一种用于明挖地铁车站建造的通水系统及施工方法与流程

1.本发明属于轨道交通工程领域，具体涉及一种用于明挖地铁车站建造的通水系统及施工方法


背景技术：

2.随着地下车站的快速发展，在车站施工中面临的问题也随之变多。地铁车站的建造会阻隔原本地下水渗流路径，会造成局部水位上升，进而引起周边建构筑上浮，也会使地铁车站受到水压力的偏压等问题，故而需要设计可渗流的车站。
3.相对以往的处理方法是通过透水性碎石进行渗流(在地下连续墙的两侧通过透水性碎石进行上下流淌)，然后在车站底部处理出一条透水性的通道，使得车站两侧形成连通器的原理来达成渗流。考虑到透水性碎石在使用过程中，可能会受到挤压，也可能会有细砂的进入，使得透水性碎石内部之间的缝隙变小，透水效果逐渐变差。并且也考虑到底板有采用透水性混凝土来达到渗流，而透水性混凝土不能应用到中板等其他位置。
4.在专利202011524222.5中，公开了一种新型泥岩地铁车站综合降排水方法及排水装置，该排水装置只是实现了地铁车站在施工过程中地下水的降水问题，没有考虑地铁车站施工完成后，地铁车站阻隔原本地下水流淌的问题；本发明的采用基坑外井点降水方式，占用施工场地变大。围护结构的防水性没有得到很大利用，当地下水渗流过快时，井点降水可能不能满足地下水的渗流速度(可能地下水会迅速进入进基坑内)。
5.通常将排水盲管放在基坑内侧，排水盲管贴合围护结构，一方面排水盲管只能去引导渗入基坑内的地下水，只是起到基坑内降水的问题，而不能改善地下水路径被阻断的问题；二是排水盲管主要贴合在围护结构上，不能很好的去接触土层，不能对地下水有更好的集水效果，不容易形成渗透性地铁车站；排水装置采用抽取方式排出，利用电力等问题，不能形成“自动”的循环。


技术实现要素：

6.本发明专利提供一种用于明挖地铁车站建造的通水系统及施工方法。旨在地下水在地下连续墙下两侧的集水效果得到改善，并且同时满足地下水在车站多个位置的渗流问题。进而做到地下车站在施工与使用中实现地下水渗流，形成可渗流的车站。
7.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
8.第一方面，本发明的实施例提供了一种用于明挖地铁车站建造的通水系统，包括沿车站高度方向设置的排水盲管，相连排水盲管之间通过导管相连，所述的排水盲管具有渗水功能，所述的导管设置在用于连接车站地下连接墙的顶板、中板和/或底板中；且排水盲管与导管的连接处设有连接装置，所述的连接装置可控制排水盲管与导管之间是否通水。
9.作为进一步的技术方案，在地下连接墙与排水盲管之间还设有防水板。
10.作为进一步的技术方案，在所述的防水板上设有供排水盲管穿过的槽。
11.作为进一步的技术方案，所述的防水板上还设有挡板，该挡板位于排水盲管的底部。
12.作为进一步的技术方案，所述的连接装置包括第一管、第二管和控制件，所述的第一管上部开口，下部密封，第一管的上部与供排水盲管配合，第二管的一端与第一管侧面相连，另一端与所述的导管相连，所述的控制件从第二管的侧面斜插到第二管内，控制第一管与二管之间的连通与否。
13.作为进一步的技术方案，所述的控制件包括一个控制杆和一个弧形挡片，所述的控制杆与弧形挡片相连，所述的弧形挡片的面积等于或者大于第一管和第二管连通口的面积。
14.第二方面，本发明实施例还提供了一种施工方法，包括以下步骤：
15.(1)开挖地下连续墙导墙，导墙施工完成后继续开挖，开挖至地下连续墙的设计深度；
16.(2)将排水盲管、连接装置、防水板三者的组装，在靠近地下连续墙的b面处绑扎钢筋；在进行钢筋绑扎过程中，要对控制杆进行特殊处理。在控制杆下面紧贴设置一横向钢筋，使得控制杆与钢筋进行绑扎，进而对控制杆起到稳固的作用；
