[发明专利]一种输变电工程塔基基坑冻结方法

说明书

本发明公开的一种输变电工程塔基基坑冻结方法，包括以下步骤：施工前的准备；冻结方式的确定；冻结参数的确定；冻结布置圈径和孔数的确定；测温孔、水文孔的确定；冻结管和打钻设备的选择；钻孔、连接干管；加工底座、设备就位；管道与设备连接；设备调试、试运行以及运行监测；试开挖；正式开挖。本发明提供的一种输变电工程塔基基坑冻结方法挖掘的塔基基坑能够保证基坑的强度和稳定性，隔绝地下水，有效解决恶劣地质条件和地下水位高无法排降情况下土石方开挖难题。

技术领域

本发明涉及变电工程基坑支护施工方法，具体地说是一种输变电工程塔基基坑冻结方法。

背景技术

地处黄河岸边的特高压交流输变电工程塔基建设，塔基处地层主要为第四系全新统冲积层和第四系上更新统冲积层，地层岩性为粉土、粉质粘土、粉细砂，并且在黄河跨越段，施工期间地下水位较高，按照常规的施工方法，进行井点降水，效果不理想，基坑开挖后均有塌方现象，安全隐患较大的基础土石方开挖有几种常规方法，如：明沟排水、增大坡比、设挡土板、井点降水、填石排泥等，但面对土质恶劣、水位高的环境效果往往并不理想；此外采用排降水措施施工会抽排出大量的地下废水，排放到周边会造成环境的二次污染，特别是盐碱地的盐碱水在农村环境下不论排放在哪里都会对环境造成比较严重的影响。因此迫切需要探索一种适用于特高压输电线路基础工程施工的冷冻技术方案，以切实解决现场地质条件恶劣、地下水位无法排降的施工难题。

为保证基坑施工安全，需用冻结工法在基坑四周形成封水冻结帷幕，然后在冻结帷幕的保护下开挖基坑。冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水冻结，把然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行隧道、立井和地下工程的开挖与衬砌施工技术。其实质是利用人工制冷技术临时改变岩土的状态以固结地层。利用冷冻技术将地层降温形成局部冻土层，增加其强度和稳定性；同时阻断或减缓地下水的侵入，为土石方开发创造良好条件；有效解决恶劣地质条件、水位高无法排降情况下的土石方开挖难题；满足现场基础质量和环境保护的要求，填补电力行业空白。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种强度和稳定性高，能够隔绝地下水，有效解决恶劣地质条件和地下水位高无法排降情况下土石方开挖难题的输变电工程塔基基坑冻结方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种输变电工程塔基基坑冻结方法，包括以下步骤：

(1)施工前的准备；

(2)冻结方式的确定

采用盐水冻结法进行冻结，利用氟利昂作为制冷介质制取低温盐水，将低温盐水送入基础周围的专用冻结管中进行循环，将地层热量带出进而冻结地层；冻结方案采用垂直孔冻结方案；

(3)冻结参数的确定

对冻结深度、冻结臂厚、冻结壁平均温度进行确定，并且对冻结深度以及冻结壁厚进行验证分析；

将粉质粘土作为稳定隔水层冻结深度需进入稳定隔水层，并超过开挖深度5～8m，选取塔基坑四周冻结帷幕冻结深度为7.5m；冻结壁厚度设置为0.5m；冻结壁的平均温度为-8℃；

冻结深度和冻结壁厚的验算分析过程为：

对冻土墙的冻结深度和冻结壁厚的确定需要计算出作用在冻土墙上的主动土压力和被动土压力，通过主动土压力和被动土压力对冻土墙的冻结深度和冻结厚度进行验算；

对主动土压力和被动土压力进行计算的方法如下：

土压力应包括两部分，即水压力和有效土压力，对于渗透性好的砂粉土或杂填土，同时考虑水压力，即进行水土压力分算法；对于透水性差的粘土，进行水土压力合算法；

A主动土压力计算