用于保护地下水环境的地铁车站止水结构制造技术

本实用新型专利技术涉及电气化铁路技术，具体而言，涉及用于保护地下水环境的地铁车站止水结构。该止水结构包括：V形的冻土止水层，所述V形的冻土止水层围成的空间内设置两堵竖直冻土墙；所述竖直冻土墙与所述V形的冻土止水层相连通。本实用新型专利技术V形的冻土止水层，以防止外部地下水进入车站基坑内；竖直冻土墙用于支撑车站基坑两侧土体的稳定，保护地下水环境，避免施工过程中污染地下水水质。通过采用冻结止水结构，避免了大范围排水施工，节约了宝贵的地下水资源，同时避免了排水施工引起的周边邻近建、构筑物的沉降变形。

Water stop structure of subway station for protecting ground water environment

The utility model relates to an electrified railway technology, in particular to a water stop structure of a subway station used for protecting the ground water environment. The water stopping structure comprises a V shaped frozen soil water retaining layer, and two vertical frozen earth walls are arranged in the space enclosed by the V shaped frozen soil water stopping layer, and the vertical frozen soil wall is communicated with the V shaped frozen soil water sealing layer. The utility model relates to a V shaped frozen soil layer to prevent external check, groundwater entering the station pit; vertical frozen wall for supporting foundation pit soil body stability, protection of groundwater environment, avoid pollution of groundwater quality in the construction process. By adopting the freezing water stopping structure, the construction of large scale drainage is avoided, and the valuable underground water resources are saved, and the settlement and deformation of the surrounding adjacent buildings and structures caused by drainage construction are avoided.

