一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构的制作方法

本发明涉及铁路隧道，特别涉及一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构。

背景技术：

高速列车通过隧道时会产生强烈的空气动力学效应，该效应的主要表现方式有洞内瞬变压力、洞口微气压波及洞内列车风。瞬变压力会引起乘客耳膜压感不适，降低乘客舒适度；洞口微气压波将引起爆破噪声并危及洞口建筑物；列车高速运行产生的列车风会对隧道内待避的作业人员安全造成威胁。因此，缓解列车在隧道内高速运行时产生的空气动力学效应至关重要。目前，缓解隧道气动效应的主要措施有扩大隧道断面净空、设置隧道进口缓冲结构、设置辅助坑道等。扩大隧道断面会较大程度地增加工程费用；设置隧道进口缓冲结构对洞口外的地形条件有要求，某些情况下不具备设置条件；设置辅助坑道同样会受到洞口地形条件的限制，且会增加工程费用。针对以上措施的不足，需要从隧道结构本身着手寻求技术方案。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构，以有效缓解高速列车通过隧道时产生的气动效应，提高乘车舒适性并减轻对隧道内外环境的影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构，其特征是：隧道衬砌结构包括洞口段衬砌结构和与之对接的洞身段衬砌结构，洞口段衬砌结构内环向间隔设置纵向延伸的空气通道，空气通道临近洞身段衬砌结构的内端与隧道相连通，外端则通向隧道外。

所述空气通道周向间隔设置于洞口段衬砌结构的拱墙段和拱顶段。

所述空气通道由埋设于洞口段衬砌结构内的pvc管形成。

本发明的有益效果是，在洞口段衬砌结构内周向间隔设置其内端与隧道相连通的空气通道，空气通道的外端则通向隧道外，可以有效地缓解高速列车通过隧道时产生的空气动力学效应，降低隧道及车厢内瞬变压力峰值，提高乘车舒适性，同时可降低洞口微气压波峰值，减轻对隧道出口环境的影响；不受隧道洞口地形条件的限制，施工方便，建造成本低。

附图说明

本说明书包括如下三幅附图：

图1是本发明一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构的纵向剖视图；

图2是本发明一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构的断面图；

图3是本发明一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构的工作原理示意图.

图中示出构件、部位名称及所对应的标记：洞口段衬砌结构11、洞身段衬砌结构12、空气通道13、列车l。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参照图1，本发明一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构，隧道衬砌结构包括洞口段衬砌结构11和与之对接的洞身段衬砌结构12，洞口段衬砌结构11内环向间隔设置纵向延伸的空气通道13，空气通道13临近洞身段衬砌结构12的内端与隧道相连通，外端则通向隧道外。空气通道13的设置可以有效地缓解高速列车通过隧道时产生的空气动力学效应，降低隧道及车厢内瞬变压力峰值，提高乘车舒适性，同时可降低洞口微气压波峰值，减轻对隧道出口环境的影响。气动效应缓解结构不受隧道洞口地形条件的限制，施工方便，建造成本低。

参照图1和图2，所述空气通道13周向间隔设置于洞口段衬砌结构11的拱墙段和拱顶段。从便于施工考虑，所述空气通道13由埋设于洞口段衬砌结构11内的pvc管形成，空气通道13的断面为圆形，其直径为0.5～1.0m。

参照图1和图2，综合气动效应缓解效果、隧道建造成本考虑，所述洞口段衬砌结构11由洞口向洞内延伸的长度为30～50m。所述洞口段衬砌结构11的厚度1.0～1.5m，洞身段衬砌结构12的厚度为0.40～0.55m。即洞口段衬砌结构11相对洞身段衬砌结构12增厚，以容纳增设的空气通道13。

参照图3，当列车l高速进入隧道时，列车前部受压的空气可从洞口空气通道13的内端口进入空气通道13内，并经空气通道13外端口流出隧道洞口外，有效减轻列车l对隧道内空气的压缩程度，降低压力瞬变幅值，从而达到缓解气动效应的效果。

以上所述只是用图解说明本发明一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

技术特征：

技术总结
一种具有气动效应缓解功能的铁路隧道衬砌结构，以有效缓解高速列车通过隧道时产生的气动效应，提高乘车舒适性并减轻对隧道内外环境的影响。隧道衬砌结构包括洞口段衬砌结构和与之对接的洞身段衬砌结构，洞口段衬砌结构内环向间隔设置纵向延伸的空气通道，空气通道临近洞身段衬砌结构的内端与隧道相连通，外端则通向隧道外。

技术研发人员：蒋尧;胡炜;李奎;谭信荣
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：2018.09.17
技术公布日：2018.12.25