本實用新型涉及城市深部地下空間開挖支護技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市人口快速增長，人均生活面積相應減小，這使得城市用地面積逐步由平面發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw空間發(fā)展，即在有限的城市平面空間里，大力開發(fā)和利用城市地下空間，隨著開挖深度的不斷增加，地下工程將面臨高地壓、高水壓等問題，這也導致傳統(tǒng)支護方法不適用深層地下環(huán)境，為此，需要引進新的支護方式。

在眾多城市地下空間支護方法中，排樁法以其施工簡單、便捷、成本低廉等優(yōu)點得到廣泛應用，但是排樁作為一種支護結(jié)構(gòu)，只是用來提供側(cè)向支護力，隨著基坑支護深度的增加，坑底上部不可避免的存在潛水水位，就需要將排樁與其他的止水手段相結(jié)合。

在城市敏感區(qū)，如果采用人工降水的方式，不可避免的會在基坑周圍形成降水漏斗，會引發(fā)既有管線的破壞；地表沉降也會引發(fā)地表沉降，造成道路的塌陷。因此，要采取人工降水首先需要具備一定的地面條件，在城市敏感區(qū)，不合適采用。對于北京等水資源缺乏的城市，自身水源尚不夠滿足城市發(fā)展的需要，需要借助南水北調(diào)等工程補充城市水源，地下水本身的成本較高，對于地下水位較高的情況，人工降水將大量地下水抽取后排到城市的污水管道，也會產(chǎn)生巨大的浪費，也不利于城市發(fā)展。在城市中央?yún)^(qū)，很多地方也不具備基本的地面支護條件。

綜合分析現(xiàn)存的止水方式，不難發(fā)現(xiàn)凍結(jié)法是最有效的深部地層止水方法，被廣泛應用于煤礦立井建設中，自從1955年我國首次引進凍結(jié)法施工技術(shù)以來，已經(jīng)有700多座井筒采用凍結(jié)法施工，由此可見，將凍結(jié)法用于城市地下止水工程中，在技術(shù)上是可行的，需要注意的是城市深部地下工程的地層環(huán)境和技術(shù)要求遠不同于煤礦立井，不可照搬照抄，需要結(jié)合城市地下工程的特點改進凍結(jié)技術(shù)。

因此希望有一種城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)結(jié)合排樁法和凍結(jié)法的優(yōu)點及適用性，解決側(cè)面存在兩層潛水層且基坑底部不存在不透水層或者不透水層較深的工況問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)來克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)包括：側(cè)面疏通管、排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)和基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)，所述側(cè)面疏通管呈矩形分布，并且圍繞所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)的外側(cè)設置；所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)為排樁結(jié)構(gòu)和凍結(jié)壁結(jié)構(gòu)呈矩形分布；所述基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)垂直于開挖的基坑設置，所述基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)與所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的凍結(jié)壁形成閉合的止水空間。

優(yōu)選地，所述側(cè)面疏通管穿透城市敏感區(qū)域的深部地下上部的不透水層設置，并且連接所述深部地下的上層潛水層和下層潛水，將上層潛水水位降低至下層潛水水位。

優(yōu)選地，所述凍結(jié)壁結(jié)構(gòu)設置在所述各個排樁結(jié)構(gòu)之間。

優(yōu)選地，所述凍結(jié)壁結(jié)構(gòu)和基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)分別包括：凍結(jié)管、進液管、出液管、配液管、制冷站和集液管，所述進液管和出液管設置在所述凍結(jié)管內(nèi)，所述進液管的一端連接所述配液管，所述配液管連接所述制冷站；所述出液管的一端連接所述集液管，所述集液管連接所述制冷站，所述配液管和集液管形成凍結(jié)回路。

優(yōu)選地，所述基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)均勻的分布在所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)。

本實用新型提供了一種城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)，本實用新型的具有基坑凍結(jié)結(jié)構(gòu)的深部地下止水是一種組合式結(jié)構(gòu)，結(jié)合排樁法和凍結(jié)法的優(yōu)點及適用性，解決側(cè)面存在兩層潛水層且基坑底部不存在不透水層或者不透水層較深的工況問題。

