一种引流式渗流导水结构、地铁车站及施工方法

1.本发明涉及地铁车站领域，具体涉及一种引流式渗流导水结构、地铁车站及施工方法。


背景技术：

2.地铁建造需要大量的地铁车站作为乘下车的中转点，地铁车站建造的地点按需要布置，地下水丰富的地方也有车站的要求。地铁车站建造阻断地下地下水流通路径，且在地下存有丰富地下水的地区进行地铁车站建造基坑支护多采用地下连续墙，隔离土层与地铁车站内部空间。
3.地下连续墙施工后，地连墙围护结构防水效果优越，对地下水的截水效果较理想，地铁车站的主体结构和地下连续墙等基坑围护结构会隔断透水层，阻断地下水流通路径，影响地铁车站深度范围内和围护结构深度范围内的地下水水平渗流，截断的地下水会使得局部水位上升，进而引起周边建筑物上浮，同时地铁车站受到水压力的偏压作用，对车站造成不利的影响。现有技术中公开了在车站基础铺设强透水层的方案，通过强透水层建立穿过车站的渗流路径，但其渗流效率较低，仍无法有效解决地铁车站两侧水压力偏压作用问题，难以满足地铁车站对渗流导水的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种引流式渗流导水结构、地铁车站及施工方法，设置引流层和导水管，建立车站两侧土层之间的水体连通路径，使得被车站阻断的地下水路径重新建立，水体能够在导流管件迅速转移，保证车站两侧水压力平衡，维持车站和车站周边建筑的稳定性。
5.本发明的第一目的是提供一种引流式渗流导水结构，采用以下方案：
6.包括位于地连墙外侧的引流层和位于车站基础内的导水组件，引流层呈环绕结构并沿纵向延伸至车站基础以下，导水组件包括导水管，引流层对应导水管开口位置设有透水件，导水管通过透水件连通引流层外侧区域，以建立穿过车站的水体流通路径。
7.进一步地，所述引流层围绕车站布置，引流层与地连墙之间设有抗渗层，引流层远离地连墙的一侧设有透水层。
8.进一步地，所述引流层包括瓦楞板和骨架，骨架贴附于瓦楞板的至少一侧以保持引流层位置。
9.进一步地，所述瓦楞板上设有依次交替布置的凸起和凹槽，凸起和凹槽的延伸方向与引流层纵向延伸方向同向；瓦楞板通过垫块连接地连墙。
10.进一步地，所述引流层沿车站周向上设有间隔布置的多个透水件，一组相对地连墙对应的引流层之间通过至少一根导水管连接。
11.进一步地，所述导水管上方铺设有防水层，导水管上设置有阀门。
12.进一步地，所述导水管两端均连通有多根通水管，每根通水管均对接透水件，导水
管与通水管之间设有集水坑。
13.本发明的第二目的是提供一种地铁车站，利用如上所述的引流式渗流导水结构。
14.本发明的第三目的是提供一种如上所述的地铁车站的施工方法，包括以下步骤：
15.开挖沟槽，引流层随地连墙钢筋笼下放至沟槽内，安装透水件，浇注成墙；
16.开挖基坑至车站基础底部，布置导水管并建立其与透水件的连接关系；
17.施工车站主体。
18.进一步地，于引流层迎土面一侧浇注透水性混凝土，于引流层背土面一侧浇注抗渗性混凝土。
19.与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
20.(1)针对目前地铁车站截断地下水流通路径影响车站及周边建筑的问题，设置引流层和导水管，建立车站两侧土层之间的水体连通路径，使得被车站阻断的地下水路径重新建立，水体能够在导流管件迅速转移，保证车站两侧水压力平衡，维持车站和车站周边建筑的稳定性。
21.(2)地连墙所连接的引流层迎土面浇筑的透水性混凝土材料把上层水引流至底部，通过透水件把水引流通过地连墙连接导水管进行疏通导水，保障地下水可以顺利通过地铁车站；同时，还可以在地铁站底板、中板位置设置导水管和对应的透水件，分散透水以提高透水效率。
22.(3)从地连墙引流过的水集中疏通至集水坑内，从地连墙通过透水件与导水管引流和基坑内的导水管进行连接并设置阀门开关，集水坑与集水坑使用加大管径的导水管进行连接，提高对水体导流的效率；在底部施工完成后打开阀门开关进行导水，再次用混凝土进行封底浇筑并做好防水处理，相较于传统的强透水层，能够根据需求开启和关闭水体流通路径，提高对不同土层环境的适应性。
