技术主要针对的是喇叭口倒切式的隧道门(以下简称喇叭口)。
3.隧道衬砌是指支持和维护隧道的长期稳定和耐久性的永久结构物。其作用是：支持和维护隧道的稳定；防止围岩的风化；解除地下水的影响等。由于隧道喇叭口内部为喇叭状，所以现在一般采用具有一定锥度的波纹板来拼接成衬砌结构，但是这种波纹板工艺复杂，导致成本较高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供了一种隧道喇叭口波纹板衬砌单元及衬砌结构，以解决现有技术中存在的隧道喇叭口采用带锥度的波纹板作为衬砌结构，成本较高的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
6.提供一种隧道喇叭口波纹板衬砌单元，包括：
7.等径弧形波纹板，在垂直于波纹延伸方向上呈弧状；
8.前连接边，沿所述等径弧形波纹板前端的弧形边沿设置并外翻，适于连接半径大于所述等径弧形波纹板的其他等径弧形波纹板；
9.后连接边，沿所述等径弧形波纹板后端的弧形边沿设置并内翻，适于连接半径小于所述等径弧形波纹板的其他等径弧形波纹板。
10.在某些实施例中，所述前连接边后侧固定有固定螺母并设有与所述螺母相对的贯通孔，所述后连接边为带螺栓孔的内弧形法兰。
11.在某些实施例中，所述前连接边前侧固定有连接螺栓，所述后连接边为带螺栓孔的内弧形法兰。
12.在某些实施例中，沿所述前连接边的弧形外沿设有向内的前折边，所述前折边与所述前连接边之间形成与所述等径弧形波纹板内部相通的操作间隙，所述前连接边适于通过所述前折边与半径大于所述等径弧形波纹板的其他等径弧形波纹板连接。
13.本技术实施例提供的隧道喇叭口波纹板衬砌单元的有益效果在于：与现有技术相比，本技术实施例的隧道喇叭口波纹板衬砌单元，可以与半径不同的其他等径弧形波纹板或其他隧道喇叭口波纹板衬砌单元配合，通过外翻的前连接边与半径更大的等径弧形波纹
板连接，通过内翻的后连接边与半径更小的等径弧形波纹板连接，依次重复，从而组合成与隧道喇叭口相匹配的锥形衬砌，等径弧形波纹板没有锥度，工艺简单，成本较低。
14.本技术采用的另一技术方案是，提供一种隧道喇叭口波纹板衬砌结构，包括：
15.第一等径弧形波纹板，在垂直于波纹延伸方向上呈弧状；
16.第二等径弧形波纹板，在垂直于波纹延伸方向上呈弧状，半径大于所述第一等径弧形波纹板，后端与所述第一等径弧形波纹板的前端相对；以及
17.径向连接部，沿所述第一等径弧形波纹板前端和所述第二等径弧形波纹板后端之间的弧形间隙设置，并径向连接所述第一等径弧形波纹板前端和所述第二等径弧形波纹板后端。
18.在某些实施例中，所述径向连接部为沿所述第一等径弧形波纹板前端的弧形边沿延伸的第一前连接边，所述第一前连接边外翻设置，所述第二等径弧形波纹板的后端与所述第一前连接边连接；或，
19.所述径向连接部为沿所述第二等径弧形波纹板后端的弧形边沿延伸的第二后连接边，所述第二后连接边内翻设置，所述第一等径弧形波纹板的前端与所述第二后连接边连接。
20.在某些实施例中，所述径向连接部包括：
21.第一前连接边，沿所述第一等径弧形波纹板前端的弧形边沿延伸，外翻设置；以及
22.第二后连接边，沿所述第二等径弧形波纹板后端的弧形边沿延伸，内翻设置，并与所述第一前连接边叠合；
23.所述第一等径弧形波纹板前端与所述第二等径弧形波纹板后端通过叠合的所述第一前连接边与所述第二后连接边连接。
24.在某些实施例中，所述第一前连接边后侧固定有固定螺母并设有与所述固定螺母相对的贯通孔，所述第二后连接边为带螺栓孔的内弧形法兰，两者通过螺栓穿过所述螺栓孔和所述贯通孔后与所述固定螺母固定实现连接。
25.在某些实施例中，所述第一前连接边前侧固定有连接螺栓，所述第二后连接边为带螺栓孔的内弧形法兰，两者通过所述连接螺栓穿过对应的所述螺栓孔后紧固螺母实现连接。
26.在某些实施例中，所述径向连接部包括：
27.第一前连接边，沿所述第一等径弧形波纹板前端的弧形边沿延伸，外翻设置，所述第一前连接边的弧形外沿设有向内的前折边，所述前折边与所述前连接边之间形成与所述等径弧形波纹板内部相通的操作间隙；以及
28.第二后连接边，沿所述第二等径弧形波纹板后端的弧形边沿延伸，内翻设置，并与所述前折边叠合；
29.所述第一等径弧形波纹板前端与所述第二等径弧形波纹板后端通过叠合的所述前折边和所述第二后连接边连接。
