[发明专利]一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构及其施工方法

权利要求书

1.一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构，其特征在于：包括防护网(1)、锚杆(2)、液氮冻土墙(3)、混凝土面层(4)，所述防护网(1)采用主动柔性防护网并覆盖在基坑(5)的坡面上，所述锚杆(2)一端通过锁口梁(6)锚固防护网(1)，另一端倾斜穿过地基与液氮冻土墙(3)冻结固定，所述液氮冻土墙(3)垂直于地基中且内部设有冻结孔(31)和冻结管(32)，所述混凝土面层(4)位于基坑(5)顶部。

2.根据权利要求1所述的一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构，其特征在于：所述液氮冻土墙(3)有多片，所述锚杆(2)材料为矿用树脂。

3.根据权利要求1所述的一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构，其特征在于：所述防护网(1)表面喷涂一层聚氨酯硬质泡沫(7)。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)清理基坑(5)坡面及顶部的危险杂物，在基坑(5)坡面钻孔，沿基坑(5)四周坡面挂防护网(1)；

(2)将锚杆(2)穿过防护网(1)倾斜打入地基中，张拉防护网(1)后通过锁口梁(6)锚固锚杆(2)的一端，在坡面喷涂聚氨酯硬质泡沫(7)；

(3)在地基下设置液氮冻土墙(3)，通过液氮冻土墙(3)的冻结作用与锚杆(2)锚固在一起，具体方法如下：

在基坑(5)坡面顶部，使用垂直钻机钻冻结孔(31)，冻结孔(31)呈梅花形布置，孔间距0.6m-0.8m，每6个冻结孔(31)串接成一组，冻结孔(31)以泥浆护壁钻进后再在其中安装冻结管(32)，液氮供应槽车设置在地面离冻结位置较近位置，连接包括系统连接管和供液管在内的液氮供给管路，将液氮输送到冻结管(32)内，冻结11天，在冻结管(32)附近还设有测温管，每天测温监控工程进度，所述液氮供给管路上各进路设置有低温液氮阀门控制，所有暴露的液氮供给管路用保温泡沫板或棉胎保温，待液氮冻土墙(3)施工完成后，停止灌注液氮，撤除冻结施工相关设备；

(4)基坑(5)顶部喷射混凝土面层(5)。

5.根据权利要求4所述的一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，通过液氮储罐上的散热板和总阀门控制液氮的压力和温度，使用每个冻结管(32)对应进路中设置的截止阀调节冻结管(32)出口的温度和压力，液氮储罐出口的温度控制在-150℃～-170℃，压力控制在0.10MPa～0.15MPa，所述冻结管(32)出口的温度控制在-50℃～-70℃，压力控制在0.05MPa～0.1MPa。

6.根据权利要求4所述的一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述冻结管(32)选用Ф108×8mm低碳不锈钢管，测温管选用Ф89×5mm不锈钢钢管，所述供液管和所述系统连接管选用Ф32×3.0mmR304不锈钢管；所述步骤(3)中，停止灌注液氮后对冻结管(32)灌注热水解冻，解冻后拔除冻结管(32)之后再撤除冻结设备。

7.根据权利要求4所述的一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述冻结管(32)选用Ф108×8mm耐低温塑料管，测温管选用Ф89×5mm耐低温塑料管，所述供液管和所述系统连接管选用Ф32×3.0mmR304耐低温塑料管。

8.根据权利要求4所述的一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述液氮冻土墙(3)顶部位于地表以下1m-1.5m处，所述液氮冻土墙(3)上方的土层、所述防护网(1)与液氮冻土墙(3)之间的土层均充当保温层。

9.根据权利要求4所述的一种防护网与液氮冻土墙复合支护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤(3)中，液氮供给管路首次充入液氮时，要使液氮以气体形式进入冻结系统管路，预冷3-4小时。