附图说明
23.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。
24.图1为本发明实施例1或2或3中车站结构与地连墙布置的结构示意图。
25.图2为本发明实施例1或2或3中地连墙的断面结构示意图。
26.图3为本发明实施例1或2或3中瓦楞板的示意图。
27.图4为本发明实施例1或2或3中骨架的示意图。
28.图5为本发明实施例1或2或3中瓦楞板连接骨架的示意图。
29.图6为本发明实施例1或2或3中引流式渗流导水结构的示意图。
30.图7为本发明实施例1或2或3中导水组件与地连墙的位置示意图。
31.图8为本发明实施例1或2或3中导水组件在车站基础内布置的示意图。
32.其中，1-车站，2-地连墙，3-土层，4-瓦楞板，5-骨架，6-透水性混凝土，7-抗渗性混凝土，8-垫块，9-地连墙钢筋笼，10-导水钢管，11-透水件，12-导水管，13-水管开关，14-集水坑，15-防水层。
具体实施方式
33.实施例1
34.本发明的一个典型实施例中，如图1-图8所示，给出一种引流式渗流导水结构。
35.如图1和图6所示的引流式渗流导水结构，用于地铁车站1的渗流导水过程，对地铁车站1截断的地下水流通路径进行恢复，保持地下水流通路径在地铁车站1位置的连续，尤其是通过引流的方式对地铁车站1两侧的水压力进行平衡，提高地铁车站1和周边建筑的稳定性。
36.如图1所示的引流式渗流导水结构，设置引流层和导水管12，建立车站1两侧土层3之间的水体连通路径，解决由于地铁车站1建造阻断地下地下水流通路径，引起局部水位上升，进而引起周边建筑上浮，地铁车站1受到水压力的偏压作用的问题，把地铁车站1建造可导水的车站1；使得被车站1阻断的地下水路径重新建立，水体能够在导流管件迅速转移，保证车站1两侧水压力平衡，维持车站1和车站1周边建筑的稳定性。
37.参见图6，引流式渗流导水结构主要包括位于地连墙2外侧的引流层和位于车站1基础内的导水组件，引流层将车站1侧面的地下水进行阻断、引流，使得地下水引流至导水组件位置，导水组件能够将车站1两侧的连通，从而建立水体穿过地铁车站1的路径。
38.引流层呈环绕结构，围绕地铁车站1周向布置，将地连墙2与地下水进行主动隔离，并沿纵向延伸至车站1基础以下，实现对车站1的全面防护，并能够为建立水体流通路径提供多个透水点。
39.导水组件包括导水管12，引流层对应导水管12开口位置设有透水件11，透水件11依据选定的透水点位置进行布置，导水管12通过透水件11连通引流层外侧区域，以建立穿过车站1的水体流通路径。
40.如图1所示，引流层围绕车站1布置，引流层与地连墙2之间设有抗渗层，引流层远离地连墙2的一侧设有透水层。
41.本实施例中，透水层采用透水性混凝土6，抗渗层采用抗渗性混凝土7，透水性混凝土6能够利用其特性对地下水进行引流，将地下水引流至透水件11区域，或将导水管12经透水件11输出的地下水分散至土层3中，使得水体能够穿过车站1区域保持连续流动。
42.抗渗层采用抗渗性混凝土7，与地连墙2共同对地下水进行阻隔。
43.地连墙2引流层的迎土面一侧浇筑的透水性混凝土6材料把上层水引流至底部，通过透水件11把水引流，通过地连墙2连接导水管12进行疏通导水，保障地下水可以顺利通过地铁车站1。
44.如图2、图3和图4所示，引流层包括瓦楞板4和骨架5，骨架5贴附于瓦楞板4的至少一侧以保持引流层位置。可以理解的是，瓦楞板4可以采用预制的板材结构，将其通过垫块8连接地连墙2，也可以利用混凝土等材料施工形成的w型导水板。
45.同时，本实施例中的瓦楞板4为广义的板件结构，即迎土面一侧设有依次交替布置的凸起和凹槽的结构，比如波纹板等，迎土面一侧的凹槽形成地连墙2导水沟，凸起和凹槽的延伸方向与引流层纵向延伸方向同向。
