本发明涉及隧道技术领域，尤其涉及高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造。
背景技术：
随着隧道及地下工程修建技术的发展，隧道工程广泛运用于铁路、公路等交通运输产业之中。采用隧道工程可以节约用地，缩短线路长度，但是隧道的工程风险也较高，特别是在穿越高烈度地震区的膨胀土地层时，因多次受地震力的作用，土体呈松散状结构，其自稳能力极差，对隧道的安全施工带来了极大的挑战。
目前，对位于膨胀土地区的隧道来说，由于膨胀土吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定，使得膨胀土地区的隧道在使用时，受到膨胀土吸水膨胀的变化影响较大，影响隧道衬砌结构的安全性，此外，在隧道使用时，车辆进出隧道时，入口处的照明灯具有重要的作用，而现有的入口照明灯不具有除尘作用。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，包括第一衬砌及设置于第一衬砌两侧的边坡，所述第一衬砌内侧设有第二衬砌，所述第二衬砌的两端内壁上均安装有多个照明灯，其特征在于，所述第一衬砌和两侧的边坡之间设有吸水机构，所述吸水机构的出水端位于第一衬砌和第二衬砌之间，所述第二衬砌和第一衬砌之间固定连接有多个第一弹性机构，所述第二衬砌的两端入口的底部均设有凹槽，所述凹槽的开口处滑动密封设置有减速板，所述减速板与凹槽的底部之间固定连接有多个第二弹性机构，所述凹槽内设有驱动机构，所述驱动机构的上端与减速板的下端固定连接，所述凹槽的作用两端侧壁上均连通设置第一导管，所述第一导管上安装有第一单向压力阀，所述第一导管与吸水机构连通设置，所述凹槽的底部连通设有排水管，所述排水管上安装有第二单向压力阀，所述第二衬砌和第一衬砌之间设有多个吸气机构，所述驱动机构的两端分别与两个吸气机构传动连接，所述照明灯上端的第二衬砌的内壁上固定安装有除尘机构，所述除尘机构与吸气机构连通设置。
优选地，所述吸水机构包括固定安装于边坡上的多根第二导管，所述第二导管上连通设置有多根第三导管，位于同一截面内的多根第三导管的上端固定连接有固定杆，所述第三导管的环形侧壁上均布设有多个毛细孔，位于同一个边坡上的第二导管的下端贯穿第一衬砌设置并连通有同一根第四导管，所述第四导管与第一导管连通设置。
优选地，所述第三导管的外侧壁上设有一层过滤网。
优选地，所述第一弹性机构包括固定连接于第一衬砌和第二衬砌之间的第一伸缩杆，所述第一伸缩杆上套设有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与第一衬砌的内壁和第二衬砌的侧壁固定连接。
优选地，所述第二弹性机构包括固定连接于减速板与凹槽底部之间的第二伸缩杆，所述第二伸缩杆上套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与减速板的下端和凹槽的底部固定连接。
优选地，所述驱动机构包括转动设置于凹槽内的第一旋转轴，所述第一旋转轴上同轴固定连接有齿轮，所述齿轮啮合连接有齿条，所述齿条的上端与减速板的下端固定连接，所述第一旋转轴的两端分别贯穿凹槽的两端侧壁设置并延伸至第二衬砌的外侧，所述第一旋转轴位于凹槽外的两端均固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与吸气机构传动连接。
优选地，所述吸气机构包括固设置于第二衬砌侧壁上的吸气管，所述吸气管的上端与多个除尘机构的上端连通设置，所述吸气管内安装有防尘网，所述防尘网下方的吸气管内固定安装有横杆，所述横杆的下端转动连接有第二旋转轴，所述第二旋转轴位于吸气管内的部分上同轴固定连接有风叶，所述第二旋转轴的下端固定连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。
