[发明专利]一种冻结法施工井筒式地下停车库方法

说明书

本发明公开了一种冻结法施工井筒式地下车库的施工方法，依次利用冻结法施工、掘砌施工以及充填注浆与融沉注浆，在地下建一座圆形井筒，将目前国内外应用的电梯式智能化塔式立体车库系统安装在井筒内运行。在施工井筒之前，用人工冻结的方法，对井筒周围含水地层进行冻结，形成具有临时承载和隔水作用并满足工程施工安全需要的冻结壁，然后在冻结壁的保护下进行井筒掘砌作业；所述冻结壁由内圈冻结孔、外圈冻结孔相互配合、相互补充形成；井筒顶部先施工帽梁；而后依次进行井筒外壁掘砌施工、井筒底板浇筑砼、井筒内壁施工；停止井筒冻结后进行衬砌后充填注浆和地层融沉补偿注浆。

技术领域

本发明涉及井筒式地下停车库施工技术领域，具体是一种冻结法施工井 筒式地下停车库方法。

背景技术

目前，国内已经建成并运行的井筒式地下车库1处，在建的井筒式地下车库3～4处，拟建井筒式地下车库的城市有哈尔滨、北京、天津、广州等多个城市。已建或在建 的井筒式地下车库，采用沉井法或地下连续墙法施工，尚无冻结法施工先例，采用冻结 法施工具有一定的应用推广价值。

人工地层冻结法既适用于松散不稳定的冲积层和裂隙发育的含水岩层，也适用于淤 泥、松软泥岩以及饱和含水和水头特别高的地层，它的主要功能为封水与增加地层的承载力。

冻结法是在施工地下构筑物之前，用人工冻结的方法，对构筑物周围含水地层进行 冻结，形成具有临时承载和隔水作用并满足工程施工安全需要的冻结壁，然后在冻结壁的保护下进行构筑物掘砌作业的一种施工方法。它具有技术可靠、工艺成熟、施工可控 的特点，现在已广泛应用于地铁、深基坑、矿井建设等工程中。

冻结法施工工艺。井筒开挖前，从地面沿其外围一定距离的同心圆周上按等间距向 下施工冻结孔，孔底深入不透水层，然后向每个冻结孔中沉放冻结管，冻结管采用无缝钢管制作，其下端封闭；在地面安装制冷站，采用氟利昂制冷剂，将冷媒剂氯化钙溶液 冷却到-22℃～-30℃，而后采用循环泵和插至冻结管内部的聚乙烯供液管将盐水送入 冻结管。经低温盐水长时间连续地吸取管外地层的热量，使周围地层冻结。盐水吸取地 层的热量后温度上升，经盐水回路管回到制冷设备，与制冷剂接触而重新冷却。原为液 态的制冷剂，在减压的条件下蒸发时摄取盐水的热量后，经压缩和冷凝又使其液化，不 断制冷循环。在每一冻结管周围形成的冻土圆柱体，这些圆柱体互相交接成密实而闭合 的冻土帷幕墙，能承受水、土压力并阻隔地下水，在它的保护下开挖地层和修筑衬砌。

人工冻土制冷冻结盐水循环系统见图1。盐水循环系统流程：制冷设备中的液体制冷剂在蒸发器1中汽化，摄取盐水箱2中盐水溶液的热量，被冷却后的低温盐水通过3 进行盐水循环，盐水泵3排出的盐水进入配液圈4，配液圈4为冻结管5供液，低温盐 水长时间连续地吸取5外围地层的热量，使井筒周围地层冻结，循环回来的盐水经集液 圈6再进入制冷设备中的1进行冷却，如此不断循环。

采用冻结法施工时，应根据地层性质、地层埋藏深度、井筒特征、掘砌施工进度、冻土墙需要的强度等，确定冻土墙的厚度、冻结孔布置方式，合理选择冻结设备，实施 冻土墙预测预报调控机制。同时研究地层冻结时的冻胀与解冻时的融沉特性，制定测定 方法和对策。

普通沉井法特点：1)适用于表土层较浅的构筑物，下沉深度有限制。表土层深度在30m以内而且水压不大的条件下较理想。2)在沉井底部必须有稳定的岩层，否则无 法封闭刃脚。3)沉井所穿过的土层不含大砾石，卵石施工中井壁若遇到大砾石容易卡 住井壁而减缓下沉或停止下沉。4)沉井施工过程中井筒会因多种原因而产生较大倾斜， 井壁受力不均匀易产生裂缝现象，若用于提升会影响使用。

地下连续墙法特点：1)在一些特殊的地质条件下(如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等)，施工难度很大。2)如果施工方法不当或施工地质条件特殊，可 能因相邻墙段不能封闭而导致漏水。3)地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其它 方法所用的费用要高些。

发明内容