CN208219300U - 一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构 - Google Patents

Abstract

一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，以将路堑基床隆起变形在设计施工过程中消除，避免高速铁路运营过程中隆起变形的发生，满足高速铁路变形控制要求，且有效降低高速铁路运营维护费用。包括填筑于膨胀软质岩基底上的路堑基床底层、路堑基床表所述膨胀软质岩基底的岩体内横向、纵向间隔设置深消能孔、浅消能孔，各深消能孔、浅消能孔内填塞设置消能体，其上端口压入封口塞形成密封。所述深消能孔、浅消能孔之间设置锚入膨胀软质岩基底岩体内的变形监测元件。

Description

一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构

技术领域

本实用新型涉及高速铁路路基，特别涉及一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构。

技术背景

随着高速铁路的快速发展，无砟轨道已广泛应用。然而，由于无砟轨道上拱可调整量小，线下隆起变形严重影响着不少已建成的高速无砟铁路的正常运营，甚至可能引发重大安全事故。膨胀软质岩路堑隆起就是其中典型之一，其原因主要是膨胀软质岩开挖后存在着长期应力释放，形成了虚拟反向土压力，这种反向土压力极易造成路堑基床隆起，以及膨胀岩路堑地段，地表水下渗会引起路堑基床隆起。目前，专利号CN103821038A公开了一种高速铁路路基上拱修复加固结构，以有效消除因膨胀岩土膨胀引起的路基上拱，保证上部轨道结构的平顺性；专利号CN106968140A公开了一种无砟轨道铁路隧道上拱修复结构及施工方法，以解决隧道上拱变形修复且具有长期保持效果的难题。但上述专利主要针对上拱病害修复整治，修复过程中仍然影响高速铁路运营，甚至会引发高速铁路断道，社会影响恶劣。

因此，为解决上述面临的难题，需要在膨胀软质岩路堑设计施工中及时发现隆起问题，并提出一种可消除隆起变形的创新结构及施工方法，达到长期抗隆起的目的，并且具有安全可靠、施工方便、节约投资、符合环保等要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，以将路堑基床隆起变形在设计施工过程中消除，避免高速铁路运营过程中隆起变形的发生，满足高速铁路变形控制要求，且有效降低高速铁路运营维护费用。

本实用新型解决上述技术问题所采用的的技术方案如下：

本实用新型的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，包括填筑于膨胀软质岩基底上的路堑基床底层、路堑基床表层，其特征是：所述膨胀软质岩基底的岩体内横向、纵向间隔设置深消能孔、浅消能孔，各深消能孔、浅消能孔内填塞设置消能体，其上端口压入封口塞形成密封；所述深消能孔、浅消能孔之间设置锚入膨胀软质岩基底岩体内的变形监测元件。

本实用新型的有益效果是，能有效释放膨胀软质岩开挖后存在的长期应力，消除虚拟反向土压力造成路堑基床隆起变形，将路堑基床隆起变形在设计施工过程中消除，达到基床长期抗隆起的目的；满足高速铁路变形控制要求，避免高速铁路运营过程中隆起变形的发生；结构新颖，安全可靠，施工简单，节省建设成本。

附图说明

本说明书包括如下五幅附图：

图1是本实用新型一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构的断面图；

图2是图1中C局部的放大示意图；

图3是沿图1中A-A和B-B线的剖面图；

图4是本实用新型一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构中消能体的一种结构示意图；

图5是本实用新型一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构中消能体的另一种结构示意图。

路堑基床底层11、路堑基床表层12、变形监测元件13、深消能孔21、浅消能孔22、封口塞23、消能体30、膨胀软质岩基底D。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图进一步说明本实用新型。

参照图1，本实用新型的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构包括填筑于膨胀软质岩基底D上的路堑基床底层11、路堑基床表层12。参照图1和图2、图3，所述膨胀软质岩基底D的岩体内横向、纵向间隔设置深消能孔21、浅消能孔22，各深消能孔21、浅消能孔22内填塞设置消能体30，其上端口压入封口塞23形成密封。所述深消能孔21、浅消能孔22之间设置锚入膨胀软质岩基底D岩体内的变形监测元件13。深消能孔21和填塞于其内的消能体30从侧向角度吸收膨胀软质岩基底D深部及浅层虚拟反向土压力造成隆起能量，浅消能孔22和填塞于其内的消能体30从侧向角度吸收膨胀软质岩路堑基底浅层虚拟反向土压力造成隆起能量及路堑边坡的侧向挤压能量。从而有效释放膨胀软质岩开挖后存在的长期应力，消除虚拟反向土压力造成路堑基床隆起变形，将路堑基床隆起变形在设计施工过程中消除，达到基床长期抗隆起的目的，满足高速铁路变形控制要求，避免高速铁路运营过程中隆起变形的发生。

