專利名稱：一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及高速鉄路隧道領域，具體是指ー種高速鉄路單線隧道洞ロ緩沖結構。
背景技術：
高速列車進入隧道時，車頭前方空間受到限制，導致車頭前方的空氣不能及時向四周擴散而被急劇壓縮形成空氣壓縮波。該壓縮波以音速傳播到隧道出ロ，約90%的以膨脹波的形式向隧道入口反射回去，其它約有10%的能量以脈狀沖擊波的形式自隧道出口向周圍區域輻射出去，形成微壓波。微壓波效應過強會產生氣動爆破噪聲即隧道音爆，并使得附近輕型結構(房屋窗戶)急劇振動等問題，導致噪聲污染，對周邊居民產生不良心理影響，對人居環境的危害性較大，成為高速鉄路隧道結構設計參數的重要影響因素，因此有必要采取措施對隧道洞ロ微壓波微效應進行緩解。目前國內 外減緩微壓波的措施包括改造隧道結構和優化列車形狀。改造隧道結構的措施有改變洞門形式和設置洞ロ緩沖結構。但是現有的洞ロ緩沖結構主要是針對軌面以上有效面積為IOOm2左右的大斷面雙線隧道設計的，而對于65m2左右的小斷面單線隧道并不適用。并且現有的洞ロ緩沖結構只能把隧道洞口外20m處微壓波峰值控制在50Pa以內，無法滿足嚴格的微壓波壓カ峰值控制標準。
發明內容
本發明的目的是根據上述不足提供ー種高速鉄路單線隧道洞ロ緩沖結構，該緩沖結構可以適用于小斷面單線隧道，并且緩解微壓波峰值效果好。本發明是通過如下技術方案實現的ー種高速鉄路單線隧道洞ロ緩沖結構，其特征在于所述緩沖結構為與隧道洞ロ襯砌對接的并位于隧道洞口外側的橫截面為矩形的矩形洞體，在矩形洞體的頂部沿矩形洞體長度方向設置1-8個開ロ，開ロ總面積與洞ロ襯砌內空橫截面積的面積比為0. 75-2，沿所述矩形洞體長度方向布置的各開ロ的面積朝隧道洞ロ方向按照50-90%逐漸減小。列車在高速進入隧道之前先通過矩形洞體，產生的空氣壓縮波可以通過通過矩形洞體頂部的開ロ得以排放，從而達到緩解微壓波的效果。優選的，所述沿矩形洞體長度方向相鄰開ロ間距朝隧道洞ロ方向逐漸増大1.1-1. 5倍。列車高速進入矩形洞體產生的微壓波沿隧道長度方向是逐漸減小的，因此該結構使緩解微壓波效應效果更好。優選的，所述矩形洞體位于隧道入口段外側和/或位于隧道出ロ段外側。在隧道入口和出口各設置帶開ロ的矩形洞體，可以進ー步緩解微壓波效應。優選的，所述矩形洞體與隧道洞ロ襯砌等截面對接。施工難度更低。本發明的緩沖結構采用在隧道入口和出口段設置矩形洞體，并且在矩形洞體上開設大小漸變的開ロ，起到緩解微壓波的效果。本發明即使對于隧道阻塞比(列車車頭與隧道橫截面積之比)更大、隧道斷面積更小、列車速度較高(300-350km/h)的單線高速鐵路隧道，也能夠完全滿足嚴格的微壓波壓カ峰值控制標準，能減少80%的微壓波。本發明可有效緩解高速鉄路隧道洞ロ的微壓波現象，防止隧道洞ロ產生的音爆對周邊環境造成的不良影響，社會效應顯著。由于結構簡單，整體性強，對地形和地質情況適用性強，施工方便，可以有效降低洞ロ設置緩沖結構而產生的生產成本，經濟效益顯著。
圖1為本發明的立體結構示意圖；圖2為本發明的隧道入口段矩形洞體俯視示意圖；圖3為本發明的隧道出ロ段矩形洞體俯視示意圖；1.隧道入口矩形洞體、2.隧道出口矩形洞體、3.開ロ、4.襯砌、5-14.第一開ロ至第十開ロ。
