The invention discloses a foundation reinforcement system and construction method of a Heavy-haul Railway Tunnel in a water-rich and weak stratum, belonging to the technical field of tunnel traffic engineering. The foundation reinforcement system of the invention improves the integral rigidity of the ballast bed, bears the load of the ballast bed and the train, transfers the ballast bed and the train load to the bottom bedrock, acts on the plate structure, and transfers the reinforcement part to the bedrock in turn through the longitudinal beam, the crossbeam and the pile foundation, thereby forming the integral total of the reinforcement part and the original base structure. With the same work, the inverted arch structure and the tunnel arch wall bear the pressure of surrounding rock together to form a stable whole; the foundation reinforcement system of the invention installs a drainage pipe in the inverted arch structure, so as to facilitate the timely removal of the water between the initial support and the soil in the geological position of the water-rich and weak stratum, and can avoid the occurrence of frosting. The construction method of the invention has the advantages of low cost, simple process, easy quality control, realizing the construction goal of no maintenance and less maintenance, and remarkable economic and social benefits.
【技术实现步骤摘要】
富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系及其施工方法
本专利技术属于隧道交通工程
,具体涉及一种富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系及其施工方法。
技术介绍
重载铁路具有运输能力大、效率高、成本低等特点,因此重载铁路运输已成为当今铁路运输发展的重要方向,在世界范围内得到了普遍应用。我国《中长期铁路网规划》指出,加快煤运通道建设和既有线扩能改造,形成运力强大、组织先进、功能完善的重载铁路运输系统对我国经济发展有着重大意义。要保证重载铁路高效、安全地运营,组成重载铁路系统的各要素必须保持高标准,这对我国重载铁路技术提出了更高的要求。重载铁路与既有普速及高速铁路最大的区别在于列车轴重大,已有重载运输调研表明,轴重的增加极易造成钢轨的磨损,而道床破坏与列车轴重成线性关系,同时路基破坏则也与列车轴重的2~4次方成正比,这表明重载列车对路基的破坏将更加严重。重载铁路列车轴重更大,这也使轨道下部结构承受了更大的荷载,更易出现开裂、破损、下陷、向两侧外挤以及翻浆冒泥等。隧道基底病害发生后,如不及时处理,造成线路“带病”运营,基底结构开裂、破损等病害会向上部衬砌结构发展,进而导致上部衬砌结构发生开裂、漏水等,最终致使隧道使用寿命缩短。结构强度、刚度、稳定性的降低不同程度地恶化行车条件、限制行车速度、危及行车安全、缩短隧道维护周期和使用寿命,并制约铁路安全高效服役。特别是在富水弱胶结砾岩、泥岩和砂质泥岩等遇水易软化的第三系软弱地层中,重载条件下基底岩土的动力学效应对隧道底部结构受力状态影响显著。软弱围岩,在列车动载作用下,其物理力学性质将发生变化,加之排水不畅,岩土的物 ...
【技术保护点】
1.一种富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系,包括灌注桩(1)、混凝土板(2)、仰拱结构(3),其特征在于,所述灌注桩(1)、混凝土板(2)之间设置有纵梁(4)、横梁(5),所述纵梁(4)沿隧道纵向设置,所述横梁(5)沿隧道横向设置,所述仰拱结构(3)固定有若干排水管道(6),该排水管道(6)的底端伸入到仰拱结构(3)的下方,排水管道(6)的顶端与隧道内的排水渠(7)连通,用于将仰拱结构(3)下方的积水及时排出。
【技术特征摘要】
1.一种富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系,包括灌注桩(1)、混凝土板(2)、仰拱结构(3),其特征在于,所述灌注桩(1)、混凝土板(2)之间设置有纵梁(4)、横梁(5),所述纵梁(4)沿隧道纵向设置,所述横梁(5)沿隧道横向设置,所述仰拱结构(3)固定有若干排水管道(6),该排水管道(6)的底端伸入到仰拱结构(3)的下方,排水管道(6)的顶端与隧道内的排水渠(7)连通,用于将仰拱结构(3)下方的积水及时排出。2.根据权利要求1所述的富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系,其特征在于,所述灌注桩(1)的底端与基岩(8)连接,灌注桩(1)的底端伸入基岩(8)中,所述灌注桩(1)贯穿仰拱填充层(9)、仰拱结构(3)和初期支护(10),将所述仰拱填充层(9)、仰拱结构(3)、初期支护(10)和基岩(8)连接成一个整体。3.根据权利要求1所述的富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系,其特征在于,所述纵梁(4)、横梁(5)和混凝土板(2)采用整体灌注形成,与灌注桩(1)形成一个稳定的整体。4.根据权利要求1所述的富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系,其特征在于,所述排水管道(6)设置于相邻四个灌注桩(1)的中心位置,所述排水管道(6)的底端伸入到初期支护(10)的下表面,所述排水管道(6)的顶端端口通过三通管道连接排水横管(11),所述排水横管(11)与隧道内的排水渠(7)连通。5.根据权利要求1所述的富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系,其特征在于,所述仰拱结构(3)上表面的灌注桩桩孔边缘、排水管道安装孔边缘作防水处理。6.一种根据权利要求1~5中任一项所述富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:A、施工灌注桩(1);B、通过预埋或者钻孔安装的方式在仰拱结构(3)上设置排水管道(6),排水管道(6)的底端伸入到仰拱结构(3)的下方,排水管道(6)的顶端与隧道内的排水渠(7)连通,然后在仰拱结构(3)的上表面作防水处理;C、以灌注桩钢筋笼(12)的主筋为固定点绑扎纵梁钢筋骨架和横梁钢筋骨架,以及在纵梁钢筋骨架(13)和横梁钢筋骨架(14)上方绑扎混凝土板钢筋骨架(15),将灌注桩钢筋笼(12)的主筋、纵梁钢筋骨架(13)、横梁钢筋骨架(14)和混凝土板钢筋骨架(15)绑扎在一起,制作模板,整体灌注;D、拆除模板;E、填筑仰拱填充层,得到所述基底加固体系。7.根据权利要求6所述富水软弱地层重载铁路隧道的基底加固体系的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)清扫基面,并采用夯土机械对基面进行夯实,保证施工的...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈吉鸥,赵春彦,冷伍明,聂如松,杨奇,胡杰,孙晓科,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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