[发明专利]一种用于超深超大复杂基坑施工的双帷幕冻结槽壁方法

说明书

本发明属于地下工程技术领域，具体涉及一种用于超深超大复杂基坑施工的双帷幕冻结槽壁方法，首先采用外圈冻结管封闭帷幕止水，然后将基坑围护结构分区，启动分区内侧冻结管冻结实现分区支护，然后在内外冻结壁保护下开挖结构槽，继而在结构槽两内缘分段施工槽壁混凝土，当结构槽施工到底后，采用一次浇筑混凝土形成该分区永久支护围护结构，最后，按顺序施工其它分区，各分区间通过H型止水钢板搭接，最终形成环形封闭混凝土围护结构。本发明采用槽段替代封闭圆筒理念，将冻结圆筒设计理论转化为有限长度冻结弧形结构受力问题，突破了冻结法在大直径竖井应用中的瓶颈。

技术领域

本发明属于地下工程技术领域，具体涉及一种用于超深超大复杂基坑施工的双帷幕冻结槽壁方法。

背景技术

传统冻结施工设计理论多是基于厚壁圆筒受压情况下的不同力学假设条件得到的，当基坑实际半径或折算半径过大、工程或水文地质条件复杂或基坑断面不规则时，其计算方法已不再适用；以冻结壁作为承受水土压力、保护开挖面的主要构筑物时，存在冻结壁厚度、强度要求过高以及冻胀融沉影响范围、冻结站装机规模、能源消耗总量过大的问题，限制了冻结工法在城市建设中的应用和发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种用于超深超大复杂基坑施工的双帷幕冻结槽壁方法，该方法还大幅度地降低了超深、超大基坑采用冻结法施工时因地层冻结而产生冻胀、融沉现象的影响范围，使城市地下土层和岩体的原始环境得到了有效的保护；不受基坑深度和形状制约。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种用于超深超大复杂基坑施工的双帷幕冻结槽壁方法，包括如下施工步骤：

步骤一、对预开挖基坑设计的围护结构在圆周上进行分区形成若干个围护单元结构；

步骤二、在设计的围护结构圈径外围布置外侧冻结管，启动外侧冻结管，待外侧冻结管所控制的外冻结壁交圈；

步骤三、选取任一围护单元结构，在该分区围护单元结构圈径内侧布置内侧冻结管；

步骤四、启动内侧冻结管，待内侧冻结管所控制的内冻结壁交圈；

步骤五、开挖结构槽，开挖段高为设计深度的1/8~1/10；

步骤六、在紧邻已经开挖完成结构槽的两内缘分别施工槽壁混凝土Ⅰ和槽壁混凝土Ⅱ，在垂直方向上槽壁混凝土Ⅰ段高间和槽壁混凝土Ⅱ段高间间留设H型止水钢板，槽壁混凝土Ⅰ与外冻结壁接触面上以及槽壁混凝土Ⅱ与内冻结壁接触面上均敷设有泡沫板；

步骤七、重复步骤五和步骤六，直至槽壁混凝土Ⅰ和槽壁混凝土Ⅱ施工至基坑底面；

步骤八、在槽壁混凝土Ⅰ和槽壁混凝土Ⅱ中间区域自下而上绑扎钢筋笼，并连续浇筑混凝土直至地表，形成该分区围护单元结构；

步骤九，重复步骤三至步骤八，完成其它分区围护单元结构施工，两相邻分区混凝土间在环向上设有H型止水钢板；

步骤十，全部分区围护单元结构施工完毕后，开挖基坑，采用逆作或顺作法完成永久结构施工。

进一步地，所述围护结构的分区长度为2～4m。

进一步地，外侧冻结管管间距和内侧冻结管管间距均为1m，外侧冻结管、内侧冻结管布置圈径与围护结构圈径的间距均为0.5～1.5m。

进一步地，步骤六中，H型止水钢板插入槽壁混凝土Ⅰ和槽壁混凝土Ⅱ的深度不低于50cm。

进一步地，步骤六中，泡沫板的铺设厚度不小于10cm。

进一步地，步骤九中，两相邻分区混凝土间在环向上设置的H型止水钢板的插入深度为20～40cm。

进一步地，结构槽的厚度为围护结构厚度、槽壁混凝土Ⅰ厚度、槽壁混凝土Ⅱ厚度和泡沫板厚度之和。