一种高寒隧道工程抗雪崩冲击的保温明洞结构

1.本发明涉及隧道工程领域，具体公开了一种高寒隧道工程抗雪崩冲击的保温明洞结构。


背景技术：

2.对于我国高寒高海拔深埋隧道工程，其洞口仰坡的山体可能存在冰雪堆积体。随着季节气温的变化和隧道施工的影响，可能会发生雪崩等地质灾害。现有技术多针对落石，泥石流，滑坡等地质灾害，常采用防护网，抗滑桩，或直接对可能灾害位置进行处治。雪崩是松散体，具有不可预测性，一旦发生会导致隧道洞口破坏，交通瘫痪。同时，高寒高海拔地区中还存在深厚含土冰层，随着时间推移，深厚含土冰层会发生移动，多则上百米，少则几米，而冰层上的路基也会随之移动，导致明洞结构被破坏。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高寒隧道工程抗雪崩冲击的保温明洞结构，以解决如何防止明洞在雪崩作用下被破坏的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种高寒隧道工程抗雪崩冲击的保温明洞结构，包括设置在土层上的基础、预制底板、保护结构和保温结构，所述基础的顶部与预制底板连接，所述保护结构与明洞仿形且外套在明洞的外部，所述保温结构贴合设置在明洞上且位于明洞与保护结构之间。本方案中，将基础设置在土层上，土层不会随着深厚含土冰层移动，所以基础的位置是保持不变的，预制底板设置在若干基础的顶部，所以预制底板的位置也不能移动，保护结构再固定到预制底板上，保护结构能够起到保护作用，当山体发生雪崩时，保护结构能够保护明洞不受损伤，即使其被破坏，只要明洞不受损，就能够保证交通畅通，来往车辆能够正常通行，保温结构则能够起到保温的作用。
6.可选地，所述预制底板的截面呈矩形且一端中空，预制底板中能够插入填充砼块和连接柱脚，所述预制底板上开设有连接孔，所述保护结构的下端穿过连接孔并与连接柱脚连接。预制底板的内部中空则能够在其中插入填充砼块和连接柱脚，其中填充砼块插入进去的目的是起到填充支撑作用，提高预制底板的承载性能，而连接柱脚则是用于与保护结构连接，这样设置的目的在于：连接柱脚与保护结构连接，其也是最开始受力的点，容易损坏，当其损坏后可以将填充砼块取出，再取出连接柱脚，便于更换或者维修；如果直接将其固定到预制底板内则不好更换。
7.可选地，所述连接柱脚呈方形，连接柱脚内部中空且上端开口，连接柱脚内部设置有第一减振器，所述第一减振器上设置有第一连接件，所述第一连接件与保护结构的底部连接。采用本方案，保护结构与第一连接件连接后，在第一减振器的作用下，保护结构受到雪崩能够将冲击能量传递到第一减振器上，第一减振器吸收振动能量能够减少保护结构的压力。同时，连接柱脚受到的压力会传递到基础上，而基础设置在土层内，土层是不会移动
的，整个明洞结构受力性能更好。
8.可选地，所述保护结构上设置有伸缩座，所述伸缩座竖直滑动套接在保护结构的底部，伸缩座的下端开放，保护结构的底部设置有第二连接件，第二连接件与第一连接件连接。保护结构要有一定的上下移动的空间，伸缩座能够将该空间保护起来，避免泥土等异物进入，进行影响其上下移动的能力。
9.可选地，所述预制底板上设置有供伸缩座插入到插槽。采用本方案，伸缩座能够设置在插槽内。
10.可选地，所述保温结构包括若干块保温板，所述保温板上设置有第一弹性件，所述第一弹性件与保护结构的内壁连接。采用本方案，保温板成块状分布设置便于后续的更换和维修，同时，第一弹性件能够起到减振作用，在保护结构受到雪崩时，保温板能够分担一部分冲击力。
11.可选地，所述保护结构和保温结构之间竖直设置有第二减振器，所述第二减振器包括底座，所述底座上设置有安装槽，安装槽中设置有第二弹性件，第二弹性件的上方有连接柱，所述连接柱与安装槽竖直滑动连接，所述连接柱与保护结构的内壁连接，且第二弹性件的上端与连接柱的底部能够接触。采用本方案，第二减振器设置在深厚含土冰层上，第二减振器具有一定的抗压、减振的作用，所以设置后，其能够为连接柱脚、基础分担一部分压力，且压力作用的目标分别是土层和深厚含土冰层，压力分散后，能够保证第二减振器、连接柱脚、基础、保护结构等不受损伤。这样的设置方式也就只能在高寒地区这样的特殊条件下发挥作用。
