邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)受力良好、地形適應(yīng)性強(qiáng)，以提高設(shè)計效率，方便現(xiàn)場施工，節(jié)省工程造價。包括洞門端墻(10)、隧道襯砌(30)和位于隧道外兩側(cè)的洞外擋墻(20)。所述洞門端墻(10)的正面與隧道襯砌(30)端面固結(jié)為一體；所述洞門端墻(10)的橫向兩側(cè)具有向側(cè)外和向前延伸的弧形段，弧形段與洞外擋墻(20)圓順連接為一體，弧形段的形狀接近墻背土壓力的合理拱軸線。
【專利說明】邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鐵路隧道工程，特別涉及一種仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]所有隧道洞口均應(yīng)設(shè)置洞門結(jié)構(gòu)，主要包括支擋結(jié)構(gòu)和排水結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)用于支撐洞口段土體，排水結(jié)構(gòu)將地表坡面水匯集，引入周邊溝槽。洞門型式的選擇應(yīng)結(jié)合洞口的地形、地質(zhì)條件、周邊建筑等因素綜合比選決定。目前常用的隧道洞門按是否設(shè)置洞門端墻，可分為端墻類洞門和無端墻類洞門兩大類。端墻類洞門有端墻式、臺階式、柱式、翼墻式、耳墻式等暗洞洞門，還包括單壓式、偏壓式、雙耳墻式等明洞門。無端墻類洞門主要有直切式、斜切式、倒斜切式等洞門。
[0003]目前設(shè)計及施工的端墻類洞門，通常在隧道洞口的正面和側(cè)面設(shè)置類似于重力式擋土墻的支擋結(jié)構(gòu)。正面部分稱為洞門端墻，洞外兩側(cè)支擋結(jié)構(gòu)稱為洞外擋墻。洞門端墻一般下窄上寬，中部與襯砌相連，兩側(cè)下部與洞外擋墻相連，兩側(cè)高于擋墻部分嵌入周圍土體0.5?1.5m,并自下而上呈臺階狀加寬。洞門端墻依靠襯砌結(jié)構(gòu)和周圍土體提供約束，支擋仰坡土體。洞外擋墻一般平行于線路方向或呈外八字分布，與洞門端墻正交或斜交，并設(shè)1:0.1至1:0.25不等的胸坡,一般長5?1m,高6?10m。洞外擋墻主要用于支擋邊坡土體。端墻類洞門的排水結(jié)構(gòu)一般是，在端墻背后設(shè)置水溝，匯集坡面水后穿過端墻流入墻前，通過設(shè)置于洞外擋墻上的水溝，流入路基水溝。端墻類洞門結(jié)構(gòu)支護(hù)能力強(qiáng)，安全性高。洞門端墻高于襯砌2m左右，可防止仰坡土石滾落，具有一定的危巖落石防護(hù)作用。但主要存在幾點(diǎn)不足:(1)端墻為平面結(jié)構(gòu)，與墻背土壓力的合理拱軸線相差較大，端墻承受較大的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，不利于結(jié)構(gòu)受力；(2)端墻嵌入周邊土體一定深度，其尺寸隨地形變化而變化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)場掏槽開挖，施工困難；(3)端墻與洞外擋墻連接處結(jié)構(gòu)突變，連接不圓順，應(yīng)力集中，容易開裂。(4)端墻和擋墻分別按重力式擋墻獨(dú)立設(shè)計計算，獨(dú)立支擋邊坡和仰坡，未考慮兩者的耦合作用，不能發(fā)揮整體支擋作用。(5)由于端墻兩側(cè)嵌入土體，墻背積水無法排走，必須穿過端墻，并在擋墻上設(shè)置水溝，工藝復(fù)雜，且暴雨季節(jié)大量地表水流入路基水溝，可能超出路基水溝排水能力，危及行車安全。
[0004]無端墻類洞門不設(shè)置傳統(tǒng)的端墻和擋墻結(jié)構(gòu)，將洞口段襯砌結(jié)構(gòu)澆筑成直切、斜切和到斜切形狀，為防止地表水流入隧道，設(shè)置了帽檐，形成直切式、斜切式和倒切式洞門，該類具有“簡潔大方、美觀實(shí)用、保護(hù)環(huán)境”的優(yōu)點(diǎn)，對于高速鐵路隧道，還具有減緩空氣動力學(xué)效應(yīng)的作用，但該類洞門地形適應(yīng)性較差，只適用于地形較為平緩、邊仰坡較低的洞口，洞口段襯砌裸露，無覆土，難以抵抗危巖落石的沖擊，因此不適用于危巖落石發(fā)育的洞口，難以在山嶺隧道中大規(guī)模應(yīng)用，且正切式和倒切式洞門施工復(fù)雜，需定制專用的模板，成本較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)受力良好、地形適應(yīng)性強(qiáng)，以提高設(shè)計效率，方便現(xiàn)場施工，節(jié)省工程造價。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型的邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)，包括洞門端墻、隧道襯砌和位于隧道外兩側(cè)的洞外擋墻，其特征是:所述洞門端墻的正面與隧道襯砌端面固結(jié)為一體；所述洞門端墻的橫向兩側(cè)具有向側(cè)外和向前延伸的弧形段，弧形段與洞外擋墻圓順連接為一體，弧形段的形狀接近墻背土壓力的合理拱軸線。
