一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构的制作方法
【专利摘要】一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，包括隧道和桩梁板结构，在所述隧道内表面上由外向内依次设置有初期支护和二次衬砌，在初期支护和二次衬砌之间设置有预留变形量，二次衬砌包括拱圈、边墙和仰拱，在边墙上设置有放大墙脚，两个放大墙脚之间为排水通道，桩梁板结构设置在排水通道中。桩梁板结构包括现浇板、支撑架和桩，桩均匀分布在排水通道内，桩下端穿过仰拱固定在仰拱下方的基岩上，支撑架固定在桩顶部，现浇板固定在支撑架上端面。现浇板承受经道床传来的列车荷载，再通过纵梁、横梁和桩将荷载传递到地下水位以下的稳定基岩，避免了地下水参与该体系的传力作用。
【专利说明】
一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及隧道领域，具体涉及一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构。
【背景技术】
[0002]在富水软弱围岩中修建重载铁路隧道，为了确保隧道结构的稳定和重载列车的振动影响，常规采用的结构是带仰拱的曲墙式衬砌。
[0003]在此类隧道衬砌体系中，衬砌与围岩共同承担围岩压力，同时衬砌的仰拱部分承受经道床和仰拱填充传递过来的列车荷载，即衬砌要同时承受围岩压力和列车荷载。在普通的(无特殊地质)隧道中，这样的结构能满足实际需要。
[0004]对于在富水软弱围岩条件下修建的重载铁路隧道工程，若仍采用这样的结构，会因隧道内的排水能力不足，造成仰拱、填充，甚至道床(特别是整体道床)位于水位线以下。此时，承担列车荷载的受力体系中必定会有水(即填充与仰拱间，或仰拱与基底间的地下水)的参与，在列车荷载的反复作用下，造成隧道底部结构的破坏，若是整体道床的特长重载隧道，将可能给隧道运营造成致命的、无可估量的损失。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型针对现有技术的不足，提出一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，具体技术方案如下:
[0006]—种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，其特征在于:包括隧道和粧梁板结构，在所述隧道内表面上由外向内依次设置有初期支护(I)和二次衬砌，在所述初期支护(I)和二次衬砌之间设置有预留变形量(2)，所述二次衬砌包括拱圈(3)、边墙(4)和仰拱(5)，在所述边墙(4)上设置有放大墙脚(6)，两个所述放大墙脚(6)之间为排水通道(7)，所述粧梁板结构设置在所述排水通道(7)中；
[0007]所述粧梁板结构包括现浇板(8)、支撑架和粧(9)，所述粧(9)均匀分布在所述排水通道(7)内，所述粧(9)下端穿过所述仰拱(5)固定在仰拱(5)下方的基岩上，所述支撑架固定在所述粧(9)顶部，所述现浇板(8)固定在所述支撑架上端面。
[0008]本实用新型是这样实现的:本实用新型的粧梁板结构与隧道仰拱不相连，施作时先完成初期支护和二次衬砌，然后在排水通道中钻孔施作粧，之后施作梁板结构，再在现浇板上修建整体道床或铺道碴。
[0009]修建完成后，分别形成两个独立的受力体系和两个通行空间:
[0010]第一个受力体系:带仰拱的衬砌与围岩一起共同承担围岩压力。该体系与常规软弱围岩的受力体系相同，用以确保支护-围岩体系的稳定和隧道结构的安全，为列车运营提供足够的、安全的通行空间。
[0011]第二个受力体系:现浇板承受经道床传来的列车荷载，再通过纵梁、横梁和粧将荷载传递到地下水位以下的稳定基岩，避免了地下水参与该体系的传力作用，也彻底解决了隧道基底病害。
[0012]第一个通行空间:道床与隧道拱墙二次衬砌形成的列车通行空间，满足列车的通行功能，即交通隧道的使用功能；
[0013]第二个通行空间:仰拱与现浇板之间形成的超大地下水通行空间，满足富水软弱破碎围岩大量地下水的排泄要求，即隧道的排水功能。
[0014]为更好的实现本实用新型，可进一步为:在所述放大墙脚(6)上端面分别开设有排水槽(12)和电缆槽(13)，所述排水槽(12)与排水通道(7)相连通。
[0015]进一步地:所述支撑架为由横梁(10)和纵梁(11)组成的框架结构，在两根所述纵梁(11)之间均匀排布有所述横梁(10)。该横梁加强支撑架整体结构稳定性。
[0016]进一步地:所述现浇板(8)上端面在所述放大墙脚(6)上端面的下方，所述现浇板
(8)左端面和右端面分别与各自相对应的所述放大墙脚(6)之间留有间隙。
