单洞双线铁路隧道及减轻列车脱轨影响邻线运行的方法与流程

1.本发明涉及铁路隧道领域，尤其是一种单洞双线铁路隧道及减轻列车脱轨影响邻线运行的方法。


背景技术：

2.双线铁路隧道可分为双洞单线和单洞双线两种形式，单洞双线隧道具有施工效率高、工程投资低等优势，在国内外普遍采用。但据资料显示，铁路隧道内曾发生过多起列车脱轨事故，给乘客生命财产安全造成严重损害。当隧道占比低时，列车脱轨影响邻线运行的事故比例相对较低，设计时一般未考虑其不利影响。但随着铁路建设逐步向艰险山区覆盖，隧道占比越来越高，列车运行速度越来越快，且长大连续坡度往往不可避免，导致列车脱轨的风险增大，事故后果更严重。从进一步保障列车运行安全，提高铁路运营防灾能力角度，亟待解决单洞双线铁路隧道列车脱轨影响邻线运行的技术问题。
3.避免隧道内列车脱轨进而影响邻线运行事故可采用隧道双洞单线方案，即将铁路左右线隧道分开设置，实现列车的物理隔离。但双洞单线隧道断面小，作业空间小，不便于大型机械化作业，影响施工进度，且工程投资较高，考虑到列车脱轨为小概率事件，若仅从此角度考虑采用双洞单线方案不合适，需要寻求更合理的解决方案。
4.cn200920086258公开了一种设中隔墙的双线铁路圆形隧道紧急疏散与救援系统，中隔墙上设置有多个防火的联络门，中隔墙的作用在于分隔出多个逃生空间，同时起到阻挡烟雾的作用。该中隔墙的上端与隧道顶部相连，若不改变原有线间距，将会导致隔墙上部侵入了基本建筑限界，根据gb146.2-2020《标准轨距铁路限界第2部分：建筑限界》的规定，基本建筑限界是不能侵入的，因此如果要采用这种隔墙隔离脱轨列车，必须要拓宽整个隧道的宽度，从而增加了隧道设计尺寸并改变隧道主体布置，增大了建设成本及施工难度。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种单洞双线铁路隧道及减轻列车脱轨影响邻线运行的方法，可以在不增加双线铁路线间距、不改变隧道设计尺寸的前提下减轻列车脱轨对邻线列车的影响，提高单洞双线铁路隧道内的列车行驶安全性，且不增加设计和施工成本。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：减轻列车脱轨影响邻线运行的方法，在单洞双线铁路隧道的双线轨道之间增设中隔墩，利用中隔墩支撑脱轨列车，实现脱轨列车与邻线正常行驶列车的物理隔离；
7.根据列车脱轨侧翻情况确定中隔墩的高度：列车脱轨侧翻情况有三种，一是原位绕轨顶侧翻，二是朝着中隔墩的方向水平移动一定距离再侧翻，三是朝着远离中隔墩的方向水平移动一定距离再侧翻，分别绘制这三种情况下的列车侧翻示意图，得出三种情况下列车脱轨侧翻后不影响邻线运行的中隔墩的最小高度h1、h2和h3，选取h1、h2和h3中的最大值，判断中隔墩为h1、h2和h3中的最大值时，是否侵入基本建筑限界，如果没有侵入基本建
筑限界，则将h1、h2和h3中的最大值作为中隔墩的高度，如果侵入基本建筑限界，则取中隔墩的上端与基本建筑限界重合；
8.根据列车脱轨侧翻的载荷以及中隔墩的强度确定中隔墩的厚度。
9.进一步地，所述双线轨道之间设置有中心水沟，所述中隔墩设置在中心水沟的上方。
10.进一步地，所述中隔墩分为多段，每段的长度为30～50m，相邻两段之间具有1～2m的间距，该间距内设置有与中心水沟连通的检查井。
11.进一步地，中隔墩采用钢筋混凝土。