[0008]所述洞門端墻和洞外擋墻背后設(shè)置連通的排水溝。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是，洞門端墻具有其形狀接近墻背土壓力的合理拱軸線的弧形段，端墻的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力較小，與傳統(tǒng)平面型端墻相比，結(jié)構(gòu)受力性能優(yōu)越，可減小端墻厚度，降低工程造價；洞外擋墻與洞門端墻弧形段圓順連接，光滑過渡，有效消除應(yīng)力集中，改善了結(jié)構(gòu)受力條件，可有效保證了洞口安全；洞門整體上與周圍山體融合較好、線條圓順，美觀大方；端墻和洞外擋墻背后設(shè)置連通的排水溝，地表水直接匯集流入自然溝，施工簡易；既適用于暗洞，也適用于明洞，地形適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)計及施工簡易可行；洞門端墻正面高出隧道襯砌一定高度，洞門端墻背后可回填土石，可有效防護(hù)危巖落石沖擊，避免了正切式和倒切式洞門襯砌結(jié)構(gòu)裸露、抗危巖落石沖擊能力差的缺點(diǎn)，較好地結(jié)合了傳統(tǒng)端墻類洞門和切削式洞門的有點(diǎn)，克服了兩者的不足。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本說明書包括如下兩幅附圖:
[0011]圖1是本實(shí)用新型邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)的正面圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)墻背水溝斷面圖。
[0014]圖中所示構(gòu)件、部位名稱及所對應(yīng)的標(biāo)記:洞門端墻10、洞外擋墻20、隧道襯砌30、排水溝40。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0016]參照圖1和圖2，本實(shí)用新型的邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)，包括洞門端墻10、隧道襯砌30和位于隧道外兩側(cè)的洞外擋墻20。所述洞門端墻10的正面與隧道襯砌30端面固結(jié)為一體。所述洞門端墻10的橫向兩側(cè)具有向側(cè)外和向前延伸的弧形段，弧形段與洞外擋墻20圓順連接為一體，弧形段的形狀接近墻背土壓力的合理拱軸線。洞門端墻和洞外擋墻背后設(shè)置連通的排水溝40。洞門端墻和洞外擋墻可結(jié)合地形地質(zhì)條件采用左右等高的對稱結(jié)構(gòu)，也可采用左右不等高的非對稱結(jié)構(gòu)。
[0017]與傳統(tǒng)平面型端墻相比，結(jié)構(gòu)受力性能優(yōu)越，可減小端墻厚度，降低工程造價。洞門端墻10弧形段可實(shí)現(xiàn)洞門端墻10和洞外擋墻20的圓順連接，最大限度消除了應(yīng)力集中，改善了結(jié)構(gòu)受力條件。墻背的邊坡和仰坡土體開挖圓順過渡，提高了土體的自穩(wěn)性，降低了塌方風(fēng)險。洞門端墻10與隧道襯砌30和洞外擋墻20牢固連接，三者相互約束，相互支撐，提高了洞門支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。洞門端墻10和洞外擋墻20的圓順連接,改變了傳統(tǒng)洞門邊坡和仰坡獨(dú)立支擋的設(shè)計理念，形成邊仰坡聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮洞門結(jié)構(gòu)的整體支護(hù)作用。洞門端墻10和洞外擋墻20背后設(shè)置連通的排水溝40，地表水直接匯集流入自然溝，排水通暢，施工簡易。
[0018]參照圖1，所述洞門端墻10正面的高度大于隧道襯砌30的高度。洞門端墻10背后可回填土石，可有效防護(hù)危巖落石沖擊，避免了正切式和倒切式洞門襯砌結(jié)構(gòu)裸露、抗危巖落石沖擊能力差的缺點(diǎn)，較好地結(jié)合了傳統(tǒng)端墻類洞門和切削式洞門的有點(diǎn)，克服了兩者的不足。
[0019]以上所述只是用圖解說明本實(shí)用新型邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)的一些原理，并非是要將本實(shí)用新型局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和實(shí)用范圍、領(lǐng)域內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改及等同物，均屬于本實(shí)用新型所申請的專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)，包括洞門端墻(10)、隧道襯砌(30)和位于隧道外兩側(cè)的洞外擋墻(20)，其特征是:所述洞門端墻(10)的正面與隧道襯砌(30)端面固結(jié)為一體；所述洞門端墻(10)的橫向兩側(cè)具有向側(cè)外和向前延伸的弧形段，弧形段與洞外擋墻(20)圓順連接為一體，弧形段的形狀接近墻背土壓力的合理拱軸線。
2.如權(quán)利要求1所述的邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)，其特征是:所述洞門端墻(10)正面的高度大于隧道襯砌(30)的高度。
3.如權(quán)利要求1所述的邊仰坡聯(lián)合支護(hù)隧道洞門結(jié)構(gòu)，其特征是:所述洞門端墻(10)和洞外擋墻(20)背后設(shè)置連通的排水溝(40)。
【文檔編號】E21D9/14GK204060708SQ201420394674
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】陶偉明, 張磊, 林本濤, 高楊, 楊昌宇, 朱勇, 劉鵬, 王宏超, 鞏江峰, 鐘昌桂, 張慧玲, 鄭偉 申請人:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司