30.本技术实施例提供的隧道喇叭口波纹板衬砌结构的有益效果在于：与现有技术相比，本技术实施例的隧道喇叭口波纹板衬砌结构，半径不同的第一等径弧形波纹板和第二等径弧形波纹板通过径向连接部，依次重复，从而组合成与隧道喇叭口相匹配的锥形衬砌，等径弧形波纹板没有锥度，工艺简单，成本较低。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本技术实施例提供的隧道喇叭口波纹板衬砌单元及衬砌结构在隧道喇叭口安装状态的侧视图；
33.图2为图1的俯视图；
34.图3为图1的前视图；
35.图4为图1中隧道喇叭口波纹板衬砌单元及衬砌结构一种实施方式的放大图；
36.图5为图1中隧道喇叭口波纹板衬砌单元及衬砌结构另一种实施方式的放大图。
37.其中，图中各附图标记：
38.1-等径弧形波纹板；2-前连接边；21-前折边；22-固定螺母；23-操作间隙；3-后连接边；4-隧道喇叭口波纹板衬砌单元。
具体实施方式
39.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
40.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
41.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.请一并参阅图1至图5，现对本技术实施例提供的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4进行说明。一种隧道喇叭口波纹板衬砌单元4，包括：
44.等径弧形波纹板1，在垂直于波纹延伸方向上呈弧状；
45.前连接边2，沿等径弧形波纹板1前端的弧形边沿设置并外翻，适于连接半径大于等径弧形波纹板1的其他等径弧形波纹板1；
46.后连接边3，沿等径弧形波纹板1后端的弧形边沿设置并内翻，适于连接半径小于等径弧形波纹板1的其他等径弧形波纹板1。
47.与现有技术相比，本技术实施例的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4，可以与半径不同的其他等径弧形波纹板1或其他隧道喇叭口波纹板衬砌单元4配合，通过外翻的前连接边2
与半径更大的等径弧形波纹板1连接，通过内翻的后连接边3与半径更小的等径弧形波纹板1连接，依次重复，从而组合成与隧道喇叭口相匹配的锥形衬砌，等径弧形波纹板1没有锥度，工艺简单，成本较低。
48.本实施例中，可以在隧道喇叭口处，每隔一段距离测量一次半径，根据测得的数据，制作多个隧道喇叭口波纹板衬砌单元4，各个隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的等径弧形波纹板1的半径依次增大。安装时，将各个隧道喇叭口波纹板衬砌单元4安装到隧道喇叭口的对应位置，前一个隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的后端的后连接边3与后一个隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的前连接边2大小相匹配；然后，将相邻的两个隧道喇叭口波纹板衬砌单元4中，前一个隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的后连接边3与后一个隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的前连接边2通过螺栓或者焊接等方式连接固定，从而组合成与隧道喇叭口相匹配的锥形衬砌。当然在具体的实施中，相邻的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4之间可以加入其他的等径弧形波纹板1，并不要求整个隧道喇叭口完全采用本技术中的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4组成。
49.在具体实现时，等径弧形波纹板1的波纹沿前后方向起伏延伸，在左右方向上呈弧状弯曲。
50.前连接边2可以是将等径弧形波纹板1的前端向外弯折形成，也可以是在等径弧形波纹板1前端的外侧焊接接法兰形成。前连接边2可以是设置螺栓孔通过螺栓与其他的等径弧形波纹板1连接，也可以是通过焊接或者其他连接方式进行连接。
