[实用新型]全断面注浆、矩形水平冻结与管棚联合加固结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种穿越敏感建（构）筑物，富含水层砂土或软土地层的全断面注浆、矩形水平冻结与上部管棚联合加固的地下通道施工加固结构。属于浅埋暗挖地下通道加固技术领域。

背景技术

地下通道浅埋暗挖施工时，为确保其暗挖过程顺利及影响范围内建（构）筑物的安全，通常需要对暗挖土体进行加固。其作用是阻止地下通道外地下水土流入及保持开挖断面的稳定性，使加固体本身具有一定的强度和刚度。其作用是挡土、挡水、保证开挖面稳定及控制重要建（构）筑物在施工中的变形。通常地下通道超前预加固采用注浆法、管棚法、深层搅拌桩、高压旋喷法、冻结法、等方法，每种方法各具有优缺点，如表1。

表1常见地下通道预加固方式对比

 

地下通道施工特别是在市中心遇到的复杂周边环境和地层环境越来越多，经常遇到因场地和地层限制，无法使用或不适合使用各类化学加固方式，而采用单一矩形水平冻结法加固由于开挖断面较大，工作面稳定性难于保证、开挖卸压及冻结法具有的冻胀及融沉特性，也难于满足复杂环境保护要求的情况。

发明内容

本实用新型提出的是一种全断面注浆、矩形水平冻结与管棚联合加固结构，其目的旨在满足复杂环境保护要求的情况，在地下通道暗挖前利用水平冻结孔冻结加固土体，在暗挖地下通道外侧先形成强度高、封闭性好的矩形冻结壁。为保证开挖面的稳定性以及控制冻结过程中冻土层产生的冻胀与融沉影响，在水平冻结孔施工前对将要暗挖的区域及冻结区域进行全断面预注浆。同时，为控制由于暗挖引起的地表隆、沉对建（构）筑物的影响，在正上方布置一排管棚使加固区域位移、应力等变化量与上部建（构）筑物予以隔离保护。适用于因场地限制无法使用各类化学加固方式，并且对冻结法加固引起的地层冻胀融沉量有严格限制的浅埋暗挖矩形地下通道预加固工程。

本实用新型的技术解决方案：全断面注浆、矩形水平冻结与管棚联合加固结构，其结构包括矩形冻结壁，矩形冻结壁内的上方是一排冻结孔，矩形冻结壁内的冻结管两侧及底部各布置两排冻结孔，冻结管内的冻结孔的上部是泄压孔，矩形冻结壁内外两侧设有测温孔，矩形冻结壁的上方是管棚，矩形冻结壁内的冻结管外围是地下通道初衬，冻结管内围是地下通道二衬，矩形冻结壁内外两侧、地下通道二衬是全断面注浆区域。

本实用新型的有益效果：

1、适合于城市中心由于下穿重要构筑物，无法实施明挖施工的富含水砂性土层或软土层地下通道暗挖加固工程。

2、联合加固中矩形冻结壁保证了预支护结构的强度和止水性，全断面注浆在保证开挖面稳定的基础上有效抑制水平冻结引起的冻胀融沉，管棚则可以控制因浅覆暗挖引起的沉降，保证了对敏感环境的保护作用。

3、不需要对现有冻结孔、注浆和管棚施工机械进行技术改进，施工方便，相比其他化学加固方法，安全、环保效益明显。

附图说明

图1是全断面注浆、矩形水平冻结与管棚联合加固地下通道平面图。

附图中的1是冻结孔；2是测温孔；3是泄压孔；4是管棚；5是全断面注浆区域；6是地下通道初衬结构；7是地下通道二衬结构。

具体实施方式

如图1所示，全断面注浆、矩形水平冻结与管棚联合加固结构，其结构包括矩形冻结壁，矩形冻结壁内的上方是一排冻结孔1，矩形冻结壁内的冻结管两侧及底部各布置两排冻结孔1，冻结管内的冻结孔1的上部是泄压孔3，矩形冻结壁内外两侧设有测温孔2，矩形冻结壁的上方是管棚4，矩形冻结壁内的冻结管外围是地下通道初衬6，冻结管内围是地下通道二衬7，矩形冻结壁内外两侧、地下通道二衬7是全断面注浆区域5。

所述矩形冻结壁位于地下通道暗挖段外。

所述冻结孔1按水平角度布置，冻结孔数共101个，矩形冻结壁内的冻结管两侧及底部各布置的两排冻结孔1，两排孔排距1m，梅花形布置，冻结孔离地下通道初衬6外侧距离1m，冻结孔之间间距为0.8m，冻结孔数占73个，长度为8m；矩形冻结壁内上方的一排冻结孔1，其冻结孔1之间间距为0.8m，冻结孔数占15个，长度为8m；矩形冻结壁底部横向布设的一排冻结孔，距矩形冻结壁底板通道向下0.6m，形成稳定矩形冻结壁的横向冻结壁支撑，孔间距为0.7m，冻结孔数占13个，长度为8m；冻结孔连片成板块冻结区。