[0017]进一步地:两根所述纵梁(11)间距为1435mm，所述横梁(10)与纵梁刚性连接，所述粧(9)与所述支撑架刚性连接，粧的纵向间距小于列车同一转向架的轴距。避免同一转向架的两个轴同时作用在一跨上，减小荷载，使结构更安全。
[0018]本实用新型的有益效果为:第一，板承受经道床传来的列车荷载，再通过纵梁、横梁和粧将荷载传递到地下水位以下的稳定基岩，避免了地下水参与该体系的传力作用，优化了富水软弱围岩重载铁路隧道内列车荷载的传递路径，改善了隧道底部结构型式，也彻底解决了隧道基底病害。第二，仰拱与现浇板之间形成的超大地下水通行空间，满足富水软弱破碎围岩大量地下水的排泄要求，确保了富水软弱破碎地层中隧道具有足够的排水能力，特别有益于单面坡的特长隧道。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图；
[0020]图2为粧梁板结构正面图；
[0021 ]图3为粧梁板结构纵向布置图；
[0022]图4为支撑架结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0024]如图1至图4所示:一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，包括隧道和粧梁板结构，在隧道内表面上由外向内依次设置有初期支护I和二次衬砌，在初期支护I和二次衬砌之间设置有预留变形量2，二次衬砌包括拱圈3、边墙4和仰拱5，边墙4连接在拱圈3与仰拱5之间，在边墙4上设置有放大墙脚6，两个放大墙脚6之间为排水通道7，粧梁板结构设置在排水通道7中。在放大墙脚6上端面分别开设有排水槽12和电缆槽13，排水槽12与排水通道7相连通。
[0025]粧梁板结构包括现浇板8、支撑架和粧9，粧9均匀分布在排水通道7内，该粧9的纵向间距小于列车同一转向架的轴距，避免同一转向架的两个轴同时作用在一跨上，减小荷载，使结构更安全。粧9下端穿过仰拱5固定在仰拱5下方的稳定基岩上，支撑架固定在粧9顶部，该支撑架与粧9刚性连接，现浇板8固定在支撑架上端面。该支撑架为由横梁10和纵梁11组成的框架结构，在左边的纵梁11和右边的纵梁11之间均匀排布有横梁10。该横梁与纵梁刚性连接，增加支撑架整体的稳定性。该左边的纵梁11和右边的纵梁11的间距同轨道间距一样为1435mm，使得使列车轴重直接传到纵梁上。然后通过粧9将荷载传递到地下水位以下的稳定基岩，避免了地下水参与该体系的传力作用，解决了隧道基底病害。
[0026]现浇板8上端面在放大墙脚6上端面的下方，现浇板8左端面和右端面分别与各自相对应的放大墙脚6之间留有间隙。
【主权项】
1.一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，其特征在于:包括隧道和粧梁板结构，在所述隧道内表面上由外向内依次设置有初期支护(I)和二次衬砌，在所述初期支护(I)和二次衬砌之间设置有预留变形量(2)，所述二次衬砌包括拱圈(3)、边墙(4)和仰拱(5)，在所述边墙(4)底部设置放大墙脚(6)，两个所述放大墙脚(6)之间为排水通道(7)，所述粧梁板结构设置在所述排水通道(7)中； 所述粧梁板结构包括现浇板(8)、支撑架和粧(9)，所述粧(9)均匀分布在所述排水通道(7)内，所述粧(9)下端穿过所述仰拱(5)固定在仰拱(5)下方的基岩上，所述支撑架固定在所述粧(9)顶部，所述现浇板(8)固定在所述支撑架上端面。2.根据权利要求1所述一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，其特征在于:在所述放大墙脚(6)上端面分别开设有排水槽(12)和电缆槽(13)，所述排水槽(12)与排水通道(7)相连通。3.根据权利要求1所述一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，其特征在于:所述支撑架为由横梁(10)和纵梁(11)组成的框架结构，在两根所述纵梁(11)之间均匀排布有所述横梁(10)。4.根据权利要求1所述一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，其特征在于:所述现浇板(8)上端面在所述放大墙脚(6)上端面的下方，所述现浇板(8)左端面和右端面分别与各自相对应的所述放大墙脚(6)之间留有间隙。5.根据权利要求3所述一种适用于富水软岩重载铁路隧道的新型底部结构，其特征在于:两根所述纵梁(11)间距为1435mm，所述横梁(10)与纵梁刚性连接，所述粧(9)与所述支撑架刚性连接，粧的纵向间距小于列车同一转向架的轴距。
【文档编号】E21F16/02GK205714208SQ201620405221
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】龚伦, 仇文革, 舒磊, 郑余朝
【申请人】西南交通大学