一种新型的隧道缓冲结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道工程技术领域，特别涉及一种新型的隧道缓冲结构。


背景技术：

2.随着城市化进程的推进，城市地铁数量及规模得到空前发展。由于受到城市地下空间资源有限、地下建(构)筑物数量增多、地质条件与工程环境条件日益复杂等因素的影响，新建(构)筑物近接既有隧道的现象日益增多。
3.目前不少的新建(构)筑物的由于设计要求，需要更多的地下空间，导致新建(构)筑物近接既有隧道的情况越来越多。新建(构)筑物的修建将对既有隧道产生不利影响，如衬砌脱落、坍塌等。然而在大量的案例中，为了减弱新建(构)筑物对既有隧道的影响，常采取被动的方式对隧道进行直接加固，或采取新建结构与既有隧道采用脱空结构方式，很少采取主动卸载释放的方式。但在面临着较大荷载时候，这种加固方案由于受力较大，结构设计难度加大，材料和造价上升，而脱空结构受地下空间限制，施工难度极大，施工成本及工期相应增加，不尽合理。
4.此外，松散土质、上软下硬、富水软弱和胀缩性土质等软弱破碎地质地区隧道内部的桩结构容易下沉变形导致隧道内部新建(构)筑物的建设的难度增大。


技术实现要素：

5.针对现有技术不足，本实用新型解决的技术问题是提供一种新型的隧道缓冲结构，解决现有的隧道内部新建建(构)筑物难度大的问题。
6.为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种新型的隧道缓冲结构，包括拱形曲梁、缓冲层和桩结构，所述拱形曲梁位于隧道洞的上方，所述缓冲层位于所述拱形曲梁与隧道洞之间，所述缓冲层、所述拱形曲梁与隧道洞同轴布置，所述缓冲层的宽度大于隧道洞的宽度，所述桩结构位于隧道洞的两侧并且与拱形曲梁下端相连接；所述桩结构上设置有缓冲装置。
7.本技术方案的技术原理：在新建(构)筑物与既有隧道之间设置一层缓冲层，能有效释放上部结构的荷载，减小上部结构对区间隧道结构的偏压荷载。这种设置隧道缓冲结构方案，材料和造价相对较低，施工难度不大，更易于施工和安全。同时，通过在桩结构上设置缓冲装置，可减少桩结构承受的压力，桩结构不容易下沉，减小隧道内部新建(构)筑物的建设的难度。
8.本技术方案的有益效果是：
①
更具有经济性：隧道缓冲结构降低了既有隧道的应力，可使用较弱的加固措施，减少了工程量；
②
更具有安全性：隧道缓冲结构减小了上部结构荷载对区间隧道的影响，能保证既有隧道在运营期间的安全；
③
更具有耐久性：隧道缓冲结构可提供在隧道运营期由于上部结构荷载可能带来的持续沉降变形量，确保隧道上方的荷载能有效的释放，从而保证隧道结构的长期安全；
④
更具有施工可操性：原技术脱空方式(地下有限空间采用转换结构搭设支撑脚手架，后期拆除)施工困难，成本及工期压力大，该
技术直接在隧道顶部铺设缓冲层材料上部施工结构施工方便简洁；
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更具有实用性：隧道缓冲结构适用性广，可适用各种结构上跨既有隧道的情况、适用于各种围岩条件，并可根据现场结构情况、与既有隧道的距离等以不同形式、不同尺寸的隧道缓冲结构对既有隧道进行保护。
⑥
通过在桩结构上设置缓冲装置，可减少桩结构承受的压力，桩结构不容易下沉，减小隧道内部新建(构)筑物的建设的难度。
9.进一步，所述缓冲装置包括上下相对布置的第一钢板和第二钢板，所述第一钢板的下端固定有沿竖直方向布置的固定柱，所述固定柱的中部固定套设有按压板，所述固定柱的下端向下贯穿第二钢板并且延伸至第二钢板的下端，所述固定柱的下端套设有螺母，所述固定柱位于按压板与第二钢板之间的部分上套设有弹簧；所述缓冲装置将桩结构分隔为上下两个部分，所述第一钢板的上端固定在桩结构的上部的下端，所述第二钢板的下端固定在所述桩结构的下部的上端，所述固定柱的数量设置为2-4个并且关于桩结构周向均匀分布。