【技术实现步骤摘要】
用于保护地下水环境的地铁车站止水结构
本技术涉及电气化铁路技术，具体而言，涉及用于保护地下水环境的地铁车站止水结构。
技术介绍
对于富水地区的地铁建设，当地铁隧道采用暗挖法施工时，采用止水或者排水处理隧道开挖范围内的地下水是隧道开挖前的基础工作。目前，我国地铁隧道止水一般采用注浆止水或者旋喷桩止水，这两种止水方式都需要向土层中注入水泥浆液，污染地下水水质，同时水泥浆液流向不易控制，容易堵塞地下水的渗流通道，改变地下水的渗流路径。而采用排水方案，将浪费宝贵的地下水资源，同时排水引起的地下水位降低易引起周边邻近建、构筑物的沉降变形。随着城市化进展及经济发展，地铁将成为解决城市交通问题的主要手段之一。但是由于地质条件差异较大，地铁建设过程中常会引发地面沉降、岩溶塌陷、围岩失稳等各类环境地质问题，也会引发巷道突水、水位下降、水质污染等各类水环境问题。为避免地铁工程建设中引发的各类工程问题或减小地铁工程对周边环境的影响，国内外学者对相关防护治理手段及方法开展了大量的研究。AlbertWeiler(1983)基于德意志杜伊斯堡第四系地层条件，总结出地铁建设方法-空隙固结法。孙亚哲(2003)针对南京玄武湖下交通隧道建设可能产生水污染、地面沉降、地面塌陷、巷道突水等环境地质问题，为减少对地下水环境的影响，建议限制开挖深度和保护天然淤泥层，采用透水性好的填土材料、污染小的建筑材料、化学浆液，采用冷冻止水施工方案避免大面积人工降水。方燎原(2004)针对岩溶对广州地铁建设的影响，提出采用冷冻法和高压注浆法进行岩溶水隔离，对溶洞采用灌浆和结构处理。邢崴崴(2004)分析了地铁工程建设可能对水质的影响，建议在工程建设中采用污染小的建筑材料及化学浆液，分析了地下水径流条件的改变也会使得工程稳定性变差引发不均匀沉降，建议优化盾构各施工参数，并采用相应的工程方法如隔断、土体加固、建筑物本体加固及基础托换等以减小对周围环境的影响。C.O.Aksoy(2008)分析了土耳其伊兹密尔地铁站工程降水引发的地面沉降问题，通过化学注浆手段维持围岩稳定性，有效地阻止了地面沉降并使地下水位恢复至原有水平。李广涛(2009)针对广州地铁三号线工程建设中存在的溶、土洞不良地质条件进行处理，明确提出了盾构及明挖的岩溶处理措施。R.Galler(2009)提出了一套经济安全的新奥地利隧道施工方法(NATM)，该方法在澳大利亚近几年得到了迅速发展。傅志峰(2010)针对武汉地铁2号线工程施工中可能出现的第四系土层、岩溶地质、地下水等岩土工程问题，提出了工程降水设计、地下连续墙、注浆封堵防水工程等预防措施。龙艳魁(2012)分析了岩溶对地铁工程的影响，着重对岩溶洞穴稳定性的影响因素进行了探索，并提出了开挖回填、压力注浆、结构物跨越的岩溶溶洞处理措施。由此看出以往多注重对某些环境地质问题的处理研究，而对于既要进行工程防护处理又要兼顾泉水水量和水质保护的研究目前还比较少见。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于保护地下水环境的地铁车站止水结构及其施工方法，以解隧道施工过程中对地下水水质污染，保护地下水资源的问题。本技术实施例提供了一种用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，其包括：V形的冻土止水层，所述V形的冻土止水层围成的空间内设置两堵竖直冻土墙；所述竖直冻土墙与所述V形的冻土止水层相连通。在一些实施例中，优选为，所述V形的冻土止水层的底部过地铁车站的中线位置。在一些实施例中，优选为，所述V形的冻土止水层的厚度为0.5m～2.0m。在一些实施例中，优选为，所述竖直冻土墙的厚度为0.5m～3.0m。在一些实施例中，优选为，所述V形的冻土止水层的内部、所述竖直冻土墙的内部均设置多个冻结孔，所述冻结孔内设置冻结管。在一些实施例中，优选为，所述冻结孔的直径为50mm～200mm，所述冻结孔间距500～1000mm。在一些实施例中，优选为，所述V形的冻土止水层和所述竖直冻土墙的平均温度不高于-10℃。在一些实施例中，优选为，所述地铁车站的基坑两侧地面铺设保温层，所述基坑的内表面喷射保温混凝土。在一些实施例中，优选为，所述保温层包括：EPS泡沫板、聚苯乙烯、挤塑板、聚氨酯板中的任一种保温板；和/或，所述保温混凝土层包括：加气混凝土、0.5％～2％的高效速凝剂、0.5％～2％的乳胶粉和3％～7％的纤维。本技术实施例提供的用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，与现有技术相比，V形的冻土止水层，以防止外部地下水进入车站基坑内；竖直冻土墙用于支撑车站基坑两侧土体的稳定。附图说明图1为本技术一个实施例中用于保护地下水环境的地铁车站止水结构的横剖面示意图；图2为本技术一个实施例中止水结构中冻结制冷系统的示意图。注：1斜向冻结管；2V形的冻土止水层；3竖向冻结管；4竖直冻土墙；5地面保温层；6保温混凝土；7地铁车站；8清水泵；9冷冻机组；10起动柜；11盐水箱；12盐水泵；13冻结管；14冷却塔。具体实施方式下面通过具体的实施例结合附图对本技术做进一步的详细描述。考虑到水是生命之源，也是城市赖以生存和发展的宝贵资源，我国有半数以上的城市存在缺少问题，因此，在城市地铁建设过程中如何保护宝贵的地下水资源是工程技术人员拟解决的关键技术问题，比如济南这种以泉水而闻名的城市，保护泉水的水质和水量，更是地铁建设中的首要问题。本技术拟解决的技术问题是富水地区地铁隧道建设过程中如何保护地下水，在不降水的情况下实现地铁隧道的安全快速高效开挖。因此明确需要解决的技术问题为:(1)解决地铁隧道施工过程中对地下水水质的污染问题；(2)解决地铁隧道施工过程中对地下水水资源的保护,避免降低地下水水位,避免改变地下水渗流路径,保护泉水。为此提供了用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，其包括：V形的冻土止水层，所述V形的冻土止水层围成的空间内设置两堵竖直冻土墙；所述竖直冻土墙与所述V形的冻土止水层相连通。V形的冻土止水层，以防止外部地下水进入车站基坑内；竖直冻土墙用于支撑车站基坑两侧土体的稳定。接下来，对该技术进行详细描述：一种用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，如图1所示，其包括：V形的冻土止水层，所述V形的冻土止水层2围成的空间内设置两堵竖直冻土墙；所述竖直冻土墙与所述V形的冻土止水层2相连通。V形的冻土止水层2的内部、所述竖直冻土墙的内部均设置多个冻结孔，所述冻结孔内设置冻结管。即在地铁车站7两侧设置斜向冻结管1和竖向冻结管3，两侧的斜向冻结管1共同形成一个V形的冻土止水层2，以防止外部地下水进入车站基坑内；竖向冻结管3用于形成一个竖直冻土墙，支撑车站基坑两侧土体的稳定。所述V形的冻土止水层2的底部过地铁车站7的中线位置；斜向冻结管1的倾斜角度根据车站两侧施工场地和车站基坑开挖深度确定，冻结管的长度需达到车站中线位置，与另一侧冻结管衔接，形成封闭的V形冻土层。所述V形的冻土止水层2的厚度为0.5m～2.0m。冻结孔直径拟选择50mm～200mm，冻结孔间距500～1000mm。竖向冻结管3的长度根据车站基坑开挖深度确定，并与同侧斜向冻结管1衔接，形成一个y形冻土层，有利于防水和两侧土体的稳定。竖向冻土止水层的厚度根据基坑开挖深度、基坑两侧水土压力、地面荷载等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，其特征在于，包括：V形的冻土止水层，所述V形的冻土止水层围成的空间内设置两堵竖直冻土墙；所述竖直冻土墙与所述V形的冻土止水层相连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，其特征在于，包括：V形的冻土止水层，所述V形的冻土止水层围成的空间内设置两堵竖直冻土墙；所述竖直冻土墙与所述V形的冻土止水层相连通。2.如权利要求1所述的用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，其特征在于，所述V形的冻土止水层的底部过地铁车站的中线位置。3.如权利要求1所述的用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，其特征在于，所述V形的冻土止水层的厚度为0.5m～2.0m。4.如权利要求1所述的用于保护地下水环境的地铁车站止水结构，其特征在于，所述竖直冻土墙的厚度为0.5m～3.0m。5.如权利要求1所述的用于保护地...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐源，王少娟，韩建江，张兰新，何瑞，王重，丁冠涛，徐扬，李念春，郝杰，赵振伟，
申请(专利权)人：山东省地矿工程勘察院，
类型：新型
国别省市：山东,37