CN207131404U - 铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系 - Google Patents

Abstract

铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系，以有效隔绝竖井周边地下水，提高围岩整体强度，确保深大竖井井壁结构安全。包括竖井井壁结构，竖井井壁结构外的含水地层内呈环状周向间隔钻设冻结孔，各冻结孔内设置装有循环冷媒剂的冻结管，将邻近竖井井壁结构的含水地层形成冻结壁防水结构。竖井井壁结构包括若干个竖向对接的竖井井壁结构单元，竖井井壁结构为钢筋混凝土单层井壁结构，竖井井壁相邻的上、下两结构单元对接茬口部位设置竖向延伸于其内的环形接茬钢板。

Description

铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系

技术领域

本实用新型涉及隧道工程，特别涉及铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系。

背景技术

随着我国铁路产业的日新月异，特别是铁路工程不断向西部复杂地质艰险山区延伸，因受地形条件限制，长大隧道工程不断涌现。为加快长大隧道施工进度，解决施工期间通风、排水及弃碴等问题，一般需于隧道洞身设置辅助坑道，目前隧道的辅助坑道大多采用平导、横洞及斜井。

对于线路穿越地形条件极为困难的横断山脉之越岭地段，因山体浑厚，地表沟谷不甚发育，不具备设置横洞的地形条件，且斜井设置条件极差，规模较大，斜井建井工期长，对加快隧道工期作用不明显，而仅设置平导也难以缓解隧道洞身中部工期压力。因此，在洞身中部设置深大竖井是十分必要的，以便通过竖井尽早进入正洞洞身中部施工。

深大竖井穿越的地层在不同深度处的水文地质特征存在差异，尤其是穿越含水较为丰富的裂隙岩层或砂土地层，极易引发突水危及施工安全。为确保竖井施工安全及结构安全，竖井施工期间在采取合理的治水措施条件下，设置合理的井壁衬砌结构，是确保竖井安全、快速施工的关键。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铁路隧道超深竖井冻结法防治水模式下的衬砌结构体系，以有效隔绝竖井周边地下水，提高围岩整体强度，确保深大竖井井壁结构安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系，包括竖井井壁结构，其特征是：所述竖井井壁结构外的含水地层内呈环状周向间隔钻设冻结孔，各冻结孔内设置装有循环冷媒剂的冻结管，将邻近竖井井壁结构的含水地层形成冻结壁防水结构；所述竖井井壁结构包括若干个竖向对接的竖井井壁结构单元，竖井井壁结构为钢筋混凝土单层井壁结构，竖井井壁相邻的上、下两结构单元对接茬口部位设置竖向延伸于其内的环形接茬钢板。

本实用新型的有益效果是，采用低温冻结技术，将竖井井壁外围岩冻结形成高强度的冻结壁结构，确保竖井建井在无水环境下掘砌施工，有效地降低了超深竖井建井期间的塌壁、涌突水及淹井等施工安全风险；竖井井筒采用单层井壁结构，并于衬砌环向施工缝处设置结构接茬防水措施，在围岩解冻后具有良好的防水功能。超深竖井冻结法施工结构体系，具有结构简单，施工方便，质量可靠的特点，为竖井内人员及设备的高效、安全作业提供保障，有利于缓解超深竖井及长大隧道的工期压力，确保隧道尽早开通运营，以发挥良好的经济效益和社会效益。

附图说明

本说明书包括如下两幅附图：

图1是本实用新型一种铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系的平面图；

图2是本实用新型一种铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系的断面图；

图中示出构件和对应的标记：冻结壁结构10，辅助冻结孔11、主冻结孔12，温度观测孔13，水文观测孔14，竖井井壁结构20，竖井井壁结构单元21，环形接茬钢板22。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1和图2，本实用新型的一种铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系，包括竖井井壁结构20，所述竖井井壁结构20外的含水地层内呈环状周向间隔钻设冻结孔，各冻结孔内设置装有循环冷媒剂的冻结管，将邻近竖井井壁结构20的含水地层在冻结作用下形成冻结壁结构10。即采用人工制冷技术，通过冻结管使竖井井壁结构20周围含水地层中的水结成冰，将天然岩土变成冻土形成冻结壁结构10，增加地层强度和稳定性，隔绝地下水与竖井施工的联系，含水地层冻结后，竖井的掘砌可在形成冻结壁结构10的保护下进行，以确保竖井施工安全无虞。

参照图2，所述竖井井壁结构20包括若干个竖向对接的竖井井壁结构单元21，竖井井壁结构20为钢筋混凝土单层井壁结构，相邻两竖井井壁结构单元21的对接茬口部位设置竖向延伸于其内的环形接茬钢板21。竖井井壁结构20的厚度由壁外冻结壁结构10对其作用的冻结压力以及解冻后井壁结构20所受水土压力共同确定，既能保证竖井施工期间井壁能够抵抗冻结压力，又能使竖井井壁结构20满足运营期间强度要求。所述环形接茬钢板22在上一个竖井井壁结构单元21浇筑时进行预设，而后进行下一下竖井井壁结构单元21的浇筑，竖井施工时宜短段掘砌，利用环形接茬钢板22与混凝土之间的紧密结合，以防止解冻后井壁接茬缝出现渗漏水。

参照图1和图2，所述冻结孔包括呈环状周向间隔布设的主冻结孔11和辅助冻结孔12，其中辅助冻结孔12设置于竖井井壁结构20的外围，主冻结孔11设置于辅助冻结孔12的外侧。所述冻结壁结构10范围内横向间隔设置温度观测孔13，竖井井壁结构20以内的含水地层内间隔设置水文观测孔14。所述温度观测孔13用以观察冻结壁结构10内纵向及水平温度分布，监测冻结扩展速度，掌握冻结壁结构10的发展状况，以便分析判断冻结壁结构完全冻结所需的时间，为竖井掘砌时机的确定提供依据。所述水文观测孔14则能够根据孔内水位变化，判断冻结壁结构10是否封闭，检查冻结壁结构10的止水效果，确保冻结壁结构10达到预期强度。

以上所述只是用图解说明本实用新型铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims (3)

1.一种铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系，包括竖井井壁结构(20)，其特征是：所述竖井井壁结构(20)外的含水地层内呈环状周向间隔钻设冻结孔，各冻结孔内设置装有循环冷媒剂的冻结管，将邻近竖井井壁结构(20)的含水地层在冻结作用下形成冻结壁结构(10)；所述竖井井壁结构(20)包括若干个竖向对接的竖井井壁结构单元(21)，竖井井壁结构(20)为钢筋混凝土单层井壁结构，竖井井壁相邻两结构单元(21)的对接茬口部位设置竖向延伸于其内的环形接茬钢板(22)。

2.如权利要求1所述的一种铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系，其特征是：所述冻结孔包括呈环状周向间隔布设的主冻结孔(11)和辅助冻结孔(12)，其中辅助冻结孔(12)设置于竖井井壁结构(20)的外围，主冻结孔(11)设置于辅助冻结孔(12)的外侧。

3.如权利要求1所述的一种铁路隧道超深竖井冻结法施工结构体系，其特征是：所述冻结壁结构(10)范围内横向间隔设置温度观测孔(13)，竖井井壁结构(20)以内的含水地层内间隔设置水文观测孔(14)。