CN111749704A - 铁路平交道口施工防护装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种铁路平交道口施工防护装置，设置在铁路平交道口与待建隧道之间，所述防护装置包括：竖井，开设在铁路平交道口外围的预设位置处；防护管体，从所述竖井的侧壁沿水平方向插设在铁路平交道口与待建隧道之间的土层内；防护管体的数量为多个，各防护管体平行；各防护管体的一端与竖井的侧壁固定相连。本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置能够对铁路平交道口进行防护。

Description

铁路平交道口施工防护装置

技术领域

本申请涉及在铁路平交道口附近进行施工作业时对铁路平交道口的保护技术，尤其涉及一种铁路平交道口施工防护装置。

背景技术

铁路交通是连接各个城市的重要纽带，也逐渐成为城市内的主要交通方式。铁路不可避免地会与城市道路发生交叉，部分位于老城区的铁路直接在地面上穿过城市道路，在与城市道路交叉的位置处铺设整体的钢筋混凝土板结构，形成铁路平交道口。并在铁路平交道口设置有警示灯和护栏，以在有列车车辆通过时警示并阻拦来往人流。

随着城市内铁路交通需求的不断增多，地下轨道交通的线路越来越密集，部分地下轨道交通的设计线路与既有铁路之间的距离非常近，甚至位于既有铁路的正下方。在建设地下轨道交通设施之前，需要对周围建筑物采取隔离桩防护措施，避免挖掘隧道的时候造成周围土层松动。由于铁路平交道口是由钢筋混凝土板结构形成的，无法采用惯用的在地表施作隔离桩的方式对铁路平交道口进行防护。因此，目前对铁路平交道口还没有有效的防护手段。

发明内容

本申请实施例中提供了一种铁路平交道口施工防护装置，用于对铁路平交道口进行防护。

本申请实施例提供一种铁路平交道口施工防护装置，设置在铁路平交道口与待建隧道之间，所述防护装置包括：

竖井，开设在铁路平交道口外围的预设位置处；

防护管体，从所述竖井的侧壁沿水平方向插设在铁路平交道口与待建隧道之间的地层内；防护管体的数量为多个，各防护管体平行；各防护管体的一端与竖井的侧壁固定相连。

本申请实施例所提供的技术方案，通过在铁路平交道口与待建隧道之间设置施工防护装置，该防护装置包括开设在铁路平交道口外围预设位置处的竖井、以及从竖井的侧壁沿水平方向插设在铁路平交道口与待建隧道之间地层内的防护管体，防护管体的数量为多个，各防护管体平行设置，且各防护管体的一端与竖井的侧壁固定相连，形成管棚隔离帷幕，能够阻止土层变位，从而避免了铁路平交道口发生坍塌事故。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置应用的俯视图；

图2为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置应用的纵向剖视图；

图3为图2中竖井和防护管体的左视图；

图4为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置的又一种应用的俯视图；

图5为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置的另一种应用的纵向剖视图；

图6为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置的另一种应用的纵向剖视图；

图7为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置的另一种应用的纵向剖视图。

附图标记：

1-竖井；2-防护管体；3-铁路平交道口；4-铁路中心线；5-待建隧道；6-破裂影响线。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供一种铁路平交道口施工防护装置，能够在铁路平交道口附近进行地下施工作业时对铁路平交道口进行防护，避免其底部土层松动进而发生塌陷的事故。在铁路平交道口附近进行的地下施工作业，可以为建造地铁隧道、建造地埋管通道等，本实施例统称为待建隧道，该待建隧道可以为地铁隧道，也可以为地埋管通道，还可以为其它建造在底下的通道。

本实施例提供的铁路平交道口施工防护装置设置在铁路平交道口与待建隧道之间。该防护装置包括：竖井和防护管体。

其中，竖井开设在铁路平交道口外围的预设位置处，铁路平交道口通常采用钢筋混凝土板结构形成，竖井开设在该结构周围。预设位置可以为铁路平交道口外轮廓边缘以外的某个位置，具体位置可根据铁路平交道口周围的建筑或者待建隧道的位置来确定。竖井从地面垂向下挖掘形成，竖井的结构和形成方式可参照已有技术来实现。