优选地，所述除尘机构包括固定连接于第二衬砌内壁上的横板，所述横板的下端安装有用于照明灯的喷头，所述喷头的进气端连通设有第五导管，所述第五导管与吸气管的上端连通设置。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明通过设置的吸水机构，驱动机构和第二弹性机构，通过吸水机构能将回填的膨胀图中的水快速的吸收至其内，继而通过凹槽内的排水管，能排放至下水管道，能有效的提高了膨胀土中的水分流失，降低了水分对膨胀土的体积变化的影响，继而能降低膨胀土对隧道明洞衬砌构造的使用安全性的影响；此外，通过设置的双层衬砌和第一弹性机构，能有效的保护第二衬砌的安全性，即能保护隧道使用的安全性，提高了衬砌结构的安全性。
2、本发明通过设置的驱动机构、吸气机构和除尘机构，能隧道的入口处照明灯进行有效的除尘，实现了对照明灯的自动清理功能，确定隧道入口处照明灯的照明效果，继而能确保车辆进出隧道的安全性；此外，在对照明灯进行除尘清理的过程和排水的过程中均利用过往车辆对减速板的挤压进行驱动，使得除尘和排水的过程较为节能，同时减速板还能对过往的车辆进行减速，提高进出隧道的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造的透视图；
图2为图1中的a处局部放大图；
图3为图1中的b处局部放大图；
图4为图1中的c处局部放大图；
图5为本发明提出的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造中第三导管的截面图；
图6为本发明提出的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造中齿轮齿条连接图。
图中：1第一衬砌、2边坡、3第二衬砌、4照明灯、5凹槽、6减速板、7第一导管、8第一单向压力阀、9第二单向压力阀、10第二导管、11第三导管、12固定杆、13第四导管、14第一伸缩杆、15第一弹簧、16第二伸缩杆、17第二弹簧、18第一旋转轴、19齿轮、20齿条、21第一锥齿轮、22吸气管、23防尘网、24横杆、25第二旋转轴、26风叶、27第二锥齿轮、28横板、29喷头、30第五导管、31过滤网、32毛细孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，包括第一衬砌1及设置于第一衬砌1两侧的边坡2，第一衬砌1内侧设有第二衬砌3，第二衬砌3的两端内壁上均安装有多个照明灯4，需要说明的是，第一衬砌1和第二衬砌3之间的空间与外界的连通设置，此外本文所指出的照明灯4为安装于隧道入口处的光源，并且照明灯4的镜面为平面，第一衬砌1和两侧的边坡2之间设有吸水机构，吸水机构的出水端位于第一衬砌1和第二衬砌3之间，第二衬砌3和第一衬砌1之间固定连接有多个第一弹性机构，第二衬砌3的两端入口的底部均设有凹槽5，凹槽5的开口处滑动密封设置有减速板6，减速板6与凹槽5的底部之间固定连接有多个第二弹性机构，凹槽5内设有驱动机构，驱动机构的上端与减速板6的下端固定连接，凹槽5的作用两端侧壁上均连通设置第一导管7，第一导管7上安装有第一单向压力阀8，需要解释的是，经过第一单向压力阀8的水流只能从第一导管7流向凹槽5，第一导管7与吸水机构连通设置，凹槽5的底部连通设有排水管，排水管上安装有第二单向压力阀9，需要解释的是，经过第二单向压力阀9只能从凹槽5流向排水管，排水管的出水端与外界的下水管道连通设置，第二衬砌3和第一衬砌1之间设有多个吸气机构，驱动机构的两端分别与两个吸气机构传动连接，照明灯4上端的第二衬砌3的内壁上固定安装有除尘机构，除尘机构与吸气机构连通设置。
其中，吸水机构包括固定安装于边坡上的多根第二导管10，第二导管10上连通设置有多根第三导管11，位于同一截面内的多根第三导管11的上端固定连接有固定杆12，第三导管11的环形侧壁上均布设有多个毛细孔32，位于同一个边坡2上的第二导管10的下端贯穿第一衬砌1设置并连通有同一根第四导管13，第四导管13与第一导管7连通设置，值得一提的是，通过多根第三导管11的设置，能对发生形变的膨胀土有阻挡作用，能有效的降低膨胀土性边对隧道的结构产生影响，此外，毛细孔32通过毛细力能将第三导管11周围的水分吸收至第三导管11内，能有效的降低膨胀土形变量，第三导管11的外侧壁上设有一层过滤网31，需要解释的是，通过过滤网31的作用，能有效的防止杂质将毛细孔32堵塞。
