[發明專利]一種地鐵暗挖車站豎井和橫通道的凍結止水結構和方法

有效

• 申請號: 201611216300.9
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN107524459B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 張晉勛;江華;楊昊;江玉生;單仁亮
• 申請（專利權）人: 北京城建集團有限責任公司;中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38;E21D1/12
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

本發明公開了一種地鐵暗挖車站豎井和橫通道的凍結止水結構和方法，所述凍結止水結構包括：豎井帷幕凍結管、站內帷幕凍結管和橫通道帷幕凍結管，所述豎井帷幕凍結管布置在豎井的井口鎖口處，所述橫通道帷幕凍結管在橫通道導洞內與所述站內帷幕凍結管相交。

技術領域

本發明涉及地層挖掘止水技術領域，特別是涉及地鐵暗挖車站豎井和橫通道的凍結止水結構和方法。

背景技術

城市地下空間的開發和利用已經成為人類擴大生存空間的重要手段和發展趨勢，地鐵工程首當其沖，成為城市地下空間開發利用的排頭兵。以北京為例，現已開通18條地鐵運營線路(17條地鐵線路和1條機場軌道)，總里程達到527公里。根據北京市交通委規劃，至2020年，北京地鐵總運營線路將增加至30條，里程增加至1050公里，屆時地鐵將分擔55％以上的公共交通出行量，中心城區軌道站點750米半徑覆蓋率達到90％。隨著地鐵工程如果如荼的開工建設，地鐵車站埋深逐漸增大，地層逐漸由淺部粉土、粘土逐漸轉變為深部的砂土、砂卵石地層，地下水由上部滯水、潛水逐漸轉變為層間水、承壓水，地層性質和地下水環境的變化必然給施工帶來新的工程問題。其中，地下水的防治就是首先需要解決的問題。一般埋深較淺的車站多抽水降水法、帷幕+局部注漿降水法，地下連續墻+抽水降水法等方法，但這些方法在淺部、含水量小、滲透性小的地層能取得較好的效果，但在高富水、高滲透性的砂卵石地層，常規的降水方法在經濟效益和可行性方面將大大折扣，甚至無法使用。

凍結法作為最有效的地層止水方法，廣泛應用于煤礦工程，自1880年，凍結法在德國問世以來，已經有100多年的應用歷史，我國1955年引進凍結法施工，并成功應用于700多座礦井工程，已經取得了豐富的工程經驗，但凍結法在城市地下工程中應用較少，以長三角和珠三角地區粉質粘土、淤泥質粘土地層的地鐵聯絡通道為主，但這些凍結工程凍土體量較小、凍結范圍小、凍結工期短，而城市地下空間開發常見的建筑基坑、地鐵車站等大型工程采用凍結止水技術的工程案例卻鮮有報道。

因此，凍結法在技術上應用于大型地下空間開挖止水領域是切實可行的，但應根據不同的工程類別、地質條件、地下水賦存環境等差異性優化凍結結構與工程結構的布置方式、施工工序等細節。

因此希望有一種地鐵暗挖車站豎井和橫通道凍結止水結構和方法，能夠適用于高富水和高滲透砂卵石地層的止水支護。

發明內容

本發明的目的在于提供一種地鐵暗挖車站豎井和橫通道凍結止水結構和方法來克服現有技術中存在的上述問題。

為實現上述目的，本發明提供一種地鐵暗挖車站豎井和橫通道凍結止水結構，所述地鐵暗挖車站豎井和橫通道的凍結止水結構包括：豎井帷幕凍結管、站內帷幕凍結管和橫通道帷幕凍結管，所述豎井帷幕凍結管布置在豎井的井口鎖口處，所述橫通道帷幕凍結管在橫通道導洞內與所述站內帷幕凍結管相交。

優選地，所述橫通道導洞的直墻外擴1.5m，以確保凍結管鉆機正常施工。

本發明還提供一種地鐵暗挖車站豎井和橫通道的凍結止水方法，所述凍結止水方法包括以下步驟：

(1)地鐵豎井開挖至井口鎖口處，將進液管、回液管與隔板連接并插入凍結管局部凍結位置，隔板上方填充聚氨酯保溫材料，并在聚氨酯保溫材料上方覆蓋蓋板，以完成單根凍結器的連接工作，重復以上步驟，直至豎井周邊帷幕凍結器全部施工完畢；

(2)豎井繼續向下開挖至臨時封底，橫通道導洞開挖，保持原有直墻半圓拱結構形式，降低直墻高度，使得導洞兩側向外各擴1.5m，待導洞初襯施工完成，根據橫通道內凍結設計要求施工組裝凍結器，完成橫通道內帷幕凍結器的施工；

(3)使用PBA施工工法施工車站主體內部結構，當施工作業面達到地下水位以上0.5m處，停止施工，進行底板凍結器的安裝工作；

(4)根據步驟(1)施工底板凍結器；