在完成竖井的建造要求之后，从竖井的一侧侧壁沿水平方向将防护管体插设在铁路平交道口与待建隧道之间未扰动的土层内。防护管体的数量为多个，多个防护管体之间相互平行。各防护管体的一端与竖井的侧壁固定相连，在铁路平交道口与待建隧道之间形成管棚隔离帷幕，起到密闭的防护隔离效果，能够阻止土层的移动。

本实施例所提供的技术方案，通过在铁路平交道口与待建隧道之间设置施工防护装置，该防护装置包括开设在铁路平交道口外围预设位置处的竖井、以及从竖井的侧壁沿水平方向插设在铁路平交道口与待建隧道之间地层内的防护管体，防护管体的数量为多个，各防护管体平行设置，且各防护管体的一端与竖井的侧壁固定相连，形成管棚隔离帷幕，能够阻止土层变位，从而避免了铁路平交道口发生坍塌事故。

对于上述技术方案，本实施例提供一种具体的实现方式：

图1为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置应用的俯视图，图2为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置应用的纵向剖视图，图3为图2中竖井和防护管体的左视图。图1至图3仅为示意性地表示本实施例所提供的技术方案，并不代表真实的施工结构。

如图1至图3所示，用铁路中心线4表示铁路轨道的延伸方向，铁路平交道口3为铁路轨道与城市道路的交叉区域。本实施例中，将顺着铁路轨道延伸方向称为纵向，垂直铁路轨道延伸方向称为横向，竖直方向称为垂向。

待建隧道5位于铁路平交道口3垂向覆盖区域的外部，待建隧道5的延伸方向与铁路方向垂直。竖井1设置在铁路平交道口3与待建隧道5之间的区域，从竖井1的侧壁向铁路平交道口3与待建隧道5之间的土层中水平插设防护管体2，各防护管体2自上而下排列，与待建隧道5的延伸方向平行。各防护管体2的中心线位于同一竖直平面内。

相邻的防护管体2之间留有预设间距，各防护管体2之间可以为等间距设置，也可以为不等间距设置。本实施例中，各防护管体2之间等间距设置，相邻的防护管体2之间的预设间距为0.3m-0.5m。

位于顶端的防护管体2与地面之间具有第一预设距离d1，该第一预设距离d1可以为3m-6m，例如：设置为5m左右，即：可以从地表以下5m左右的位置开始插打防护管体2。

位于底端的防护管体2与竖井1底面之间具有第二预设距离d2，该第二预设距离d2可以大于1m。

另外，位于底端的防护管体2的位置深度可以根据待建隧道5的深度以及土层特性来设定。在挖掘待建隧道5的过程中，若土层发生松动，则土层将沿着一条特定的线发生变形移动，该特定的线为破裂影响线6。破裂影响线6的计算方式可根据本领域地层受力计算方式来得到，采用已有技术进行仿真及计算即可，本实施例不做具体限定，本实施例仅根据破裂影响线6对防护装置的结构进行说明。当然，由于视图角度的限制，图2中示出的破裂影响线6为一条线段，实际上，破裂影响线6随着地层结构的变化可以延伸呈平面或曲面。

位于底端的防护管体2与破裂影响线6之间的垂向距离为第三预设距离d3，该第三预设距离d3可以为3m-5m。

按照施工方案，需在铁路平交道口3的右侧下方建造待建隧道5，在挖掘待建隧道5的过程中，铁路平交道口3下面的土层容易发生松动。而本实施例所提供的技术方案，在挖掘隧道之前，在铁路平交道口3与待建隧道5之间设置竖井1，并沿着竖井1的侧壁从上至下依次沿水平方向插打防护管体2，防护管体2朝向竖井1的端部与竖井1固定连接，防护管体2背离竖井1的端部嵌固在未扰动的土层中，多个防护管体2形成管棚隔离帷幕，阻止了土层变位。

根据地层结构的不同以及待建隧道5的位置和形状的不同，各防护管体2的排列规则可以进行适当的调整。例如：图1至图3中，各防护管体2位于同一竖直面内。或者，各防护管体2还可以排列成中间向左或向右拱起的形状，也可以排列成S形，或者还可以排列成其它形状。

