[发明专利]一种可预防无砟轨道隧底变形的装置的施工方法

说明书

本发明公开了一种可预防无砟轨道隧底变形的装置的施工方法，其中装置包括设置在隧底围岩的若干根横向钻孔，每根横向钻孔沿隧道横向方向设置在隧道仰拱初期支护的正下方，且横向钻孔的内壁设有支护管；施工方法为在隧道一侧设置钻孔工作室；在工作室内沿着隧道横向进行打孔，从而形成若干根横向钻孔；在横向钻孔内壁铺设支护管；在支护管上设置应变片，用以定期检测；当应变片的应力值趋于稳定时，对横向钻孔进行灌浆封闭。本发明通过设有的横向钻孔的内缩变形，来给隧底围岩提供变形空间，从而可减少因围岩应力调整引起的围岩体积增量，达到消除隧底上拱、控制隧底变形的目的，有效的控制了复杂地质隧道基底上拱的施工及运营风险。

技术领域

本发明涉及铁路工程建设技术领域，特别涉及一种可预防无砟轨道隧底变形的装置的施工方法。

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。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所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不足，提供一种可预防无砟轨道隧底变形的装置的施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种可预防无砟轨道隧底变形的装置，包括设置在隧底围岩的若干根横向钻孔，每根所述横向钻孔沿隧道横向方向设置在隧道仰拱初期支护的正下方，且所述横向钻孔的内壁设有支护管。

本装置的横向钻孔设置在隧道仰拱初期支护下方的横截面上，通过设有的横向钻孔的内缩变形，来给隧底围岩提供足够的变形空间，从而可减少因围岩应力调整引起的围岩体积增量，达到消除隧底上拱、控制隧底变形的目的。本装置设有的横向钻孔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，有效的控制了复杂地质隧道基底上拱的施工及运营风险，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。

优选的，所述横向钻孔的长度大于所述隧道的横向长度，以提供整个隧道横向范围内隧底围岩的变形空间。

优选的，所述横向钻孔水平布置，且在隧道仰拱初期支护下方同一横截面的不同高度上设有若干根所述横向钻孔。通过设置多根横向钻孔，可为隧底围岩提供更大的变形空间，达到消除隧底上拱、控制隧底变形的目的。

优选的，所述支护管内设有若干应变片，用以对支护管的应力情况进行检测，当支护管应力片的应力趋于稳定时，说明隧底的变形较小，隧底围岩完成了新一轮的应力调整，重新进入了应力平衡状态，可考虑对横向钻孔进行封闭。

优选的，所述横向钻孔的直径为10cm-30cm。

优选的，所述支护管为PVC管或钢管。

本发明还公开了一种可预防无砟轨道隧底变形的装置的施工方法，包括任一所述的一种可预防无砟轨道隧底变形的装置，其施工方法为：

步骤一：在隧道一侧设置钻孔工作室；