[发明专利]一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的设计施工方法

说明书

本发明涉及一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法，包括如下步骤：（一）微型支护桩施工；（二）桩顶冠梁施工；（三）矩形工作井开挖，面板、腰梁安装，侧壁高聚物注浆封闭施工；（四）依次竖向分层开挖，重复步骤（三），施工至设计深度，即完成矩形工作井支护结构的施工；（五）支护结构完成使用功能后，随着回填的工作的开始，即可进行支护结构的回收工作。本发明构建的支护结构体系标准化设计施工，一套支护结构可以满足一个地区绝大部分矩形工作井的施工需要，具有安全可靠、施工快捷、技术先进、可回收重复利用搞、经济指标优越等优点，发展应用前景可观。

技术领域

本发明属于土木、水利、矿山、市政等基础设施中的矩形工作井开挖支护技术领域，具体涉上述领域局部需要进行矩形工作井开挖支护的柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法。

背景技术

新中国成立以来，我国土木、水利、矿山、市政等基础设施建设取得了举世瞩目的成就。在地下空间利用、矿产资源开采过程中，尤其是市政管网施工和检修过程中，往往需要进行矩形工作井开挖支护，其特点是矩形开挖截面7m左右，深度一般不超过10m，可能承受渗漏或地下水困扰，使用时间短。伴随着岩土工程领域的技术、机械及土木工程材料等的发展，边坡支护技术得到了有效发展，相应地出现了土钉墙、复合土钉墙、地下连续墙、排桩支护、桩锚支护等支护结构体系形式。与此同时，为控制地下水或者渗漏对矩形工作井边坡支护及地下施工的影响，还需在支护体系中考虑设置止水帷幕或者辅以降水措施。特别是在地下水位较高、放坡空间有限的情况下，基坑支护必须同时考虑采取降水或止水等地下水处理措施，才能满足施工需要。相比而言，矩形工作井开挖空间小，采用传统的支护结构，施工停顿多以致于施工工期长，造价高，对周边环境的影响加大，此外，为更好的控制因渗漏和地下水引起的矩形工作井侧壁蠕变，需要进一步完善支护结构的止水与控水功能，使得矩形工作井支护结构的成本进一步增加。但从技术经济成本的角度出发，矩形工作井支护作为一种地下基础施工所必须的临时措施，使用寿命一般不超过1个月，在地下基础施工完毕后被废弃或者拆除，采用传统的支护结构，施工工期也接近1个月，矩形工作井支护工程的造价就非常的昂贵了。

在当前的建筑工程材料中，钢材的加工性能较好，力学性能优越，在土木工程中得到了广泛的应用。与此同时，高聚物注浆技术是20世纪70年代发展起来的地基基础快速加固技术。该技术通过向地基中注射高聚物材料，利用高聚物材料发生化学反应后的体积迅速膨胀并快速胶结固化的特性，达到加固地基、填充脱空或提升结构沉降区的目的。本专利基于型钢的力学及可加工特性与高聚物注浆技术的特性研究，发明了一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法，为土木、水利、矿山、市政等行业的矩形工作井开挖提供了全新的支护技术，工期短，造价低，回收价值高，且可高频率的重复利用。目前国内还未见关于矩形工作井高聚物注浆相结合的开挖支护结构的相关报道。

发明内容

本发明针对土木、水利、矿山、市政工程中的矩形工作井开挖支护的发展需求和目前支护技术存在的不足，发明了一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法。本发明首次在首次采用支护结构标准化设计理念，引入高聚物注浆技术与装配式可回收工艺，借助高聚物注浆技术提供的膨胀力、快速胶结硬化和止水特性，对矩形工作井侧壁土体的蠕变和渗漏进行有效控制，并基于土压力理论研发而来的；在施工工艺上，通过充分发挥型钢优异的力学及加工性能、高聚物技术的材料特性及优秀的操作工艺，实现本发明的设计目的。利用该发明可快速完成对土木、水利、矿山、市政工程中的矩形工作井的开挖支护工作，真正意义上实现并完成了作为一个临时性工程的使命，并通过对矩形工作井支护结构的回收，大大的降低了支护成本，为上述各类工程中等的矩形工作井的开挖支护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新方法。

本发明采取的技术方案为：

一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法，根据相关资料完成计算与设计工作后，再进行支护结构的施工，施工过程具体包括如下步骤：