根据地层特性、待建隧道5的位置和大小来设定防护管体2的长度。防护管体2远离竖井1的端部至少要延伸至与铁路平交道口3的边缘处。

防护管体2可采用刚性材料制成，例如：钢管。本实施例采用无缝钢管，其内部可以灌注水泥砂浆，增大对土层的阻挡力。防护管体2的外径可以为108mm-300mm。防护管体2的壁厚可以为5mm-8mm。

防护管体2的数量可根据所形成的管棚隔离帷幕的垂向长度、防护管体2的尺寸以及相邻防护管体2之间的距离来确定。

本实施例所提供的尺寸均为举例说明，并不局限于上述尺寸。本领域技术人员可以根据实际施工状况来设定具体的尺寸。

进一步的，防护管体2的一端与竖井1固定相连，具体的连接方式可根据竖井的结构进行设定。本实施例中，竖井1由作为支撑骨架的钢格栅以及在钢格栅的空隙内浇注的混凝土构成。在实际建造竖井1的过程中，从上到下挖掘一段坑洞，然后在坑洞的侧壁布设钢格栅并在钢格栅周围浇注混凝土，然后再向下挖掘一段坑洞，接着在坑洞的侧壁布设钢格栅并浇注混凝土，再继续向下挖掘。防护管体2的一端与钢格栅焊接在一起，可以在钢格栅布设完成立即插打防护管体2并完成焊接，然后再浇注混凝土；或者，待一阶段混凝土浇注完成后再打孔，防护管体2的一端穿过混凝土层并焊接在钢格栅上，另一端插入未扰动的土层中。

竖井1的横截面形状为矩形，其平面尺寸可大于3m×8m。竖井1的深度可根据防护管体2的深度来设定，本实施例中，竖井1的底面与位于最下方的防护管体2之间的距离大于1m。

上述防护装置中，竖井1设置于铁路平交道口3的外围，防护管体2插入土层中，位于铁路平交道口3与待建隧道5之间，整个施工过程完全在地面以下完成，不占用地表，能够降低设计风险和建设成本，施工过程也较为简单，解决了铁路平交道口由混凝土板结构形成而无法在地面上施作隔离结构的问题。将多个防护管体2的一端焊接在竖井1的钢格栅上，另一端插入未扰动的土层中，形成管棚隔离帷幕，增大了整体的线性刚度，减小了变形量，从而有效地减小了铁路平交道口的变形，抑制了其发生沉降，确保了铁路运营安全。

本实施例还提供又一种实现方式：

图4为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置的又一种应用的俯视图。如图4所述，待建隧道5位于铁路平交道口3垂向覆盖区域的外部，待建隧道5的延伸方向与铁路方向平行。竖井1设置在铁路平交道口3与待建隧道5之间的区域，从竖井1的侧壁向铁路平交道口3与待建隧道5之间的土层中水平插设防护管体2，各防护管体2自上而下排列，与待建隧道5的延伸方向平行。各防护管体2的中心线位于同一竖直平面内。

相邻的防护管体2之间留有预设间距，各防护管体2之间可以为等间距设置，该间距可以为0.3m-0.5m。

位于顶端的防护管体2与地面之间的距离可以为3m-6m，例如：设置为5m左右，即：可以从地表以下5m左右的位置开始插打防护管体2。位于底端的防护管体2与竖井1底面之间的距离可以大于1m。位于底端的防护管体2与破裂影响线6之间的垂向距离为3m-5m。

防护管体2的具体实现方式具体可参照上述内容。各防护管体2沿垂向方向排列，形成管棚隔离帷幕，阻止了土层变位。

上述两个方案中，待建隧道5分别与铁路中心线4平行或垂直。或者，本实施例还提供另一种方案：待建隧道5与铁路中心线4之间的夹角为锐角。具体的：待建隧道5位于铁路平交道口3垂向覆盖区域的外部，待建隧道5的延伸方向与铁路方向之间的夹角为锐角。竖井1设置在铁路平交道口3与待建隧道5之间的区域，从竖井1的侧壁向铁路平交道口3与待建隧道5之间的土层中水平插设防护管体2，防护管体2与待建隧道5的延伸方向平行。各防护管体2自上而下排列，各防护管体2的中心线位于同一竖直平面内。