附圖說明

圖1是城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)的側(cè)面疏通管與凍結(jié)管排樁結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

圖3是城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)的凍結(jié)管凍結(jié)施工的示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。

在本實用新型一寬泛實施例中：城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)包括：側(cè)面疏通管、排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)和基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)，所述側(cè)面疏通管呈矩形分布，并且圍繞所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)的外側(cè)設置；所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)為排樁結(jié)構(gòu)和凍結(jié)壁結(jié)構(gòu)呈矩形分布；所述基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)垂直于開挖的基坑設置，所述基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)與所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的凍結(jié)壁形成閉合的止水空間。

如圖1－3所示，所述城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水結(jié)構(gòu)包括：側(cè)面疏通管1、排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)和基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)，所述側(cè)面疏通管1呈矩形分布，并且圍繞所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)的外側(cè)設置；所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)為排樁結(jié)構(gòu)3和凍結(jié)壁結(jié)構(gòu)呈矩形分布；所述基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)垂直于開挖的基坑設置，所述基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)與所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的凍結(jié)壁形成閉合的止水空間。

如圖2和3所示，所述側(cè)面疏通管1穿透城市敏感區(qū)域的深部地下上部的不透水層設置，并且連接所述深部地下的上層潛水層和下層潛水，將上層潛水水位降低至下層潛水水位。

如圖1所示，所述凍結(jié)壁結(jié)構(gòu)設置在所述各個排樁結(jié)構(gòu)3之間。

所述凍結(jié)壁結(jié)構(gòu)和基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)分別包括：凍結(jié)管3、進液管、出液管、配液管、制冷站和集液管，所述進液管和出液管設置在所述凍結(jié)管3內(nèi)，所述進液管的一端連接所述配液管，所述配液管連接所述制冷站；所述出液管的一端連接所述集液管，所述集液管連接所述制冷站，所述配液管和集液管形成凍結(jié)回路。

所述基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)均勻的分布在所述排樁間凍結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)。

城市敏感區(qū)域暗挖基坑內(nèi)部凍結(jié)造底止水方法包括以下步驟：

(1)在基坑的外圍呈矩形布置側(cè)面疏通管，所述側(cè)面疏通管穿透城市敏感區(qū)域的深部地下上部的不透水層；

(2)樁體施工：根據(jù)不同的成樁方式選擇不同的施工機械，在已經(jīng)確定的樁點施工成樁；

(3)凍結(jié)孔及凍結(jié)網(wǎng)絡施工：在樁體之間及已經(jīng)開挖的基坑底部鉆孔形成的基坑底部凍結(jié)結(jié)構(gòu)中的凍結(jié)管內(nèi)插入進液管和回液管，所述進液管的一端連接所述配液管，所述配液管連接所述制冷站；所述出液管的一端連接所述集液管，所述集液管連接所述制冷站，所述配液管和集液管形成凍結(jié)回路；

(4)凍結(jié)壁的形成：待所述樁體和凍結(jié)管施工完成，通過檢驗后，啟動所述制冷站，使低溫CaCl₂溶液在所述凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)，通過測定和分析預先埋置的測溫管和水文管數(shù)據(jù)，確定凍結(jié)壁的溫度和厚度，當達到設計要求時，可進行地下工程開挖工作，外側(cè)凍結(jié)壁的深度從下層潛水水位開始至基坑底部，基坑底部凍結(jié)造底結(jié)構(gòu)的內(nèi)斜向凍結(jié)壁深度從基坑底部開始至基坑中部；

(5)凍結(jié)管回收：地下構(gòu)筑物施工完成后，可采用自然解凍或人工快速解凍的方案恢復地下水流動，拔出所述凍結(jié)管，對凍結(jié)孔進行人工回填，完成整個地下工程施工作業(yè)。

側(cè)面疏通管打通了上層的潛水與下層潛水的不透水層，起到將上層潛水水位降低至下層潛水水位的作用。深部地層的凍結(jié)止水只需要在基坑外側(cè)的下層潛水位上頂面一直到坑底連同基坑底面之間形成凍結(jié)壁以達到阻止地下水流入的作用。

最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。