[发明专利]一种控制交通振动荷载对下伏超近距离运营地铁隧道影响的结构和方法

说明书

本发明公开了一种控制交通振动荷载对下伏超近距离运营地铁隧道影响的结构和方法，通过在上覆结构物底板下方铺设具有减震、隔音效果的缓冲材料，如泡沫轻质混凝土、泡沫轻质土或EPS泡沫塑料，其内部具有大量封闭气泡能的多孔结构够有效减弱上覆结构物内交通振动荷载对下伏超近距离运营地铁隧道的影响；同时设置有垂直向排水管道，能够有效排出由振动产生的孔隙水，避免孔隙水在上覆结构物底板下方累积，能够有效减少交通噪声和振动荷载影响，提高用户的乘车舒适感和隧道安全性。

技术领域

本发明涉及地下结构工程技术领域，尤其是一种控制交通振动荷载对下伏超近距离运营地铁隧道影响的结构和方法。

背景技术

随着我国城市地铁交通网络的逐渐完善，新建地铁隧道不可避免会出现上下叠交的特殊穿越情况，而且叠交距离越来越近，上覆交通振动荷载极易对下伏超近距离运营地铁隧道造成影响。在上跨工程基坑开挖中，为了控制下伏运营地铁隧道的变形，常采用满塘加固和门式结构结合的方式。这种加固方式虽然提高了土体强度，但同时使上覆结构物中的交通荷载传播速率加快，影响下伏运营地铁隧道的舒适性和安全性。

有鉴于上述交通振动荷载对下伏超近距离运营地铁隧道的影响问题，为了减缓振动荷载的传播速度，考虑在上覆结构物下方铺设缓冲层，以提高下伏运营地铁的乘车舒适性和安全性。缓冲材料可采用泡沫轻质土、泡沫轻质混凝土或EPS泡沫塑料等具有一定强度的由大量封闭气泡构成的多孔结构缓冲材料。该缓冲材料为在土体或混凝土中添加水泥、细集料、水、发泡剂、外加剂、纤维组成，也可额外添加EPS颗粒以提高其力学性能。可依据振动分析和强度要求合理调整配比，满足强度要去基础上达到最优减震、隔音效果，提高下伏运营地铁的乘车舒适性和安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种控制交通振动荷载对下伏超近距离运营地铁隧道影响的结构和方法，能够大大减少上部振动荷载对下伏运营地铁的影响，避免孔隙水在上部结构底部累积。

为解决上述技术问题，本发明提供一种控制交通振动荷载对下伏超近距离运营地铁隧道影响的结构，包括：加固土层1、上覆结构物2、缓冲层3和缓冲层排水管道4；在上覆结构物2上方设置有加固土层1，在上覆结构物2下方设置有缓冲层3，缓冲层3中设置有垂直向排水通道4，排水通道4与上覆结构物2内暗沟相连通。

优选的，缓冲层3包括设置于上覆结构物底板11下方的若干层缓冲材料13，每两层缓冲材料13之间设置有防裂层14，缓冲材料顶层设置有HDPE防渗土工膜12。

优选的，缓冲材料13选用泡沫轻质混凝土、泡沫轻质土或EPS泡沫塑料，缓冲材料13的厚度≤0.5m。

优选的，防裂层14为2～3层镀锌铁丝网或泡沫塑料，泡沫塑料厚度≤0.25m。

优选的，缓冲层排水管道4为贯通于缓冲层内的垂直向打孔预制排水管道，缓冲材料13底部横向布置有塑料排水板，缓冲层排水管道4一端与塑料排水板相连，另一端通向上覆结构物2内的暗沟。

相应的，一种控制交通振动荷载对下伏超近距离运营地铁隧道影响的方法，包括如下步骤：

(1)依据上覆结构物2内交通量进行振动分析，选择相应的缓冲材料13；

(2)开挖加固区域基坑，开挖深度至设计底板深度以下一定范围；

(3)整平地面，浇筑底层缓冲材料13，待其终凝后，铺设泡沫塑料或镀锌铁丝网防裂层；

(4)浇筑上一层缓冲材料13，待其终凝后，铺设第二层泡沫塑料或镀锌铁丝网防裂层；

(5)重复步骤(3)直至铺设到底板设计高程，待其达到一定强度后，顶部铺设HDPE防渗土工膜12；

(6)浇筑上部结构底板，完成上部结构。