参照图3，所述深消能孔21、浅消能孔22在膨胀软质岩基底D上呈矩形或者梅花型布设，其布置深度、间距应根据膨胀软质岩基底D隆起变形情况确定。通常，所述深消能孔21、浅消能孔22的断面为圆形，其直径不大于150mm。所述深消能孔21、浅消能孔22的断面也可以采用椭圆形，其短轴长度不大于150mm。

所述消能体30由弹性材料制成，吸收并释放膨胀软质岩基底D岩体内部的侧向挤压能。参照图4，所述消能体30为中空环形体，竖向分层填塞入深消能孔21、浅消能孔22内。参照图5，所述消能体30也可采用空心球，多种直径的空心球混合填塞入深消能孔21、浅消能孔22内。

参照图2，所述封口塞23应满足路基基床底层的强度要求，压入深消能孔21、浅消能孔22内的深度不小于0.5m，对深消能孔21、浅消能孔22上端口形成密封，阻隔水分渗入深消能孔21、浅消能孔22内。

参照图1，本实用新型一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构按如下步骤进行施工：

①开挖膨胀软质岩路堑，在膨胀软质岩基底D岩体内内横向、纵向间隔锚入变形监测元件13，监测膨胀软质岩基底D变形；

②根据变形监测元件13采集的变形数据，判断膨胀软质岩基底D是否隆起，若未隆起则在膨胀软质岩基底D上依次填筑路堑基床底层11、路堑基床表层12，若膨胀软质岩基底D隆起则继续以下步骤；

③采用钻机在膨胀软质岩基底D岩体中钻孔形成深消能孔21、浅消能孔22，向内填塞消能体30，其上端口压入封口塞23形成密封；

④于深消能孔21、浅消能孔22之间向膨胀软质岩基底D岩体内锚入变形监测元件13，监测消能处理后的膨胀软质岩基底D变形；

⑤根据变形监测元件13采集的变形数据，判断膨胀软质岩基底D是否隆起，若隆起按步骤③和步骤④在膨胀软质岩基底D岩体内加密设置深消能孔21、浅消能孔22进行消能处理，若膨胀软质岩基底D末隆起则继续以下步骤；

⑥在膨胀软质岩基底D上依次填筑路堑基床底层11、路堑基床表层12。

所述步骤①和步骤④中，膨胀软质岩基底D变形的监测周期不少于6个月。

以上所述只是采用图解说明本实用新型一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构及施工方法的一些原理，并非是要将本实用新型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，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims (8)

1.一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，包括填筑于膨胀软质岩基底(D)上的路堑基床底层(11)、路堑基床表层(12)，其特征是：所述膨胀软质岩基底(D)的岩体内横向、纵向间隔设置深消能孔(21)、浅消能孔(22)，各深消能孔(21)、浅消能孔(22)内填塞设置消能体(30)，其上端口压入封口塞(23)形成密封；所述深消能孔(21)、浅消能孔(22)之间设置锚入膨胀软质岩基底(D)岩体内的变形监测元件(13)。

2.如权利要求1所述的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，其特征是：所述深消能孔(21)、浅消能孔(22)在膨胀软质岩基底(D)上呈矩形或者梅花型布设。

3.如权利要求2所述的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，其特征是：所述深消能孔(21)、浅消能孔(22)的断面为圆形，其直径不大于150mm。

4.如权利要求2所述的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，其特征是：所述深消能孔(21)、浅消能孔(22)的断面为椭圆形，其短轴长度不大于150mm。

5.如权利要求1所述的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，其特征是：所述消能体(30)由弹性材料制成，吸收并释放膨胀软质岩基底(D)岩体内部的侧向挤压能。

6.如权利要求5所述的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，其特征是：所述消能体(30)为中空环形体。

7.如权利要求5所述的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，其特征是：所述消能体(30)为多种直径的空心球。

8.如权利要求1所述的一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构，其特征是：所述封口塞(23)压入深消能孔(21)、浅消能孔(22)内的深度不小于0.5m。