[发明专利]一种帽檐斜切式隧道洞口缓冲结构

说明书

技术领域

本发明涉及隧道洞门结构领域，具体是指一种帽檐斜切式隧道洞口缓冲结构。

背景技术

高速列车通过隧道时，会在隧道内和隧道洞口处产生一系列的空气动力学效应，主要包括洞内及列车内瞬变压力效应、隧道洞口微压波效应、隧道内气动荷载效应及机车附加阻力效应。其中，洞口微压波效应的主要表现是：在洞口处产生气动爆破噪声，造成洞口周围轻型结构物（机车窗户、房屋门窗）的低频剧烈振动。洞口微压波效应对洞口周围环境破坏较大，严重影响洞口周边居民的日常生活。

在隧道洞口处设置洞口缓冲结构是一种常用来缓解微压波效应的方法，洞口缓冲结构是由隧道洞口段衬砌向外延伸形成的洞体延长段，并在洞体延长段表面布置开口。缓冲结构长度、开口数量，开口位置、缓冲结构横截面积等参数根据隧道长度、机车速度、机车型号、洞口地形、机车与隧道的阻塞比等因素确定。根据开口数量，可以把缓冲结构分为单开口型、双开口型、多开口型（3个及以上）三种缓冲结构；根据缓冲结构与隧道洞口衬砌段的横截面积之比，可以把缓冲结构分为等截面型和扩大型缓冲结构。现有的缓冲结构能够起到缓解洞口微压波效应的作用，但缓冲结构的长度、横截面积、开口位置、开口率（开口总面积与隧道横截面面积之比）、开口数量、洞门形式等参数会显著影响缓冲结构对洞口微压波效应的缓解效果，导致一方面缓解微压波效果不佳，另一方面经济成本高。并且长大隧道的洞口微压波效应比中短隧道更强，常常采用较长的多开口扩大型缓冲结构。但在桥隧连接段等洞口空间小的地形处，往往无法设置较长的多开口扩大型缓冲结构。

发明内容

本发明的目的是根据上述不足提供一种帽檐斜切式隧道洞口缓冲结构，使其结构简单、稳固性好、成本低，而且缓解微压波效应效果显著，适用于洞口空间小的长大隧道。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种帽檐斜切式隧道洞口缓冲结构，其特征在于：所述洞口缓冲结构包括与洞口衬砌结构对接，并位于隧道外侧的导洞，在所述导洞入口处设置洞门端台，所述洞门端台为向外折起的喇叭口，喇叭口的内外壁在顶部形成挑高，挑高部分为由下到上逐步朝内倾斜的斜切面；所述导洞顶部沿隧道长度方向布置有两个开口，或导洞侧壁沿隧道长度方向上各布置两个开口。通过设置帽檐斜切式的洞门端台与导洞开口缓冲的方式，可以缓解微压波效应，同时仅需设置2个开口达到效果，节省了成本。

优选的，所述导洞横截面积与洞口衬砌结构横截面积的面积比为1.1-1.9:1。该缓冲结构导洞为扩大式导洞，缓解微压波效应效果更好。

优选的，所述导洞顶部的长度为15-30m。优选导洞长度可以减少洞口占用空间，对地形的适应性更强，尤其是洞口空间小的桥隧连接处，具有更强的实用性。

优选的，所述开口总面积与洞口衬砌结构横截面积的面积比为0.1-0.35。该优选范围具有良好的缓解微压波效应的效果，同时施工难度低。

优选的，所述洞门端台的倾斜角为30-75°。该优选范围具有良好的缓解微压波效应的效果，同时施工难度低，安全性能好。

优选的，所述帽檐斜切式端台挑高的倾斜角为100-135°。安全性能更好，并且美观，施工难度低。

优选的，所述挑高与导洞顶部距离为0.1-3m。

本发明的帽檐斜切式隧道洞口缓冲结构为钢筋混凝土整体浇筑体，整体稳定性好，安全度高，可以显著缓解铁路隧道的洞口微压波效应，有效解决高速铁路隧道洞口的爆破噪声污染和轻型结构物（房屋门窗）的低频振动问题。同时本发明帽檐斜切式隧道洞口缓冲结构给出了缓冲结构各参数（缓冲结构长度、开口率、洞门倾斜角）的可选范围，扩大了缓冲结构的应用范围，能够在相同造价情况下，达到最好的洞口微压波缓解效果，实现经济效果最大化。另外本发明长度较短，占用洞口空间小，对洞口地形适应性强，具有受洞口地形限制小的优点，尤其适用于洞口空间较小的桥隧连接处。

附图说明

图1为本发明导洞顶部开口的立体结构示意图；

图2为本发明的主视示意图；

图3为本发明导洞顶部开口的纵断面示意图；

1.衬砌结构、2.导洞、3.洞门端台、4.第一开口、5.第二开口、6.地形护坡、7.洞门端台外壁、8.喇叭口、9.洞门端台内壁、10.挑高、11.导洞外壁、12.洞门端台倾斜角、13.帽檐斜切式端台挑高倾斜角、14.衬砌结构内壁、15.衬砌结构外壁。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明：