17.(3)基坑两侧吊放钢筋笼，保证通水装置在同一水平面上；
18.(4)地下连续墙混凝土浇筑；
19.(5)基坑开挖，临时支撑布置，直至开挖到设计深度；
20.(6)清底、验槽、做垫层，再做防水层及其防水保护层；
21.(7)施作车站底板及底层边墙；在底板施工时，将通水装置处的地下连续墙的混凝土凿除一部分，将导管与基坑两侧的连接装置连接，连接后将套管处进行密封，故此基坑两侧在底板处形成相连状态。
22.(8)采用与步骤(7)相同的方法进行中板、顶板的施工。
23.上述本发明的实施例的有益效果如下：
24.1.在该发明中，在围护结构的外侧采用了“板—管”的结合形式，并且再与通水装置、导管的共同作用，可以同时满足地下水在车站顶板、中板、底板等多个位置的渗流，增强了地下水的流通性，解决了基坑施工前阻断地下水渗流路径，避免地下水流入基坑影响施工，在施工完成后也可以正常的流通，保障了地下水的渗流。
25.2.本发明中的排水盲管在使用过程中具有极高的内部通水能力，表明渗水能力强，抗压效果好，寿命也长，作为集水装置的一部分可以有效的将地下水集中到通水装置处。
26.3.本发明中采用“板—管”的结合形式，即在围护结构与土层接触面之间放置一种防水板并布置排水盲管的结构形式，该结构形式中防水板具有多种材料、形状的选择，防水板一方面可以起到防水作用；另一方面可以防止在混凝土浇筑过程中水泥砂浆进入到排水盲管中；进而防水板与排水盲管结合可用在围护结构的外侧担当集水装置。
27.4.控制装置在侧面看大体呈现侧倒的“t”形，在侧倒的“t”上端方便排水盲管的接入；下端可沉淀水流中的土、砂，也可放置推过来的弧形挡片。弧形挡片的设置防止在施工前迎土层的地下水进入到基坑内，当基坑内导管安装后，通过控制杆来调整弧形挡片，进而可以使得地下连续墙两侧的水流可以流淌。
附图说明
28.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
29.图1是本发明整体装置示意图；
30.图2(a)是本发明单个防水板的结构示意图；
31.图2(b)是本发明多个防水板的俯视结构示意图；
32.图3是多个防水板的三维结构示意图；
33.图4是通水装置的组件一的结构示意图；
34.图5是通水装置的组件二的结构示意图；
35.图6是通水装置的组件的结构示意图；
36.图7是排水盲管与通水装置连接的结构示意图；
37.图8是排水盲管、通水装置、防水板三者布置图；
38.图9是在靠近地下连续墙的b面处绑扎钢筋示意图；
39.图10是塑料杆与钢筋绑扎状态示意图；
40.图11是通水装置处的地下连续墙的混凝土施工状态示意图；
41.图12是中板施工状态示意图；
42.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。a面—迎土面；b面—紧贴地下连续墙；c—地下连续墙；d—混凝土层；e—导管；f—填土；1—排水盲管；2—防水板；3—挡板；4—塑料管；5—塑料管；6—开孔，7—塑料杆；8—弧形挡片；9—塑料盖；10—塑料盖，11—套管；12—钢筋笼；13—垫块；14—钢筋；15—混凝土凿口。
具体实施方式
43.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
44.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