本实施例还提供另一种防护装置的实现方式：

图5为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置的另一种应用的纵向剖视图。如图5所示，待建隧道5位于铁路平交道口3的正下方，且与铁路方向垂直。竖井1设置在铁路平交道口3覆盖区域的外围，从竖井1的侧壁插打沿水平方向延伸的防护管体2，防护管体2与待建隧道5的长度方向平行。多个防护管体2从左至右依次排列在待建隧道5的顶部与铁路平交道口3之间，各防护管体2的中心线位于同一水平平面内。

上述图1和图4所示的两个实现方式中，各防护管体2沿垂向方向排列，则竖井1的深度要大于最底端防护管体2所在的深度。而本实现方式中，各防护管体2沿水平方向排列，则竖井1的深度相对较小，但是竖井1的纵向长度较长，需大于各防护管体2所形成的管棚隔离帷幕的长度。

相邻的防护管体2之间留有预设间距，各防护管体2之间可以为等间距设置，也可以为不等间距设置。本实施例中，各防护管体2之间等间距设置，相邻的防护管体2之间的预设间距为0.3m-0.5m。

防护管体2与地面之间具有第四预设距离，该第四预设距离可以为3m-6m，例如为5m左右，即：在地面以下5m左右开始插打防护管体2。防护管体2与竖井1底面之间具有第五预设距离，该第五预设距离大于1m。

或者，当待建隧道5位于铁路平交道口3的正下方时，待建隧道5也可以与铁路方向平行，仍然可以采用图5所示的竖井1和防护管体2。

对于图5所示的实现方式，按照施工方案，需在铁路平交道口3的正下方建造待建隧道5，在挖掘待建隧道5的过程中，铁路平交道口3下面的土层容易发生松动。若在挖掘隧道之前，在铁路平交道口3覆盖区域的外围设置竖井1，并沿着竖井1的侧壁沿水平方向插打多个防护管体2，防护管体2朝向竖井1的端部与竖井1固定连接，防护管体2背离竖井1的端部嵌固在未扰动的土层中，多个防护管体2沿水平方向排列形成管棚隔离帷幕，能够阻止土层变位，进而避免了铁路平交道口3发生塌陷事故。

根据地层结构的不同以及待建隧道5的位置和形状的不同，各防护管体2的排列规则可以进行适当的调整。图5中示出的各防护管体2位于同一水平面内。或者，各防护管体2还可以排列成中间向上拱起的形状，也可以排列成S形，或者还可以排列成其它形状。

根据地层特性、待建隧道5的位置和大小来设定防护管体2的长度。防护管体2远离竖井1的端部至少要延伸至与铁路平交道口3的边缘处。

为了进一步提高防护可靠性，无论待建隧道5设置在铁路平道交口3的外围还是正下方，都可以在待建隧道5的上方沿水平方向依次布设防护管体2的同时，也在待建隧道5的侧向设置有沿垂向方向依次布设的防护管体2，形成“L”型结构，提高防护强度。

图6为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置的另一种应用的纵向剖视图。如图6所示，待建隧道5位于铁路平交道口3的垂向覆盖区域的外围，在待建隧道5与铁路平交道口3之间的土层中插设防护管体2，其中一部分防护管体2沿水平方向排布，各防护管体2的中心线位于同一水平面内；另一部分防护管体2沿竖直方向排布，各防护管体2的中心线位于同一竖直平面内。图6中，在待建隧道5的左侧插设一排沿竖直方向排布的防护管体2，并在位于最顶端的防护管体2的左侧沿水平方向依次插设一排防护管体2，防护管体2与待建隧道5的延伸方向平行。沿水平方向排列的各防护管体2的中心线位于同一水平面，沿竖直方向排列的各防护管体2的中心线位于同一竖直平面。各防护管体2形成“L”形的管棚隔离帷幕，能够进一步提高对铁路平交道口3的防护强度。该实现方式尤其适用于在铁路平交道口3的正下方还有其它隧道的情况，能够更好地对铁路线路及铁路平交道口3进行防护。

