[实用新型]用隔水箱阻止冻土层上水向基坑汇水的结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及多年冻土区寒冷季节工程建筑基坑开挖过程中，用隔水箱阻止冻土层上水向基坑汇水的结构。 

背景技术

2010年至2011年在青藏高原进行的青藏直流联网工程输电线路重大工程的建设，需要开挖大量的基坑，但是基坑开挖后，极易导致周边大量冻结层上水向基坑内部的涌水，在导致基坑内部大量积水、软化坑壁和基底的同时，冻结层上水的流动过程导致基坑坑壁的大量坍塌，以致失稳，对施工安全性、建设周期、建设成本，特别是施工质量和施工人员安全造成重大影响。同时，在建设完成后由于涌水所携带的热量对冻土的热扰动，对基础周围多年冻土的热稳定性也会受到重要影响。因此，如何有效避免冻结层上水对冻土基坑施工过程的不利影响是冻土基坑施工的重要难题。 

发明内容

针对多年冻土区基坑开挖过程中，冻结层上水向基坑汇水的难题，本实用新型提供一种用隔水箱阻止冻土层上水向基坑汇水的结构。本实用新型充分结合青藏直流线路等工程冬季施工的特点和自然界的寒冷条件，在埋设空心隔水箱的基础上，通过其内部与外界的寒冷空气的对流换热，在快速冻结隔水箱周边土体和有效阻隔地下水的同时，也可以不断减低底部冻土的温度，以保证施工的正常进行和冻土的稳定。 

本实用新型的目的是这样完成的： 

一种用隔水箱阻止冻土层上水向基坑汇水的结构，其特征是：在设计基坑周边开挖坑槽，埋设中空隔水箱，中空隔水箱的结构是其上端开放，与外界相通，四周封闭；中空隔水箱的底部深度到达多年冻土上限深度以下10-50cm的位置，填土夯实，埋设平面位置距离拟开挖基坑的边缘的间距为0.5-5m。 

上述中空隔水箱用钢材、铝合金、或塑料材料制成。 

本实用新型的优点和产生的有益效果是： 

1、首次提出在多年冻土区利用自然冷能并通过中空隔水箱与外界环境的自然对流、换热和冻结，可以有效切断冻结层上水向开挖基坑内流动的水利通道，避免冻结层上水向基坑内大量汇集，有效地解决多年冻土区常规技术难以解决的基坑汇水的关键技术难题。 

2、通过本结构在阻止地下水向基坑汇水的同时，有效保证了工程施工的顺利进行和施工工期完成。在避免汇水造成基坑坑壁坍塌的同时，确保了基坑内部施工人员的安全。保证了浇筑混凝土桩基的质量稳定性。 

3、冻土热稳定性是冻土基础稳定性的根本，通过该结构有效避免了冻结层上水向基坑内部大量汇水过程导致的对基础周边和下部冻土的热扰动。同时也由于隔水箱的冷却作用，使得基础周围冻土进一步降温，并增加其稳定性。 

4、在青藏高原多年冻土区，生态环境极为脆弱，通过本实用新型的实施在很大程度上减小了对周围生态环境的破坏，保护多年冻土长期稳定。 

5、本实用新型施工简单快捷，在基坑开挖及后续施工完成后，中空隔水箱等设备可以重复使用，节省材料。 

附图说明

图1为本实用新型断面示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实例，对本实用新型技术方案再做进一步的说明： 

为验证利用隔水箱阻止多年冻土上限层向基坑汇水的方法的有效性，2010年10月15日在青藏直流线路工程建设工地进行了现场实地试验。实验场地选择在青藏高原清水河段，该段多年冻土、地下冰发育、且不稳定。通过测定，冻土上限深度在2.1m左右，是青藏高原常见的典型的冻土类型。在此段区域，输电线路塔基开挖后冻土上限层水丰富，尽管施工人员采用了水泵等排水措施，仍无法及时将基坑中的水排尽，严重影响施工进度，而被迫推迟施工工期。为解决上述问题，本发明采用和进行了如下试验。 

为此，本试验在距基坑周边4m处用挖掘机一边开挖坑槽1，坑槽深2.3m，宽1.5m，一边向坑槽1埋设钢材中空隔水箱2，再向钢材中空隔水箱两侧填土3夯实。钢材中空隔水箱结构是其上端开放，与外界相通，四周封闭，其底部至多年冻土上限4深度以下20cm处。钢材中空隔水箱在开挖成型的坑槽中相互组合，构成围绕拟开挖基坑的隔水墙。由于多年冻土上限层附近细颗粒土的持水性，挖掘过程中暂时不会出现涌水，同时由于沟槽较窄、较短，且深度不深，不会发生坑壁坍塌。 

为增强隔水墙的隔水能力，在隔水墙施工中可在隔水墙外侧铺设一层土工布防水材料，然后回填土。