46.如图4和图5所示，由于引流层的导水沟的强度有限，在浇筑混凝土时可能会造成导水沟阻塞，通过设置骨架5结构对导水沟进行支撑，骨架5可以采用绑扎的钢筋，保证导水沟的强度，使得在浇筑混凝土的过程中得到较理想的结果。
47.地铁车站1的建造需要围护结构，基坑的开挖施工过程保障基坑内是无水的工作面，可采用的围护结构形式是地下连续墙，地连墙2使用抗渗性混凝土7截水，地连墙2迎土面设置饮水层，饮水层的迎土面使用w型的导水沟，考虑导水沟强度不足在沟槽内绑扎钢筋内支撑，浇筑透水性混凝土6进行透水，瓦楞板4绑扎在地连墙钢筋笼9上，导水沟、瓦楞板4接触缝隙与土层3之间采用透水性混凝土6、砂石等透水性材料回填。
48.对于导水组件，如图6、图7所示，其包括透水件11和导水管12，引流层沿车站1周向上设有间隔布置的多个透水件11，一组相对地连墙2对应的引流层之间通过至少一根导水管12连接。
49.透水件11可以采用透水钉，能够将引流层外侧的水流引入导水管12内，也能够将导水管12内的水流引出至引流层外侧的土体。
50.地连墙2在钢筋笼调入沟槽前，预开孔导水的位置在钢筋笼进行预埋钢管，钢管内用泡沫塑料板填充，提高通水位置的精确性，在基坑开挖至通水位置再进行开孔透水，采用透水钉打穿导水沟或瓦楞板4，深入透水层引流水流入基坑内，内侧连接导水管12，使其连通通水。
51.同时，如图8所示，导水管12的两端均设置有多根支管，支管为通水管，导水管12两端均连通有多根通水管，每根通水管均对接透水件11，导水管12与通水管之间设有集水坑14。
52.另外，导水管12上方铺设有防水层15，导水管12上设置有阀门13，防水层15可以采用改性沥青防水卷材。
53.可以理解的是，图8为通水导管布置图，基础在预留集水坑14的同时多预留50cm，从地连墙2通引流的水通过基坑内连接的导水管12进行导流，集水坑与集水坑用加大管径的导水管进行连接，并在集水坑内设置阀门开关，控制导水管与集水坑的连通关系。在底部施工完成后打开阀门13开关进行导水，再次用混凝土进行封底浇筑并做好防水处理。
54.需要特别指出的是，还可以在地铁站底板、中板位置设置导水管12和对应的透水件11，分散透水以提高透水效率，透水方式采用底板、中板辅助通水，缓解集中透水不及时，效果不理想的问题，中板、底板和基础可以同时埋设导水管12，中板防水处理难度较高采用铺设导水管12，在底部底板使用预留沟槽做好防水处理，浇筑透水性混凝土6进行导水，保障地下水的的连续性。
55.实施例2
56.本发明的另一典型实施例中，如图1-图8所示，给出一种地铁车站。
57.该地铁车站包括如实施例1的引流式渗流导水结构，引流式渗流导水结构不至于地铁车站的主体和主体外侧。
58.对于引流式渗流导水结构的详细结构参见实施例1，由于该地铁车站采用了上述实施例1提供的引流式渗流导水结构，所以该地铁车站由引流式渗流导水结构带来的有益效果参考上述实施例1中的相应部分，在此不再赘述。
59.对于未提及的地铁车站的其他结构，采用现有的结构即可。
60.实施例3
61.本发明的另一典型实施例中，如图1-图6所示，给出一种地铁车站的施工方法。
62.该施工方法主要包括以下步骤：
63.开挖沟槽，引流层随地连墙钢筋笼9下放至沟槽内，安装透水件11，浇注成墙，于引流层迎土面一侧浇注透水性混凝土6，于引流层背土面一侧浇注抗渗性混凝土7；
64.开挖基坑至车站1基础底部，布置导水管12并建立其与透水件11的连接关系；
65.施工车站1主体。
66.依次进行导墙开挖、地下连续墙开挖、把绑扎好的钢筋笼吊入开挖完成的沟槽内。钢筋笼上焊接导水钢管10用于地下水疏导的路径，且在地连墙钢筋笼9绑扎引流层用于疏通地层间流通路径。
67.地连墙钢筋笼9和引流层一起吊入开挖好的沟槽内，把引流层带有w型的导水沟的一侧朝向迎土面防止，进行下一步施工，浇筑混凝土。
68.在引流层两侧浇筑不同混凝土，迎土面浇筑透水性混凝土6，背面随地连墙2同步浇筑抗渗性混凝土7。
