第二节 缓冲结构设计
隧道洞口设置净空面积大于隧道净空面积的缓冲结构物或在隧道洞门上开口,有效地降低了微气压波。
一、缓冲结构设置原则及标准
隧道进出口选择新型洞门结构形式以适合高速铁路的特点,并满足结构安全和环保要求。缓冲结构根据《新建时速300~350公里客运专线铁路设计暂行规定》(铁建设〔2007〕47号)设置,结合京沪高速铁路隧道洞口位置的具体情况确定。
1.隧道洞口缓冲结构设置考虑了列车类型及长度、隧道长度及净空横断面积、隧道内轨道类型、洞口地形和周围居民情况等因素。
2.缓冲结构形式从美观角度出发,并结合洞口的地理环境而确定。一般情况下,洞口缓冲结构采用与隧道衬砌内轮廓相似的斜切式或斜切帽檐式洞口(部分开口),部分采用了喇叭口式洞门。
3.缓冲结构侧面或顶面开减压孔,减压孔面积根据实际情况确定,减压孔面积为隧道净空横断面面积的1/5~1/3。
4.洞口缓冲结构满足表5.1.1的要求。
表5.1.1 洞口缓冲结构设置标准
二、隧道缓冲结构设计
京沪高速铁路隧道工程主要采用了斜切帽檐式和斜切喇叭口式洞门。龙山明洞采用斜切式洞门,缓冲结构采用沿全明洞设置开孔的方式。
1.斜切帽檐式洞门
西村隧道全长1740m,隧道进出口均设置了缓冲结构洞门。缓冲结构长29m,结构断面与隧道洞身断面相同。缓冲结构的顶部开两个面积相同的孔,尺寸为4.2m×2.6m(纵向×横向),如图5.1.2和图5.1.3所示。
图5.1.2 西村隧道缓冲结构平面(单位:cm)
图5.1.3 西村隧道缓冲结构剖面(单位:cm)
2.斜切喇叭口式洞门
京沪高速铁路韩府山1号、2号、3号隧道根据现场地形情况并结合洞口边坡的高度及洞门的整体效果,洞门采用错开式方案。1号、2号隧道洞门的纵向距离为35m,2号、3号隧道洞门的纵向距离为35m。三座隧道洞门纵向成等距离台阶形状分布。韩府山1号、2号、3号隧道出口采用斜切喇叭口式洞门,洞门长度15m,洞门扩散段以1∶5的坡度渐变至与洞身相接,洞门两侧各开两个面积相同的孔。具体结构如图5.1.4所示。
图5.1.4 喇叭口式洞门平面、剖面(单位:cm)
3.明洞洞身缓冲结构
龙山明洞全长430m,进出口均采用斜切喇叭口式洞门,洞门长度15m。缓冲结构采用沿全明洞设置开孔的方式,在明洞顶部五处开孔。空气动力学单个开孔的尺寸为4m×3.2m(纵向×横向),每处有两个相连的开孔,外边缘长度为10.6m,如图5.1.5~图5.1.8所示。
图5.1.5 龙山明洞缓冲结构平面(单位:cm)
图5.1.6 龙山明洞缓冲结构剖面(单位:cm)
图5.1.7 缓冲结构开口平面(单位:cm)
图5.1.8 缓冲结构开口剖面(单位:cm)