[發明專利]一種輸變電工程塔基基坑凍結方法

有效

• 申請號: 201710054196.6
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106812130B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 呂念;丁寶民;張曉亮;李繼征;蘇仁恒;單軍;朱傳達;欒勇;馬鳳臣;楊啟發
• 申請（專利權）人: 山東送變電工程公司
• 主分類號: E02D3/115
• 分類號: E02D3/115;E02D27/42
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 劉乃東

本發明公開的一種輸變電工程塔基基坑凍結方法，包括以下步驟：施工前的準備；凍結方式的確定；凍結參數的確定；凍結布置圈徑和孔數的確定；測溫孔、水文孔的確定；凍結管和打鉆設備的選擇；鉆孔、連接干管；加工底座、設備就位；管道與設備連接；設備調試、試運行以及運行監測；試開挖；正式開挖。本發明提供的一種輸變電工程塔基基坑凍結方法挖掘的塔基基坑能夠保證基坑的強度和穩定性，隔絕地下水，有效解決惡劣地質條件和地下水位高無法排降情況下土石方開挖難題。

技術領域

本發明涉及變電工程基坑支護施工方法，具體地說是一種輸變電工程塔基基坑凍結方法。

背景技術

地處黃河岸邊的特高壓交流輸變電工程塔基建設，塔基處地層主要為第四系全新統沖積層和第四系上更新統沖積層，地層巖性為粉土、粉質粘土、粉細砂，并且在黃河跨越段，施工期間地下水位較高，按照常規的施工方法，進行井點降水，效果不理想，基坑開挖后均有塌方現象，安全隱患較大的基礎土石方開挖有幾種常規方法，如：明溝排水、增大坡比、設擋土板、井點降水、填石排泥等，但面對土質惡劣、水位高的環境效果往往并不理想；此外采用排降水措施施工會抽排出大量的地下廢水，排放到周邊會造成環境的二次污染，特別是鹽堿地的鹽堿水在農村環境下不論排放在哪里都會對環境造成比較嚴重的影響。因此迫切需要探索一種適用于特高壓輸電線路基礎工程施工的冷凍技術方案，以切實解決現場地質條件惡劣、地下水位無法排降的施工難題。

為保證基坑施工安全，需用凍結工法在基坑四周形成封水凍結帷幕，然后在凍結帷幕的保護下開挖基坑。凍結法是利用人工制冷技術，使地層中的水凍結，把然巖土變成凍土，增加其強度和穩定性，隔絕地下水與地下工程的聯系，以便在凍結壁的保護下進行隧道、立井和地下工程的開挖與襯砌施工技術。其實質是利用人工制冷技術臨時改變巖土的狀態以固結地層。利用冷凍技術將地層降溫形成局部凍土層，增加其強度和穩定性；同時阻斷或減緩地下水的侵入，為土石方開發創造良好條件；有效解決惡劣地質條件、水位高無法排降情況下的土石方開挖難題；滿足現場基礎質量和環境保護的要求，填補電力行業空白。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種強度和穩定性高，能夠隔絕地下水，有效解決惡劣地質條件和地下水位高無法排降情況下土石方開挖難題的輸變電工程塔基基坑凍結方法。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種輸變電工程塔基基坑凍結方法，包括以下步驟：

(1)施工前的準備；

(2)凍結方式的確定

采用鹽水凍結法進行凍結，利用氟利昂作為制冷介質制取低溫鹽水，將低溫鹽水送入基礎周圍的專用凍結管中進行循環，將地層熱量帶出進而凍結地層；凍結方案采用垂直孔凍結方案；

(3)凍結參數的確定

對凍結深度、凍結臂厚、凍結壁平均溫度進行確定，并且對凍結深度以及凍結壁厚進行驗證分析；

將粉質粘土作為穩定隔水層凍結深度需進入穩定隔水層，并超過開挖深度5～8m，選取塔基坑四周凍結帷幕凍結深度為7.5m；凍結壁厚度設置為0.5m；凍結壁的平均溫度為-8℃；

凍結深度和凍結壁厚的驗算分析過程為：

對凍土墻的凍結深度和凍結壁厚的確定需要計算出作用在凍土墻上的主動土壓力和被動土壓力，通過主動土壓力和被動土壓力對凍土墻的凍結深度和凍結厚度進行驗算；

對主動土壓力和被動土壓力進行計算的方法如下：

土壓力應包括兩部分，即水壓力和有效土壓力，對于滲透性好的砂粉土或雜填土，同時考慮水壓力，即進行水土壓力分算法；對于透水性差的粘土，進行水土壓力合算法；

A主動土壓力計算