69.在地连墙2施工完成后进行基坑的开挖，开挖方式采用明挖法，地铁车站1开挖深度比较深，在开挖过程中使用混凝土内支撑保证地连墙2围护结构的稳定性。
70.开挖至基础底部进行通水导水的处理，导水钢管10在焊接阶段填充泡沫塑料以隔绝混凝土进入，也可以采用塑料进行堵塞。在基坑开挖至导水组件布置位置后，再进行基础的施工，根据地下水的水量检测，在预留导水组件时，依据水量大小来埋置数量，可以设置每3m～5m埋置一处，若水量较大可适当缩小埋置间距，比如调节为2m埋置一处。
71.把地连墙2外的地下水引进内侧使其穿过地铁车站1，埋置的导水管12设置支管，分布于车站1一侧地连墙2预设的多处位置，然后通过支管的通水管，引至地铁车站1的集水坑14进行集中，地铁车站1另一侧地连墙2对称位置同样布置，集水坑14与集水坑14用导水管12连通。
72.集水坑14预留深度加深50cm，通水管至集水坑14水管位置设置通水开关，在基础施工完成后再打开开关进行连接通水，在施作防水层15后再浇筑抗渗性混凝土7至集水坑14的设计标高。
73.具体的，结合实施例2和图1-图8，对上述施工方法进行详细描述：
74.根据实际地勘报告设计地铁车站1结构图，首先进行围护结构的施工，选择的是地连墙2围护结构，截水效果较好。
75.第一步确定地连墙2位置，开始导墙的施工，同时在现场设计钢筋加工厂进行钢筋笼的加工，把瓦楞板4绑扎在地连墙钢筋笼9上，为保证地连墙2钢筋龙的保护层厚度，在绑扎瓦楞板4片时在钢筋龙与瓦楞板4每隔50cm放置上垫块8，随瓦楞板4一块绑扎在地连墙钢筋笼9上。
76.导墙施工完成后，进行地连墙2的开挖，开挖过程中控制好开挖的深度，且使用泥浆护壁保持沟槽的完整性；沟槽开挖完成，地连墙钢筋笼9底部绑扎焊接好导水钢管10。
77.下一步使用吊车把钢筋笼调入沟槽内，有瓦楞板4一侧放置在迎土面，瓦楞板4片为节约成本，强度在施工过程中可能会发生较大的变形，影响后期导水通水的性能，所以在瓦楞板4片迎土面一侧把钢筋骨架5支撑随瓦楞板4片一块绑扎在地连墙钢筋笼9上。
78.下一步浇筑混凝土，由于本车站1地下水丰富，需要采用和桩基施工方法浇筑混凝土，往底部放置导管运用封底拔管的方式从底部往上浇筑地连墙2，保障地连墙2的连续性。使得基坑内施工过程一直处于隔水状态。
79.对不同位置配置不同特性的混凝土，在接触土层3一侧浇筑透水性混凝土6，土层3内的水是流动的，水可以通过沟槽内的混凝土流至通水口准备流通，地连墙2的部分需要浇筑抗渗性混泥土进行隔水。
80.地连墙2施工完成后达到开挖条件，开挖基坑，为围护结构稳定性，在开挖过程中架设混凝土内支撑，开挖跨度较大在中间架设支撑柱来围护结构的稳定性。基坑开挖采用分层开挖，一次开挖深度在规定范围内。
81.一直开挖至基础底部，达到设计范围准备开始地铁车站1的施工，预埋填充的导水钢管10在基础底部下，把填充的泡沫塑料抽取，进行通水处理，用透水钉打穿透水的混凝土至岩石层，透水钉中间有一定的小细孔进行引进基坑内，在透水钉延伸至车站1区域的部分对接通水管，导水至集水坑14；将多个通水管与多个预留的地连墙2的导水口对应连通，从而引水至集水坑14进行统一连通。
82.为保证施工过程正常进行，在施工阶段截水，在引出的导水管12在集水坑14处安置截水阀门13开关，在施工完成后，打开阀门13开关一直通水，保持车站1周围水的连续性。
83.在开关打开后，用防水材料做好封堵，并用抗渗性混凝土7浇筑，在基础的施工阶段同步施工，集水坑14的深度预留加深，留足导水管12的后续施工空间。
84.基础底部施工完成后开始车站1主体的施工，主体按正常的施工工序进行施工，进行中板的施工时候，在中板高度地连墙2预留的通水口与底部进行同样的施工过程，集水坑14替换成板中留阀门13开关空间，在完成后再用混凝土浇筑封堵。
85.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。