12.可选地，所述安装槽有若干排，从上到下每排安装槽中的第二弹性件的长度依次变短。采用本方案，发生规模较小的雪崩或者有落石等情况下，由于只有上方的部分第二弹性件是一直与连接柱相抵，所以当保护结构受力向下移动时，其移动的距离能够稍微较大，所以第一弹性件、第二弹性件和第一减振器对保护结构的反作用力较小，保护结构不容易破坏。
13.可选地，所述第二减振器上靠近山体的一侧设置有抗滑移链条，所述抗滑移链条固定在山体上。采用本方案，第二减振器与山体连接，山体不会随着深厚含土冰层移动，所以第二减振器也不会随着深厚含土冰层移动。
14.本方案的工作原理及有益效果在于：
15.本方案中在明洞的外部设置有保护结构和保温结构，保护结构和保温结构之间设置有第一弹性件，保护结构通过预制底板上的连接柱脚与预制底板连接，预制底板再与基础连接，基础设置在土层中，所以保护结构和预制底板都不会随着冰层而移动。同时连接柱脚中设置有第一减振器，第一减振器能够起到减振耗能的作用，使保护结构能够不会被直接破坏，同时第二减振器设置在冰层上，压力全部传递到冰层而非土层中，所以压力分散开能够起到保护作用。
附图说明
16.图1为实施例的结构示意图；
17.图2为基础、保护结构、预制底板和明洞的结构示意图；
18.图3为基础和预制底板的结构示意图；
19.图4为连接柱脚和第一连接件的结构示意图；
20.图5为伸缩座的部分结构纵向剖视图；
21.图6为第二减振器的结构示意图。
22.附图中标记如下：山体1、明洞2、保温结构3、保护结构4、第一弹性件5、基础6、支撑柱7、预制底板8、填充砼块9、伸缩座10、第二减振器11、连接孔12、插槽13、填充砼块14、凹槽15、连接铁链16、连接柱脚17、开口孔18、导向筒19、第一减振器20、第一连接件21、边沿22、伸缩板23、第二连接件24、抗滑移链条25、安装槽26、滑动槽27、连接柱28、滑动杆29、第二弹性件30、深厚含土冰层31、土层32。
具体实施方式
23.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
24.实施例
25.一种高寒隧道工程抗雪崩冲击的保温明洞结构，如图1-图6所示，包括设置在土层32上的基础6、预制底板8、保护结构4和保温结构3。
26.基础6呈矩形柱状，每个基础6的顶部一体成型有支撑柱7，支撑柱7的顶部与预制底板8连接，连接方式可以是插接，预制底板8上开设与支撑柱7顶部配合的槽体即可。
27.预制底板8的截面呈矩形且内部中空、一端封闭、一端开放。预制底板8中能够插入填充砼块9和连接柱脚17，填充砼块9能够填满预制底板8的空心部分，预制底板8上开设有连接孔12。安装时，先插入填充砼块9，此时填充砼块9的位置刚好到连接孔12的附近，然后再插入连接柱脚17，连接柱脚17就正好位于连接孔12的正下方，然后再插入另一个填充砼块9、连接柱脚17，直到全部安装完成。连接柱脚17正好位于支撑柱7与预制底板8连接处的上方。由于连接柱脚17是直接受力点，所以其是整个明洞2结构中最容易损坏的部分，为了便于更换，可以在连接柱脚17和填充砼块9上设置凹槽15，凹槽15中固定设置连接铁链16，连接铁链16的两端分别与相邻连接柱脚17和填充砼块9上的凹槽15连接，连接铁链16能够全部容纳在凹槽15中。
28.预制底板8的上端还设置有两条插槽13。
29.保护结构4与明洞2仿形，且外套在明洞2结构的外部，两者之间留有一定的间隙。保护结构4的下端固定设置有与连接柱脚17连接的第二连接件24，第二连接件24为柱状。