12.进一步地，中隔墩的厚度为60cm。
13.进一步地，中隔墩的上端高于双线轨道轨面110cm。
14.单洞双线铁路隧道，包括设置有双线轨道的隧道本体，双线轨道之间设置有钢筋混凝土材质的中隔墩，中隔墩的厚度大于或等于60cm，中隔墩的上端高于双线轨道轨面110cm，且中隔墩的轮廓位于基本建筑限界之外，或者中隔墩的轮廓与基本建筑限界重合。
15.进一步地，中隔墩的下方设置有中心水沟，所述中隔墩分为多段，每段的长度为30～50m，相邻两段之间具有1～2m的间距，该间距内设置有与中心水沟连通的检查井。
16.进一步地，隧道本体的两侧设置有侧水沟和电缆槽，所述侧水沟和电缆槽通过盖板进行封闭。
17.进一步地，所述侧水沟的上方设置有疏散通道。
18.本发明的有益效果是：中隔墩可限制脱轨列车的运行轨迹，并在列车倾覆时提供支点，避免或减轻隧道内列车脱轨、倾覆对邻线运行的影响，减少二次灾害的发生几率，保证铁路隧道行车安全；中隔墩设置于左右线之间，一定程度上实现了上下行线路的物理隔离，对于维修养护作业是有利的。通过严格控制中隔墩的高度，在尽量保证隔离效果的前提下，避免中隔墩侵入基本建筑限界，从而不需要增大隧道尺寸和双线铁路的线间距，基本不增大隧道的建设成本和施工难度。
附图说明
19.图1是现有单洞双线铁路隧道的断面示意图；
20.图2是本发明单洞双线铁路隧道的断面示意图；
21.图3至图5是三种情况下的列车侧翻示意图；
22.图6是中隔墩的侧视示意图；
23.附图标记：1—基本建筑限界；2—机车车辆限界；3—双线轨道；4—仰拱填充；5—中隔墩；6—中心水沟；7—侧水沟；8—电缆槽；9—盖板；10—疏散通道；13—检查井。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
25.图1为现有单洞双线铁路隧道的典型断面示意图，包括设置在仰拱填充4上的双线轨道3，两条线路的基本建筑限界1和机车车辆限界2。如图所示，基本建筑限界1、机车车辆限界2和双线轨道3均相对于隧道中线呈轴对称。在隧道的设计规范中，不允许隧道内的其他设施侵入基本建筑限界1，以保证列车的行车安全。
26.本发明的减轻列车脱轨影响邻线运行的方法，如图2所示，在现有单洞双线铁路隧道的双线轨道3之间增设中隔墩5，利用中隔墩5支撑脱轨列车，实现脱轨列车与邻线正常行驶列车的物理隔离。中隔墩5设置在仰拱填充4上，中隔墩5的长度方向与隧道的长度方向一致，其中线与隧道中线重合。
27.为了满足中隔墩5不侵入基本建筑限界1的要求，同时尽量保证中隔墩5的隔离效果，采用以下方法确定中隔墩5的高度：
28.根据列车脱轨侧翻情况确定中隔墩5的高度，列车脱轨侧翻情况有三种，一是原位绕轨顶侧翻，二是朝着中隔墩5的方向水平移动一定距离再侧翻，三是朝着远离中隔墩5的方向水平移动一定距离再侧翻，这三种情况均是指朝着中隔墩5的方向侧翻，而不是朝着隧道侧壁的方向侧翻，因为朝着隧道侧壁的方向侧翻时不会影响邻线列车的运行，因此本发明不考虑这种情况。