其中，第一弹性机构包括固定连接于第一衬砌1和第二衬砌3之间的第一伸缩杆14，第一伸缩杆14上套设有第一弹簧15，第一弹簧15的两端分别与第一衬砌1的内壁和第二衬砌3的侧壁固定连接，需要说明的是，在第一衬砌1在收到膨胀土挤压变形时，能通过第一弹簧15对第二衬砌3的作用力进行缓冲，提高第二衬砌3结构的安全性。
其中，第二弹性机构包括固定连接于减速板6与凹槽5底部之间的第二伸缩杆16，第二伸缩杆16上套设有第二弹簧17，第二弹簧17的两端分别与减速板6的下端和凹槽5的底部固定连接，需要说明的是，通过第二弹簧17在减速板6被挤压后，用于其进行复位作用。
其中，驱动机构包括转动设置于凹槽5内的第一旋转轴18，第一旋转轴18上同轴固定连接有齿轮19，齿轮19啮合连接有齿条20，齿条20的上端与减速板6的下端固定连接，第一旋转轴18的两端分别贯穿凹槽5的两端侧壁设置并延伸至第二衬砌3的外侧，第一旋转轴18位于凹槽5外的两端均固定连接有第一锥齿轮21，第一锥齿轮21与吸气机构传动连接，需要解释的是，第一旋转轴18与减速板6之间的凹槽5内壁上固定连接有多块限位板，防止减速板6向下运动时与第一旋转轴18发生碰撞，此外，齿条20在向下运动时，其下端能插设进排水管内，但是并不与其接触，不影响其排水作用,第一导管7位于第一旋转轴18的下方。
更具体的，吸气机构包括固设置于第二衬砌3侧壁上的吸气管22，吸气管22的上端与多个除尘机构的上端连通设置，吸气管22内安装有防尘网23，防尘网23下方的吸气管22内固定安装有横杆24，横杆24的下端转动连接有第二旋转轴25，第二旋转轴25位于吸气管22内的部分上同轴固定连接有风叶26，第二旋转轴25的下端固定连接有第二锥齿轮27，第二锥齿轮27与第一锥齿轮21啮合，需要解释的是，防尘网23能防止外界的灰尘进入至吸气管22内。
其中，除尘机构包括固定连接于第二衬砌3内壁上的横板28，横板28的下端安装有用于照明灯4的喷头29，喷头29的进气端连通设有第五导管30，第五导管30与吸气管22的上端连通设置，需要解释的是，喷头29喷出的气流能作用于照明灯4的镜面上，用于清除汽车经过后落在镜面上的灰尘。
本发明中，在边坡2和第一衬砌1直接回填膨胀土时，能将第三导管11和固定杆12均设置于其中，通过多根第二导管10能对边坡2起到固定的作用，通过第三导管11上的毛细孔32能将第三导管11周围的水分吸收至其内，并经过第二导管10流入第四导管13内，在隧道内有车辆经过时，车辆对减速板6进行挤压，能对车辆起到减速的作用，类似于减速带，在减速板6被挤压向下运动时，能使得减速板6下方的凹槽5内的气压增大，使得第二单向压力阀9打开，能将存储在凹槽5内的水排出，减速板6被挤压的作用力消失后，在第二弹簧17的作用下，减速板6向上进行复位运动，使得凹槽5内呈负压，第一单向压力阀8打开，能使得存储在第四导管13内的水进入至凹槽5内，便于下次排出，由于齿轮19和齿条20啮合，在齿条20跟随减速板6向上运动时，能驱动齿轮19旋转，继而能使得第一旋转轴18和第一锥齿轮21同步旋转，由于第一锥齿轮21和第二锥齿轮27啮合，能驱动第二旋转轴25和风叶26同步旋转，继而能将外界的空气抽吸至吸气管22内，通过第五导管30进入喷头29内并喷出，作用于照明灯4的镜面上，能照明灯4进行有效的除尘，由于风叶26的在减速板6向下运动时，旋转不会产生气流。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，包括第一衬砌(1)及设置于第一衬砌(1)两侧的边坡(2)，所述第一衬砌(1)内侧设有第二衬砌(3)，所述第二衬砌(3)的两端内壁上均安装有多个照明灯(4)，其特征在于，所述第一衬砌(1)和两侧的边坡(2)之间设有吸水机构，所述吸水机构的出水端位于第一衬砌(1)和第二衬砌(3)之间，所述第二衬砌(3)和第一衬砌(1)之间固定连接有多个第一弹性机构，所述第二衬砌(3)的两端入口的底部均设有凹槽(5)，所述凹槽(5)的开口处滑动密封设置