45.正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提供一种用于明挖地铁车站建造的通水系统及施工方法。旨在地下水在地下连续墙下两侧的集水效果得到改善，并且同时满足地下水在车站多个位置的渗流问题。进而做到地下车站在施工与使用中实现地下水渗流，形成可渗流的车站。
46.本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种用于明挖地铁车站建造的通水系统，采用排水盲管(排水盲沟)与防水板结合作为地下连续墙两侧的集水装置。排水盲管1位于类似锯齿形状的防水板2(具有一点硬度)锯齿上，防水板2与地下连续墙c的钢筋笼相连。在高度方向上，车站(假设两层)顶板、中板与底板的位置处，分别存在预留的通水装置，可以使得排水盲管1中的水在通水装置中由高度方向的水流转变为水平方向的水流。并且在通水装置上存在一次性的阀门，可以控制在施工前，水流暂时不能涌进基坑内。在车站左
右两侧导管e连接后，打开此阀门，两段便实现水流的联通。
47.其中，防水板的形状为图2(a)、图2(b)与图3所示；防水板2是一方面可以防止在施工阶段时地下水深入到地下连续墙中。防水板2在高度上为地下连续墙的高度。防水板2具有一定厚度的防水材料制作而成。在两个防水板连接处，考虑防水要求，故在侧面采用倾斜状态的弯钩形式紧密连接(如图2(a)中是单个防水板的结构示意图；多个防水板连接如图2(b)所示。
48.防水板2另一方面在平面上采用等间距的锯齿形状，可以满足排水盲管1的等间距布置，即沿着车站地下连接墙的纵向方向设置多个排水盲管，每个排水盲管通过横向设置的导管与另一个车站地下连接墙外侧的排水盲管相连通。并且防水板2也可防止地下连续墙混凝土浇筑时，混凝土进入排水盲管1中；进一步的，在放置排水盲管1处的底部，还设置挡板3(如图3所示)，此挡板的目的也是防止混凝土浇筑过程中，混凝土从底部进入排水盲管。
49.通水装置如图6所示，由图4与图5所示的部件组成。
50.通水装置的组件一：主要由三部分组成，具有一定硬度的塑料管5与塑料管4与塑料盖9。塑料管5上部开口，下部密封状态，上部开口的内直径为排水盲管1的外直径大小，保证排水盲管的插入。塑料管5的侧壁上有一开口，此开口与两端贯通的塑料管4相连。在塑料管4的另一侧设置可以拆卸的塑料盖9，并且在塑料管4上进行一小矩形的开口6，开口6的大小略大于塑料杆7的截面面积，塑料管4的长度略小于地下连续墙的厚度。塑料盖9的设置，其目的是在地下连续墙浇筑过程中，防止混凝土灌入塑料管4中。
51.通水装置的组件二：主要由弧形挡片8与塑料杆7组成。其弧形挡片8的弧度与塑料管5的内壁的弧度完全吻合。
52.如图6所示，组件一与组件二连接示意图。塑料杆7与弧形挡片8稳固连接。弧形挡片8与塑料管5管壁开口处紧密贴合，并且简单固定(固定要求：后期可以通过推塑料杆7，将弧形挡片8推动，使得塑料管5与弧形挡片8分离。)在开口6处还存在的缝隙时，通过弹性材料进行塞堵，进而防止地下连续墙浇筑过程中混凝土进入塑料管4。
53.通水装置与排水盲管两者连接只需将排水盲管1一端插入到通水装置的5中(如图7所示)。并且排水盲管1上端通过塑料盖10将排水盲管的上端进行封堵。
54.通水装置、排水盲管、防水板三者的连接如图8所示。防水板2的高度为地下连续墙的高度。在防水板2的“锯齿”高度上存在三个圆形开口，其开口直径为通水装置4的外直经。在防水板2高度上布置三个排水盲管与通水装置组合结构，分别在车站的顶板、中板、底板处(考虑是两层车站。若多层车站时，可考虑在每层板上加设装置)。通水装置与防水板连接后，将剩余空隙添堵，防止出现漏水现象。
55.本实施例还提供了一种施工方法，下面以地下二层车站为例，对本发明的施工过程进行说明；
56.(1)导墙施工、开挖槽段；