10.第一钢板可相对于第二钢板上下滑动，弹簧可起到减震和缓冲的作用，从而减少桩结构受到的压力，桩结构不容易下沉。
11.进一步，所述第一钢板与第二钢板之间设置有第一气囊，第一气囊的一端固定在第一钢板上，第一气囊的另一端固定在第二钢板上，第一气囊可沿竖直方向伸缩。
12.第一气囊的设置可以进一步起到缓冲的作用。
13.进一步，所述拱形曲梁为钢筋混凝土结构，所述缓冲层为弹模较小的低刚度材料。弹模较小的低刚度材料，受到挤压后容易变形，柔软但又能大量吸收能量，从而起到缓冲的作用。
14.进一步，所述缓冲层沿着隧道洞的延伸方向间隔均匀地设置。缓冲层不必沿着隧道洞的延伸方向连续设置，可节约材料并且可以减轻隧道整体的重量。
15.进一步，所述缓冲层与拱形曲梁的下侧密切贴合，所述缓冲层的轮廓与拱形曲梁下侧的形状相同，厚度均一。实现缓冲层更好地起到缓冲的效果。
16.进一步，所述缓冲层的内部设置有第二气囊，第二气囊可沿着拱形曲梁的径向伸缩。
17.第二气囊起到缓冲的作用可以使缓冲层更好地起到缓冲的效果。
附图说明
18.图1为整体结构示意图。
19.图2为图1中a部放大图。
具体实施方式
20.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
21.说明书附图中的附图标记包括：拱形曲梁1、缓冲层2、桩结构3、第一钢板31、固定柱32、按压板33、弹簧34、第二钢板35、螺母36、第一气囊37、隧道洞4、第二气囊5。
22.实施例基本如附图1-附图2所示：一种新型的隧道缓冲结构，包括拱形曲梁1、缓冲层2和桩结构3，如图1所示，缓冲层2、拱形曲梁1与隧道洞4同轴布置，拱形曲梁1位于隧道洞4的上方，缓冲层2位于拱形曲梁1与隧道洞4之间，缓冲层2与拱形曲梁1的下侧密切贴合，缓
冲层2的轮廓与拱形曲梁1下侧的形状相同，厚度均一，缓冲层2的宽度大于隧道洞4的宽度，桩结构3位于隧道洞4的两侧并且与拱形曲梁1的下端相连接。拱形曲梁1为钢筋混凝土结构，缓冲层2为弹模较小的低刚度材料。弹模较小的低刚度材料，受到挤压后容易变形，柔软但又能大量吸收能量，从而起到缓冲的作用，能有效释放上部结构的荷载，减小上部结构对区间隧道结构的偏压荷载。
23.本实施例中的缓冲层2间沿着隧道洞4的延伸方向间隔均匀地设置，每个缓冲层2沿着隧道洞4的延伸方向的长度为1m，相邻两个缓冲层2之间的间隔为50cm。缓冲层2不必沿着隧道洞4的延伸方向连续设置，可节约材料并且可以减轻隧道整体的重量。
24.如图1所示，缓冲层2的内部设置有第二气囊5，第二气囊5可沿着拱形曲梁1的径向伸缩。
25.第二气囊5起到缓冲的作用可以使缓冲层2更好地起到缓冲的效果。
26.如图1和图2所示，桩结构3上设置有缓冲装置，缓冲装置包括上下相对布置的第一钢板31和第二钢板35，第一钢板31的下端固定有沿竖直方向布置的固定柱32，固定柱32的中部固定套设有沿水平方向布置的按压板33，固定柱32的下端向下贯穿第二钢板35并且延伸至第二钢板35的下端，固定柱32的下端套设有螺母36，固定柱32位于按压板33与第二钢板35之间的部分上套设有弹簧34；缓冲装置将桩结构3分隔为上下两个部分，第一钢板31的上端固定在桩结构3的上部的下端，第二钢板35的下端固定在桩结构3的下部的上端，固定柱32的数量设置为2个并且关于桩结构3周向均匀分布。
27.第一钢板31可相对于第二钢板35上下滑动，弹簧34可起到减震缓冲的作用，从而减少桩结构3受到的压力，桩结构3不容易下沉。
28.如图2所示第一钢板31与第二钢板35之间设置有第一气囊37，第一气囊37的上端固定在第一钢板31上，第一气囊37的下端固定在第二钢板35上，第一气囊37可沿竖直方向伸缩。第一气囊37的设置可以进一步起到缓冲的作用。
29.以上所述仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。