[发明专利]一种无砟轨道隧底变形的预防控制装置的施工方法

说明书

本发明公开了一种无砟轨道隧底变形的预防控制装置的施工方法，其中预防控制装置包括在仰拱填充层施工完成后，在道床板铺设前，从仰拱填充层竖直打入隧底围岩处的若干根竖直钻孔，且在竖直钻孔内壁设有支护管；其中施工方法包括在仰拱填充层施工完成后，在道床板铺设前，将竖直钻孔从仰拱填充层竖直打入隧底围岩；在竖直钻孔内壁铺设支护管；在支护管上设置应变片，并定期检测；当应变片的应力结果趋于稳定时，对竖直钻孔进行灌浆封闭。本装置在隧道施工阶段就给隧底围岩提供了可变形和应力释放的空间，可以待隧底变形趋于稳定时，再铺设道床板，后铺设的道床板就能在很大程度上预防隧底上拱的发生，可大大节约后期隧底上拱的整治维护费用。

技术领域

本发明涉及铁路工程建设技术领域，特别涉及一种无砟轨道隧底变形的预防控制装置的施工方法。

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，提供一种无砟轨道隧底变形的预防控制装置的施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种无砟轨道隧底变形的预防控制装置，包括在仰拱填充层施工完成后，在道床板铺设前，从所述仰拱填充层竖直打入隧底围岩处的若干根竖直钻孔，且在所述竖直钻孔内壁设有支护管。

本装置利用隧道结构支护体系与竖直钻孔刚度的差异，通过竖直钻孔的内缩变形，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，同时起到了应力释放，减小作用于衬砌结构体系荷载的作用，从而达到消除隧底上拱、控制隧底变形的目的，保证了隧道施工及运营的安全，使隧道工程安全、可靠。

另一方面，本装置是在道床板铺设前进行施工的，也就是在隧道施工阶段就给隧底围岩提供了可变形和应力释放的空间，可以待隧底变形趋于稳定时，也就是隧底围岩完成了新一轮的应力调整，重新进入应力平衡状态后，再封闭竖直钻孔并铺设道床板，此时，铺设的道床板就能在很大程度上避免隧底上拱的发生。本装置属于隧底变形的预防装置，可有效预防隧底上拱，可大大节约后期隧底上拱的整治维护费用。

优选的，所述竖直钻孔的直径为10cm-30cm。

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，可考虑对竖直钻孔进行封闭。

优选的，所述支护管为PVC管或钢管。

本发明还公开了一种无砟轨道隧底变形的预防控制装置的施工方法，包括任一所述的一种无砟轨道隧底变形的预防控制装置，其施工方法为：

步骤一：在仰拱填充层施工完成后，在道床板铺设前，将竖直钻孔从所述仰拱填充层竖直打入隧底围岩；

步骤二：在所述竖直钻孔内壁铺设支护管；