57.开挖地下连续墙导墙，导墙施工完成后继续开挖，开挖至地下连续墙的设计深度。
58.(2)钢筋笼制作；
59.绑扎的钢筋笼要与排水盲管、通水装置、防水板三者结合。
60.先进行排水盲管、通水装置、防水板三者的组装，组装后的形式如图8所示。在靠近
地下连续墙的b面处绑扎钢筋(如图9所示)。垫块13保证地下连续墙的保护层厚度。
61.在进行钢筋绑扎过程中，要对塑料杆7进行特殊处理。如图10所示，在塑料杆7下面紧贴设置一横向钢筋(图10中突出表示的钢筋14)，使得塑料杆7与钢筋14进行绑扎，进而对塑料杆7起到稳固的作用。其目的是防止在地下连续墙浇筑过程中会使得塑料杆7产生活动。
62.(3)吊放钢筋笼，将基坑两侧的钢筋笼吊放时，保证通水装置在同一水平面上，方便后期水平方向的导管安装；
63.(4)地下连续墙混凝土浇筑；
64.(5)基坑开挖，临时支撑布置，直至开挖到设计深度；
65.(6)清底、验槽、做垫层，再做防水层及其防水保护层；
66.(7)施作车站底板及底层边墙；
67.在底板施工时，将通水装置处的地下连续墙的混凝土凿除一部分(如图11)，将通水装置中的塑料盖9去掉。然后将套管11(如图12所示)与通水装置去除塑料盖9的一段连接。基坑两侧的地下连续墙的通水装置处都进行此操作。然后将导管e的两端与基坑两侧的通水装置的套管连接，连接后将套管11处进行密封，保证不会出现漏水的情况，故此基坑两侧在底板处形成相连状态。
68.断开塑料杆7与钢筋的连接，然后将开口6处的塞堵材料尽量去除(达到塑料杆7可以活动的位置即可)。推动塑料杆7，在推动时弧形挡片8也将跟随塑料杆7一起往外侧移动，一直到塑料杆7通过开口6进入通水装置一段长度。此时弧形挡片8原本的位置发生改变，使得通水装置内部变成连通的状态。然后将开口6进行封堵。之后将地下连续墙凿除的部分用水泥砂浆进行添堵。故此地下连续墙在底板处形成渗流路径，底板渗流路径是从
ⅰ→ⅱ→ⅲ→ⅳ
(如图12所示)。
69.(7)中板施工；
70.中板处也存在通水装置，处理方法与底板相同。中板渗流路径：
ⅰ→ⅴ→ⅵ→ⅶ
(如图12所示)。
71.(8)施作地下一层顶板及边墙；
72.顶板处也存在通水装置，处理方法与底板相同。顶板渗流路径：
ⅰ→ⅷ→ⅸ→ⅹ
(如图12所示)。
73.(9)其余部分施工做法与传统的车站施工做法相同。
74.排水盲管在使用过程中具有极高的内部通水能力，表明渗水能力强，抗压效果好，寿命也长。作为集水装置的一部分可以有效的将地下水集中到通水装置处。
75.采用“板—管”的结合形式，即在围护结构与土层接触面之间放置一种异形板并布置排水盲管的结构形式。该结构形式中异性板(防水板)具有多种材料、形状的选择。异性板(防水板)一方面可以起到防水作用；另一方面可以防止在混凝土浇筑过程中水泥砂浆进入到排水盲管中。进而一板与排水盲管结合可用在围护结构的外侧担当集水装置。
76.通水装置在侧面看大体呈现侧倒的“t”形，在侧倒的“t”上端方便排水盲管的接入；下端可沉淀水流中的土、砂，也可放置推过来的弧形挡片。
77.弧形挡片的设置防止在施工前迎土层的地下水进入到基坑内。当基坑内导管安装后，通过塑料杆来调整弧形挡片，进而可以使得地下连续墙两侧的水流可以流淌。
78.在该发明中，在围护结构的外侧采用了“板—管”的结合形式，并且再与通水装置、导管的共同作用，可以同时满足地下水在车站顶板、中板、底板等多个位置的渗流，增强了地下水的流通性，解决了基坑施工前阻断地下水渗流路径，避免地下水流入基坑影响施工，在施工完成后也可以正常的流通，保障了地下水的渗流。
79.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。