51.后连接边3可以是将等径弧形波纹板1的后端向内弯折形成，也可以是在等径弧形波纹板1后端的内侧焊接接法兰形成。后连接边3可以是设置螺栓孔通过螺栓与其他的等径弧形波纹板1连接，也可以是通过焊接或者其他连接方式进行连接。
52.请参阅图4，作为本技术提供的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的一种具体实施方式，前连接边2后侧固定有固定螺母22并设有与固定螺母22相对的贯通孔，后连接边3为带螺栓孔的内弧形法兰。
53.由于隧道喇叭口波纹板衬砌单元4安装到隧道喇叭口中时，隧道喇叭口波纹板衬砌单元4与隧道壁之间间隙比较小，不便于人们在隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的外侧施工安装。
54.因此，本实施例中，固定螺母22固定在前连接边2的后侧，安装时，将螺栓穿过前面后连接边3的螺栓孔和后面前连接边2的贯通孔后，施工人员仅需要在隧道喇叭口波纹板衬砌单元4内侧操作，便可以将螺栓拧入固定螺母22中，实现前连接边2与后连接边3的固定，施工更加方便。
55.在具体实现时，前连接边2可以采用带螺栓孔的法兰，法兰各个螺栓孔的后侧焊接固定螺母22。
56.类似的，作为本技术提供的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的一种具体实施方式，前连接边2前侧固定有连接螺栓，后连接边3为带螺栓孔的内弧形法兰。
57.本实施例中，连接螺栓固定在前连接边2的前侧，安装时，连接螺栓穿过前面后连接边3的螺栓孔后，施工人员仅需要在隧道喇叭口波纹板衬砌单元4内侧操作，便可以在固定的连接螺栓上紧固螺母，实现前连接边2与后连接边3的固定，施工更加方便。
58.在具体实现时，前连接边2可以通过焊接或者螺纹连接等方式沿周向设置多个连
接螺栓。
59.请参阅图5，作为本技术提供的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的一种具体实施方式，沿前连接边2的弧形外沿设有向内的前折边21，前折边21与前连接边2之间形成与等径弧形波纹板1内部相通的操作间隙23，前连接边2适于通过前折边21与半径大于等径弧形波纹板1的其他等径弧形波纹板1连接。
60.本实施例中，施工人员可以在隧道喇叭口波纹板衬砌单元4内侧，通过操作间隙23利用螺栓连接或者焊接的方式将前折边21与半径不同的其他等径弧形波纹板1或其他隧道喇叭口波纹板衬砌单元4连接固定，施工更加方便。
61.在具体实现时，前连接边2和前折边21可以是通过等径弧形波纹板1的前端弯折形成，可以是通过将u型法兰的一侧与等径弧形波纹板1的前端焊接形成，u型法兰中间的空腔朝向等径弧形波纹板1内部，形成操作间隙23。前折边21上可以是设有螺栓孔来用于与其他等径弧形波纹板1连接。
62.请参阅图1至图5，本技术实施例还提供一种隧道喇叭口波纹板衬砌结构，隧道喇叭口波纹板衬砌结构包括：
63.第一等径弧形波纹板1，在垂直于波纹延伸方向上呈弧状；
64.第二等径弧形波纹板1，在垂直于波纹延伸方向上呈弧状，半径大于第一等径弧形波纹板1，后端与第一等径弧形波纹板1的前端相对；以及
65.径向连接部，沿第一等径弧形波纹板1前端和第二等径弧形波纹板1后端之间的弧形间隙设置，并径向连接第一等径弧形波纹板1前端和第二等径弧形波纹板1后端。
66.与现有技术相比，本技术实施例的隧道喇叭口波纹板衬砌结构，半径不同的第一等径弧形波纹板1和第二等径弧形波纹板1通过径向连接部，依次重复，从而组合成与隧道喇叭口相匹配的锥形衬砌，等径弧形波纹板1没有锥度，工艺简单，成本较低。
67.本实施例中，半径不同的第一等径弧形波纹板1和第二等径弧形波纹板1通过径向连接部，形成阶梯状，依次重复，从而组合成与隧道喇叭口相匹配的锥形衬砌。径向连接部填补第一等径弧形波纹板1和第二等径弧形波纹板1之间的半径差，实现两者的连接。
68.可以在隧道喇叭口处，每隔一段距离测量一次半径，根据测得的数据，制作多个等径弧形波纹板1，各个等径弧形波纹板1的半径依次增大，相邻的两个等径弧形波纹板1通过径向连接部连接。在具体实施中，隧道喇叭口波纹板衬砌结构可以采用半径不同的至少两个前述隧道喇叭口波纹板衬砌单元4组合而成。