图6展示的待建隧道5的延伸方向与铁路中心线4垂直。上述方案也可以应用在待建隧道5的延伸方向与铁路中心线4平行或呈锐角的情况。

图7为本申请实施例提供的铁路平交道口施工防护装置的另一种应用的纵向剖视图。如图7所示，待建隧道5位于铁路平交道口3的正下方，在待建隧道5与铁路平交道口3之间的土层中插设防护管体2，其中一部分防护管体2沿水平方向排布，各防护管体2的中心线位于同一水平面内；另一部分防护管体2沿竖直方向排布，各防护管体2的中心线位于同一竖直平面内。如图7中，在待建隧道5的上方沿水平方向插设防护管体2，从最右端防护管体2开始向下沿竖直方向插设一排防护管体2。防护管体2与待建隧道5的延伸方向平行。沿水平方向排列的各防护管体2的中心线位于同一水平面，沿竖直方向排列的各防护管体2的中心线位于同一竖直平面。各防护管体2形成“L”形的管棚隔离帷幕，能够进一步提高对铁路平交道口3的防护强度。该实现方式尤其适用于在铁路平交道口3的外围地层还有其它隧道的情况，例如：图7中待建隧道5的右侧还有其它隧道的情况，沿竖直方向排布的防护管体2位于待建隧道5与其它隧道之间，能够更好地对铁路线路及铁路平交道口3进行防护。

图7展示的待建隧道5的延伸方向与铁路中心线4垂直。上述方案也可以应用在待建隧道5的延伸方向与铁路中心线4平行或呈锐角的情况。

针对图6和图7两种实现方式，竖井1包括：沿水平方向延伸的第一井段和沿竖直方向延伸的第二井段，第一井段和第二井段连通。上述中心线位于同一水平面内的防护管体2的端部与第一井段的侧壁固定相连，中心线位于同一竖直平面内的防护管体2的端部与第二井段的侧壁固定相连。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，设置在铁路平交道口与待建隧道之间，所述防护装置包括：

竖井，开设在铁路平交道口外围的预设位置处；

防护管体，从所述竖井的侧壁沿水平方向插设在铁路平交道口与待建隧道之间的土层内；防护管体的数量为多个，各防护管体平行；各防护管体的一端与竖井的侧壁固定相连。

2.根据权利要求1所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，各防护管体的中心线位于同一平面内，相邻的防护管体之间留有预设间距。

3.根据权利要求2所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，所述待建隧道位于铁路平交道口垂向覆盖区域的外部；

各防护管体自上而下排列在待建隧道与铁路平交道口之间；各防护管体的中心线位于同一竖直平面内，与待建隧道的长度方向平行；

位于顶端的防护管体与地面之间具有第一预设距离，位于底端的防护管体与竖井底面之间具有第二预设距离；位于底端的防护管体与待建隧道的破裂影响线之间的垂向距离为第三预设距离。

4.根据权利要求3所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，所述第一预设距离为3m-6m；所述第二预设距离大于1m；所述第三预设距离为3m-5m。

5.根据权利要求3或4所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，各防护管体等间距设置，相邻防护管体之间的预设间距为0.3m-0.5m。

6.根据权利要求2所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，所述待建隧道位于铁路平交道口的正下方；

各防护管体依次排列在待建隧道的顶部与铁路平交道口之间；各防护管体的中心线位于同一水平平面内；防护管体与待建隧道的长度方向平行；

所述防护管体与地面之间具有第四预设距离，与竖井底面之间具有第五预设距离。

7.根据权利要求1所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，位于铁路平交道口与待建隧道之间的防护管体中，其中一部分防护管体的中心线位于同一水平面内，另一部分防护管体的中心线位于同一竖直平面内。

8.根据权利要求7所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，所述竖井包括：沿水平方向延伸的第一井段和沿竖直方向延伸的第二井段，所述第一井段和第二井段连通；中心线位于同一水平面内的防护管体的端部与所述第一井段的侧壁固定相连，中心线位于同一竖直平面内的防护管体的端部与所述第二井段的侧壁固定相连。

9.根据权利要求1所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，所述防护管体为无缝钢管，所述防护管体内灌注水泥砂浆；所述防护管体的外径为108mm-300mm；所述防护管体的壁厚为5mm-8mm。

10.根据权利要求1所述的铁路平交道口施工防护装置，其特征在于，所述竖井包括：用于形成支撑骨架的钢格栅以及填充在钢格栅周围的混凝土层；所述防护管体的一端穿透混凝土层焊接在所述竖井的钢格栅上，另一端插入未扰动的土层中。

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