30.连接柱脚17呈方形，连接柱脚17内部中空且上端设置有开口孔18，连接柱脚17内部竖直固定设置有若干第一减振器20，第一减振器20可采用普通的弹簧减振器，所有第一减振器20的上端均与一个第一连接件21固定连接。第一减振器20在连接柱脚17内的分布方式为：连接柱脚17中心处设置有一个第一减振器20，且连接柱脚17的中心处还设置有导向筒19，导向筒19包围该第一减振器20，其余第一减振器20以导向筒19为圆心，圆形阵列布置在连接柱脚17内。第一连接件21的结构为筒状，但其上端水平向外延伸有边沿22，其下端封闭，第一连接件21中部下端插入到导向筒19中并与其中的一点减振器接触，第一连接件21的边沿22部分与周围的第一减振器20接触。保护结构4下端的第二连接件24能够插入到第一连接件21中。
31.保护结构4上设置有伸缩座10，伸缩座10包括两块伸缩板23和用于连接两块伸缩板23的支架，伸缩座10竖直滑动套接在保护结构4的底部，伸缩座10的下端开放，保护结构4
的底部设置有第二连接件24，第二连接件24与第一连接件21连接。伸缩座10中的两块伸缩板23能够竖直滑动设置在预制顶板上端的插槽13中。
32.保温结构3包括若干块保温板，保温板贴合固定设置在明洞2上，保温板的外壁上固定设置有第一弹性件5，第一弹性件5与保护结构4的内壁连接。
33.保护结构4和保温结构3之间竖直设置有第二减振器11，第二减振器11埋入到深厚含土冰层31中，第二减振器11包括底座，底座上朝向保护结构4的一侧设置有安装槽26，安装槽26中设置有第二弹性件30，第二弹性件30的上方有连接柱28，连接柱28与安装槽26竖直滑动连接，滑动连接的方式为：安装槽26的两侧设置有滑动槽27，连接柱28的两端设置有滑动杆29，滑动杆29滑动接触设置在滑动槽27中，连接柱28的上端与保护结构4的内壁固定连接，连接柱28朝保护结构4内壁上方倾斜，且第二弹性件30的上端与连接柱28的底部能够接触。
34.安装槽26有若干排，从上到下每排安装槽26中的第二弹性件30的长度依次变短，即下方的第二弹性件30在初始状态下没有与其对应的连接柱28接触。
35.第二减振器11上靠近山体1的一侧设置有抗滑移链条25，抗滑移链条25固定在山体1上。
36.具体实施时：
37.当山体1发生雪崩时，大量的积雪落到保护结构4上，保护结构4在积雪的冲击作用下向下移动，冲击力通过保护结构4传递到第一弹性件5上，第一弹性件5首先吸收部分冲击力。本方案中的保护结构4上方具有一个直角折边，所以冲击力不会竖直传递到保护结构4的下半部分，而是经过直角折边缓冲后再传递，采用该形状虽然保护结构4的上半部分容易被破坏，但是其下半部分更加稳定，避免下半部分破坏后保护结构4直接垮塌。保护结构4向下移动时，冲击力也会传递到第一减振器20上，且保护结构4的第二连接件24能够插入到连接柱脚17的第一连接件21中，第一连接件21与第一减振器20接触，同时，导向筒19能够对第一连接件21进行限位，避免保护结构4左右晃动，保护结构4外部套接的伸缩座10也是如此，在遮挡第二连接件24的同时，保证保护结构4只能上下移动而非左右晃动。保护结构4向下移动时，带动滑动杆29向下移动，滑动杆29能够向下按压连接柱28，连接柱28与第二弹性件30接触后，第二弹性件30能够起到缓冲耗能的作用。同时，由于第二减振器11设置在冰层上，连接柱脚17所在的预制底板8压力传递给土层32，所以压力分散有助于耗能。由于冰层每年会发生移动，所以本方案中的第二减振器11通过抗滑移链条25设置在山体1上。
38.以上所述的仅是本发明的实施例，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，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。