69.请参阅图4或图5，作为本技术提供的隧道喇叭口波纹板衬砌结构的一种具体实施方式，径向连接部为沿第一等径弧形波纹板1前端的弧形边沿延伸的第一前连接边2，第一前连接边2外翻设置，第二等径弧形波纹板1的后端与第一前连接边2连接；或，
70.径向连接部为沿第二等径弧形波纹板1后端的弧形边沿延伸的第二后连接边3，第二后连接边3内翻设置，第一等径弧形波纹板1的前端与第二后连接边3连接。
71.本实施例中，第一等径弧形波纹板1和第一前连接边2的结构、作用和效果，可以参考前述隧道喇叭口波纹板衬砌单元4中的等径弧形波纹板1和前连接边2。具体地，当第一等径弧形波纹板1设有第一前连接边2时，第二等径弧形波纹板1的后端可以是直接通过焊接方式或者利用其它连接件与第一前连接边2连接。
72.第二等径弧形波纹板1和第二后连接边3的结构、作用和效果，可以参考前述隧道
喇叭口波纹板衬砌单元4中的等径弧形波纹板1和后连接边3。具体地，当第二等径弧形波纹板1设有第二后连接边3时，第一等径弧形波纹板1的前端可以是直接通过焊接方式或者利用其它连接件与第二后连接边3连接。
73.请参阅图4，作为本技术提供的隧道喇叭口波纹板衬砌结构的一种具体实施方式，径向连接部包括：
74.第一前连接边2，沿第一等径弧形波纹板1前端的弧形边沿延伸，外翻设置；以及
75.第二后连接边3，沿第二等径弧形波纹板1后端的弧形边沿延伸，内翻设置，并与第一前连接边2叠合；
76.第一等径弧形波纹板1前端与第二等径弧形波纹板1后端通过叠合的第一前连接边2与第二后连接边3连接。
77.本实施例中，第一等径弧形波纹板1设有第一前连接边2，同时，第二等径弧形波纹板1设有第二后连接边3，此时通过第一前连接边2与第二后连接边3叠合，利用螺栓连接或者焊接的方式进行固定。
78.请参阅图4，作为本技术提供的隧道喇叭口波纹板衬砌结构的一种具体实施方式，第一前连接边2后侧固定有固定螺母22并设有与固定螺母22相对的贯通孔，第二后连接边3为带螺栓孔的内弧形法兰，两者通过螺栓穿过螺栓孔和贯通孔后与固定螺母22固定实现连接。
79.本实施例中，固定螺母22固定在第一前连接边2的后侧，安装时，将螺栓穿过第二后连接边3的螺栓孔和第一前连接边2的贯通孔后，施工人员仅需要在隧道喇叭口波纹板衬砌单元4内侧操作，便可以将螺栓拧入固定螺母22中，实现前连接边2与后连接边3的固定，施工更加方便。
80.类似的，作为本技术提供的隧道喇叭口波纹板衬砌结构的一种具体实施方式，第一前连接边2前侧固定有连接螺栓，第二后连接边3为带螺栓孔的内弧形法兰，两者通过连接螺栓穿过对应的螺栓孔后紧固螺母实现连接。
81.本实施例中，连接螺栓固定在第一前连接边2的前侧，安装时，连接螺栓穿过第二后连接边3的螺栓孔后，施工人员仅需要在等径弧形波纹板1内侧操作，便可以在固定的连接螺栓上紧固螺母，实现第一前连接边2与第二后连接边3的固定，施工更加方便。
82.在具体实现时，第一前连接边2可以通过焊接或者螺纹连接等方式固定安装多个连接螺栓，对应的第二后连接边3沿周向设置多个带螺栓孔。
83.请参阅图5，作为本技术提供的隧道喇叭口波纹板衬砌结构的一种具体实施方式，径向连接部包括：
84.第一前连接边2，沿第一等径弧形波纹板1前端的弧形边沿延伸，外翻设置，第一前连接边2的弧形外沿设有向内的前折边21，前折边21与前连接边2之间形成与等径弧形波纹板1内部相通的操作间隙23；以及
85.第二后连接边3，沿第二等径弧形波纹板1后端的弧形边沿延伸，内翻设置，并与前折边21叠合；
86.第一等径弧形波纹板1前端与第二等径弧形波纹板1后端通过叠合的前折边21和第二后连接边3连接。
87.本实施例中，施工人员可以在等径弧形波纹板1内侧，通过操作间隙23利用螺栓连
接或者焊接的方式将前折边21与第二后连接边3连接固定，施工更加方便。
88.在具体实现时，第一等径弧形波纹板1、第一前连接边2和前折边21采用前述带前折边21的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的结构，第二等径弧形波纹板1、第二后连接边3也采用前述的隧道喇叭口波纹板衬砌单元4的结构，差别在于第一等径弧形波纹板1的半径小于第二等径弧形波纹板1。
89.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。