有减速板(6)，所述减速板(6)与凹槽(5)的底部之间固定连接有多个第二弹性机构，所述凹槽(5)内设有驱动机构，所述驱动机构的上端与减速板(6)的下端固定连接，所述凹槽(5)的作用两端侧壁上均连通设置第一导管(7)，所述第一导管(7)上安装有第一单向压力阀(8)，所述第一导管(7)与吸水机构连通设置，所述凹槽(5)的底部连通设有排水管，所述排水管上安装有第二单向压力阀(9)，所述第二衬砌(3)和第一衬砌(1)之间设有多个吸气机构，所述驱动机构的两端分别与两个吸气机构传动连接，所述照明灯(4)上端的第二衬砌(3)的内壁上固定安装有除尘机构，所述除尘机构与吸气机构连通设置。
2.根据权利要求1所述的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，其特征在于，所述吸水机构包括固定安装于边坡上的多根第二导管(10)，所述第二导管(10)上连通设置有多根第三导管(11)，位于同一截面内的多根第三导管(11)的上端固定连接有固定杆(12)，所述第三导管(11)的环形侧壁上均布设有多个毛细孔(32)，位于同一个边坡(2)上的第二导管(10)的下端贯穿第一衬砌(1)设置并连通有同一根第四导管(13)，所述第四导管(13)与第一导管(7)连通设置。
3.根据权利要求2所述的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，其特征在于，所述第三导管(11)的外侧壁上设有一层过滤网(31)。
4.根据权利要求1所述的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，其特征在于，所述第一弹性机构包括固定连接于第一衬砌(1)和第二衬砌(3)之间的第一伸缩杆(14)，所述第一伸缩杆(14)上套设有第一弹簧(15)，所述第一弹簧(15)的两端分别与第一衬砌(1)的内壁和第二衬砌(3)的侧壁固定连接。
5.根据权利要求1所述的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，其特征在于，所述第二弹性机构包括固定连接于减速板(6)与凹槽(5)底部之间的第二伸缩杆(16)，所述第二伸缩杆(16)上套设有第二弹簧(17)，所述第二弹簧(17)的两端分别与减速板(6)的下端和凹槽(5)的底部固定连接。
6.根据权利要求1所述的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，其特征在于，所述驱动机构包括转动设置于凹槽(5)内的第一旋转轴(18)，所述第一旋转轴(18)上同轴固定连接有齿轮(19)，所述齿轮(19)啮合连接有齿条(20)，所述齿条(20)的上端与减速板(6)的下端固定连接，所述第一旋转轴(18)的两端分别贯穿凹槽(5)的两端侧壁设置并延伸至第二衬砌(3)的外侧，所述第一旋转轴(18)位于凹槽(5)外的两端均固定连接有第一锥齿轮(21)，所述第一锥齿轮(21)与吸气机构传动连接。
7.根据权利要求6所述的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，其特征在于，所述吸气机构包括固设置于第二衬砌(3)侧壁上的吸气管(22)，所述吸气管(22)的上端与多个除尘机构的上端连通设置，所述吸气管(22)内安装有防尘网(23)，所述防尘网(23)下方的吸气管(22)内固定安装有横杆(24)，所述横杆(24)的下端转动连接有第二旋转轴(25)，所述第二旋转轴(25)位于吸气管(22)内的部分上同轴固定连接有风叶(26)，所述第二旋转轴(25)的下端固定连接有第二锥齿轮(27)，所述第二锥齿轮(27)与第一锥齿轮(21)啮合。
8.根据权利要求7所述的高烈度膨胀土地区高回填隧道明洞衬砌构造，其特征在于，所述除尘机构包括固定连接于第二衬砌(3)内壁上的横板(28)，所述横板(28)的下端安装有用于照明灯(4)的喷头(29)，所述喷头(29)的进气端连通设有第五导管(30)，所述第五导管(30)与吸气管(22)的上端连通设置。
技术总结