[发明专利]一种梁板型隧底结构及其抗底鼓变形方法和整治施工方法

说明书

本发明涉及铁路隧道工程建设技术领域，特别涉及一种梁板型隧底结构及其抗底鼓变形方法和整治施工方法，所述梁板型隧底结构包括隧底的岩体槽和梁板结构体，所述梁板结构体设置在所述岩体槽内，所述梁板结构体顶部与隧道边墙连接，底部设置传力支撑结构，所述传力支撑结构与所述岩体槽底面连接，所述梁板结构体与所述岩体槽之间形成预留变形空间。通过诱导隧道底鼓变形向预留变形空间的临空面发展，减少底鼓变形对上方轨道的影响；改变隧底结构与岩体接触形式，减少岩体变形压力传递给隧底结构的途径；在传力支撑结构底部形成应力集中，实现隧道底鼓病害的有效引导和控制，可有效整治隧道底鼓病害，保证隧道内轨道的平顺性，保障列车安全平稳运行。

技术领域

本发明涉及铁路隧道工程建设技术领域，特别涉及一种梁板型隧底结构及其抗底鼓变形方法和整治施工方法。

背景技术

隧道内无砟轨道上拱主要源于隧道底鼓变形，隧道底鼓变形是复杂的物理力学现象，主要的原因有三种：地下水、膨胀性隧底岩体和地应力。其中地应力造成隧道底鼓变形的机理最为复杂，其作用时间最长，整治难度最大。

目前整治隧道底鼓病害的方法主要有四类：（1）提高隧道底部结构刚度：主要通过调整隧道仰拱结构曲率和厚度，加强无砟轨道与仰拱之间的填充层和仰拱结构的配筋，从而提高隧底结构刚度，抑制隧道底鼓变形，进而控制无砟轨道上拱；（2）提高隧道底部隧底岩体的刚度：主要采用预应力长锚杆或锚索对隧道底部一定深度的隧底岩体进行锚固，同时进行注浆加固提高隧底岩体强度，以减少隧道底鼓变形，进而控制无砟轨道上拱；（3）采用在隧道底部仰拱外侧或仰拱与无砟轨道之间设置吸收变形的材料或结构；或者在无砟轨道下方设置桩基，将桩身与隧道结构相隔离，桩底部嵌入稳定不变形的地层；（4）采用在隧道周边设置泄压洞或泄压槽释放地应力，降低隧道底部地应力水平，以减少底鼓变形。

上述四类方法主要存在的问题有：（1）提高隧道底部结构刚度的措施，在隧道这个封闭的薄壁型超静定结构中，容易引起隧道结构整体刚度失衡，底部将出现应力聚集，应力增大则变形控制难度增大，故效果十分有限；（2）提高隧道底部隧底岩体刚度的措施，受隧底岩体节理裂隙、隧底岩体蠕变等地质因素的限制，同时预应力的分散效应也容易造成对深层隧底岩体的锚固效果不佳，难以达到预期目的，且同时存在预应力结构松脱风险；（3）设置吸收、隔离变形措施，在有限空间内难以准确设置预留变形量，吸收变形的材料和结构也存在变形极限；若采用桩基进行隔离，又难以准确判定稳定不变形的岩层；而桩基过长时将影响无砟轨道的动态稳定性；（4）设置泄压洞或泄压槽的泄压措施，难以准确控制释放地应力的大小及方向，容易造成隧道周边隧底岩体内的承载结构破坏。

随着我国铁路建设的发展，投入运营的铁路隧道不断增加，隧道底鼓病害出现几率不断增加，整治难度不断攀升，整治效果却不尽如人意，严重影响铁路运营安全。

因此，目前亟需要一种技术方案，以实现隧道底鼓病害的有效整治，减少隧道底鼓病害对轨道标高的影响，确保铁路运营安全。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有隧道底鼓病害无法得到有效整治，影响铁路运营安全的技术问题，提供了一种梁板型隧底结构及其抗底鼓变形方法和整治施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种梁板型隧底结构，包括隧底的岩体槽和梁板结构体，所述梁板结构体设置在所述岩体槽内，所述梁板结构体顶部与隧道边墙连接，底部设置传力支撑结构，所述传力支撑结构与所述岩体槽底面连接，所述梁板结构体与所述岩体槽之间形成预留变形空间，所述梁板结构体上方设置用于支撑轨道的填充层，所述预留变形空间设置若干人孔。