29.分别绘制这三种情况下的列车侧翻示意图，原位绕轨顶侧翻情况如图3所示，朝着中隔墩5的方向水平移动一定距离再侧翻的情况如图4所示，朝着远离中隔墩5的方向水平移动一定距离再侧翻的情况如图5所示，一般来说，中隔墩5的高度越大，阻挡、隔离效果越好，但侵入基本建筑限界1的概率越大，因此中隔墩5在满足要求的条件下应采用较小的高度。当列车侧翻后，列车侧壁被中隔墩5的侧面顶端支撑，列车顶部轮廓与邻线的机车车辆限界2刚好重合时，此时中隔墩5的高度作为最小高度，当中隔墩5的高度高于或等于最小高度时，就能够阻挡侧翻的列车，防止其影响邻线的列车。绘图时，先根据经验选择中隔墩5的厚度，由于中隔墩5厚度对绘图精度的影响较小，因此忽略中隔墩5厚度变化造成的误差。可以选择较小的厚度值，在较小的厚度下计算出中隔墩5的高度后，如果增加中隔墩5的厚度后也能够满足要求。
30.通过图3、图4和图5可以得出三种情况下列车脱轨侧翻后不影响邻线运行的中隔墩5的最小高度h1、h2和h3，选取h1、h2和h3中的最大值，判断中隔墩5为h1、h2和h3中的最大值时，是否侵入基本建筑限界1，如果没有侵入基本建筑限界1，则将h1、h2和h3中的最大值作为中隔墩5的高度，如果侵入基本建筑限界1，则中隔墩5的上端与基本建筑限界1重合。从图3、图4和图5中可以看出，列车侧翻时的转动中心距离中隔墩5越远，所需要的中隔墩5高度越大，并且列车在原位绕轨顶侧翻以及朝着中隔墩5的方向水平移动一定距离再侧翻时，最小高度的中隔墩5未侵入基本建筑限界1，而当列车朝着远离中隔墩5的方向水平移动一定距离再侧翻时，最小高度的中隔墩5会侵入基本建筑限界1，因此为了尽量保证中隔墩5的隔离效果，同时避免中隔墩5侵入基本建筑限界1，中隔墩5的顶面与基本建筑限界1重合，在这种高度下，可以避免大多数情况下列车侧翻时影响邻线列车的运行。根据基本建筑限界1的尺寸可得，中隔墩5的具体高度为：上端高于双线轨道3轨面110cm。
31.根据列车脱轨侧翻的载荷以及中隔墩5的强度确定中隔墩5的厚度。中隔墩5可以采用金属材质，但是金属材质成本高，因此优选采用钢筋混凝土，钢筋混凝土的强度是已知的，再按照常规方式计算出能够承受列车侧翻载荷的中隔墩5厚度即可，具体地，将中隔墩5的厚度设置为60cm，可满足承载要求，且中隔墩5侧面不侵入基本建筑限界1。
32.综上，本发明的单洞双线铁路隧道，包括设置有双线轨道3的隧道本体，双线轨道3之间设置有钢筋混凝土材质的中隔墩5，中隔墩5的轮廓位于基本建筑限界1之外，或者中隔墩5的轮廓与基本建筑限界1重合，具体地，中隔墩5的厚度大于或等于60cm，其侧面与基本
建筑限界1具有少量的间距，中隔墩5的上端高于双线轨道3轨面110cm，与基本建筑限界1重合。
33.为了实现良好的排水功能，所述双线轨道3之间设置有中心水沟6，隧道本体的两侧设置有侧水沟7。所述中隔墩5设置在中心水沟6的上方，可充分利用空间。为了便于对中心水沟6进行检查、清理，如图6所示，所述中隔墩5分为多段，每段的长度为30～50m，相邻两段之间具有1～2m的间距，该间距内设置有与中心水沟6连通的检查井13，检查井13设置有井盖，需要检查中心水沟6时，打开井盖，通过检查井13进入中心水沟6即可。
34.此外，隧道本体的两侧设置有电缆槽8，电缆槽8用于敷设电缆，所述侧水沟7和电缆槽8通过盖板9进行封闭。
35.当发生事故时，为了便于疏散人群，所述侧水沟7的上方设置有疏散通道10，疏散通道10设置在隧道侧壁，具有足够的高度和宽度供人群行走。
36.本发明的单洞双线铁路隧道及减轻列车脱轨影响邻线运行的方法，无需改变现有单洞双线铁路隧道的设计尺寸以及双线轨道3之间的间距等，整体尺寸保留原先的设计，不会增加施工难度以及施工成本。
37.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。