一种用于隧道基底变形的空腔型预防装置的制作方法

本实用新型涉及铁路工程建设技术领域，特别是一种用于隧道基底变形的空腔型预防装置。

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，提供一种用于隧道基底变形的空腔型预防装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于隧道基底变形的空腔型预防装置，包括沿着隧道横向方向，设置在仰拱填充层的一排空腔结构。

本装置作为隧道施工中的一种预防装置，通过在隧道施工时就设置若干个小的空腔结构，利用空腔结构的内部空间，来抵消因围岩应力调整引起的围岩体积增量，从而避免了围岩体积增量直接影响到仰拱填充层顶板，出现隧底上拱、不平顺的情形。本装置设有的空腔结构还同时起到了应力释放，减小运营期间隧道基底荷载对隧道仰拱破坏的作用。本装置设有的若干个小的空腔结构，不会影响仰拱填充层的结构强度和刚度，且空腔结构的设置，可大大节约了后期隧道仰拱上拱的整治维护费用，为防止复杂地质隧道基底上拱设计提供了科学依据，保证了隧道施工及运营的安全性，使隧道设计更加合理、安全、可靠。

作为本实用新型的优选方案，所有所述空腔结构相对于隧道纵轴线对称设置。

作为本实用新型的优选方案，所有相邻两个所述空腔结构之间的间距相等。

作为本实用新型的优选方案，位于道床板下方的所述空腔结构的相邻间距，小于位于其他区域的所述空腔结构。在施工中，可以灵活调整每个空腔结构的设置位置，使得空腔结构的设置既满足隧底围岩变形需求，又减小施工量，更加经济高效。通过增大空腔结构在道床板下方的设置密度，可以为道床板下方的隧底围岩提供更大的变形空间，保证道床板和轨道的平顺度。

作为本实用新型的优选方案，所有所述空腔结构的横向宽度之和，至少为所述仰拱填充层的三分之二，从而可为整个隧道横向范围提供足够大的变形空间。

作为本实用新型的优选方案，沿着隧道纵向方向设有若干排所述空腔结构，从而可为整个隧道的纵向范围均提供足够大的变形空间，防止隧底上拱。

作为本实用新型的优选方案，所有所述空腔结构沿隧道纵向方向均匀设置。

作为本实用新型的优选方案，所述空腔结构与仰拱填充层为一体浇筑成型结构。施工时，在所述仰拱填充层内设置若干个内模板，使所有所述内模板形成所需要的若干个封闭区域的空腔结构，其中，所述内模板为包含有水泥、砂、石、耐碱玻璃纤维网布材质的复合模板，最后，再浇筑所述仰拱填充层，形成具有空腔结构的仰拱填充层，使得空腔结构与仰拱填充层一体成型，不仅内模板不用拆卸，方便施工，且一体成型结构强度高。

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)本装置作为隧道施工中的一种预防装置，通过在隧道施工时就设置若干个小的空腔结构，利用空腔结构的内部空间，来抵消因围岩应力调整引起的围岩体积增量，从而避免了围岩体积增量直接影响到仰拱填充层顶板，出现隧底上拱、不平顺的情形。本装置设有的空腔结构还同时起到了应力释放，减小运营期间隧道基底荷载对隧道仰拱破坏的作用。本装置设有的若干个小的空腔结构，不会影响仰拱填充层的结构强度和刚度，且空腔结构的设置，可大大节约了后期隧道仰拱上拱的整治维护费用，为防止复杂地质隧道基底上拱设计提供了科学依据，保证了隧道施工及运营的安全性，使隧道设计更加合理、安全、可靠。

(2)位于道床板下方的所述空腔结构的相邻间距，小于位于其他区域的所述空腔结构，在施工中，可以灵活调整每个空腔结构的设置位置，使得空腔结构的设置既满足隧底围岩变形需求，又减小施工量，更加经济高效。通过增大空腔结构在道床板下方的设置密度，可以为道床板下方的隧底围岩提供更大的变形空间，保证道床板和轨道的平顺度。

附图说明

图1是本实用新型所述的用于隧道基底变形的空腔型预防装置的结构示意图。

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-空腔结构。

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。

如图1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。

一种用于隧道基底变形的空腔型预防装置，包括沿着隧道横向方向，设置在仰拱填充层4的一排空腔结构8，所有所述空腔结构8相对于隧道纵轴线对称设置。所有所述空腔结构8的横向宽度之和，至少为所述仰拱填充层4的三分之二，且沿着隧道纵向方向均匀设有若干排所述空腔结构8。

位于道床板5下方的所述空腔结构8的相邻间距，小于位于其他区域的所述空腔结构8。在施工中，可以灵活调整每个空腔结构的设置位置，使得空腔结构的设置既满足隧底围岩变形需求，又减小施工量，更加经济高效。通过增大空腔结构在道床板下方的设置密度，可以为道床板下方的隧底围岩提供更大的变形空间，保证道床板和轨道的平顺度。

本装置作为隧道施工中的一种预防装置，通过在隧道施工时就设置若干个小的空腔结构，所述空腔结构与仰拱填充层为一体浇筑成型结构，利用空腔结构的内部空间，来抵消因围岩应力调整引起的围岩体积增量，从而避免了围岩体积增量直接影响到仰拱填充层顶板，出现隧底上拱、不平顺的情形。本装置设有的空腔结构还同时起到了应力释放，减小运营期间隧道基底荷载对隧道仰拱破坏的作用。本装置设有的若干个小的空腔结构，不会影响仰拱填充层的结构强度和刚度，且空腔结构的设置，可大大节约了后期隧道仰拱上拱的整治维护费用，为防止复杂地质隧道基底上拱设计提供了科学依据，保证了隧道施工及运营的安全性，使隧道设计更加合理、安全、可靠。

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。