具體實施例方式以下結合附圖進ー步說明本發明如圖1-3所示，本發明高速鉄路單線隧道洞ロ緩沖結構為與隧道洞ロ襯砌4對接的并位于隧道洞口外側的橫截面為矩形的矩形洞體1，在隧道入口矩形洞體I的頂部沿矩形洞體長度方向設置8個開ロ 3即第一開ロ 5至第八開ロ 12，在隧道出口矩形洞體2的頂部沿隧道中線長度方向設置2個開ロ 3即第九開ロ 13和第十開ロ 14。開ロ總面積與洞ロ襯砌內空橫截面積的面積比為0. 75-2，沿所述矩形洞體長度方向布置的各開ロ 3的面積朝隧道洞ロ方向按照50-90%逐漸減小。優選的，隧道入口矩形洞體I的洞體長度為100m，隧道出ロ矩形洞體2的洞體長度為40m。矩形洞體為整體鋼筋混凝土澆筑體，施工更方便，穩固性更好，安全度高。這樣可以最大程度的緩解洞ロ微壓波效應。所述第一開ロ 5至第八開ロ 12的長度a沿矩形洞體長度方向朝隧道方向逐漸減小。第十開ロ 14的長度也大于第九開ロ 13的長度。第一開ロ 5的長度為8m，寬3. 2m;第二開ロ 6的長度為8m，寬2m ;第三開ロ 7的長度為6m，寬2m ;第四開ロ 8的長度為5m，寬2m ;第五開ロ 9的長度為4m，寬2m ;第六開ロ 10的長度為3. 2m,寬2m;第七開ロ 11的長度為2. 7m，寬2m;第八開ロ 12的長度為2. 2m，寬2m ;第九開ロ 13的長度為6m，寬1. 6m;第十開ロ 14的長度為Sm，寬1. 6m。所述沿矩形洞體長度方向相鄰開ロ間距c朝隧道洞ロ方向逐漸増大。所述隧道入口矩形洞體I和隧道出ロ矩形洞體2的橫斷面積與隧道洞ロ襯砌4橫斷面積大小相等，這樣更節省空間，適合于各種隧道。該緩沖結構所應用于高速鉄路單線隧道工程，減少微壓波效應達到80%，并且結構簡單，施工方便，具有很強的實用性。以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結構，其特征在于所述緩沖結構用于高速鐵路單線隧道，為與隧道洞口襯砌對接的并位于隧道洞口外側的橫截面為矩形的矩形洞體，在矩形洞體的頂部沿矩形洞體長度方向設置1-8個開口，開口總面積與洞口襯砌內空橫截面積的面積比為O. 75-2，沿所述矩形洞體長度方向布置的各開口的面積朝隧道洞口方向按照 50-90%逐漸減小。
2.根據權利要求1所述高速鐵路單線隧道洞口緩沖結構，其特征在于所述沿矩形洞體長度方向相鄰開口間距朝隧道洞口方向逐漸增大1. 1-1. 5倍。
3.根據權利要求1所述高速鐵路單線隧道洞口緩沖結構，其特征在于所述矩形洞體位于隧道入口段外側和/或位于隧道出口段外側。
4.根據權利要求1所述高速鐵路單線隧道洞口緩沖結構，其特征在于所述矩形洞體與隧道洞口襯砌等截面對接。
全文摘要
本發明提供了一種高速鐵路單線隧道洞口緩沖結構，其特征在于所述緩沖結構用于高速鐵路單線隧道，為與隧道洞口襯砌對接的并位于隧道洞口外側的橫截面為矩形的矩形洞體，在矩形洞體的頂部沿矩形洞體長度方向設置1-8個開口，開口總面積與洞口襯砌內空橫截面積的面積比為0.75-2，沿所述矩形洞體長度方向布置的各開口的面積朝隧道洞口方向按照50-90%逐漸減小。本發明可有效緩解高速鐵路隧道洞口的微壓波現象，防止隧道洞口產生的音爆對周邊環境造成的不良影響，社會效應顯著。由于結構簡單，整體性強，對地形和地質情況適用性強，施工方便，可以有效降低洞口設置緩沖結構而產生的生產成本，經濟效益顯著。
文檔編號E21D9/14GK103016024SQ20121059314
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者趙文成, 肖明清, 鄧朝輝, 王長法, 李鳴沖, 王春梅, 李文勝, 戴文, 靳宗振 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司