專利名稱：用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及多年凍土區(qū)暖季工程建筑基坑開挖過程中，用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構
背景技術：
2010年至2011年在青藏高原進行的青藏直流聯(lián)網工程輸電線路重大工程的建設，不可避免進行了大量的基坑開挖工作。在開挖基坑的過程中，導致一些重要工程問題的產生，主要包括凍土層上水向基坑內涌水的問題，以及開挖過程導致多年凍土上限附近凍土溫度升高而導致基坑和凍土基礎穩(wěn)定性下降等問題。
發(fā)明內容針對多年凍土區(qū)基坑暖季開挖施工過程中凍土的融化、以及凍土層上水向基坑涌水和積水對施工造成的影響，本實用新型提供一種用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構。通過致冷和隔水的有效組合在有效阻止凍結層上水涌水的同時，對周圍的凍土起到降溫和有效保護作用。本實用新型的目的是通過如下措施來達到一種用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構，其特征是在距離設計基坑周邊間距為O. 5-5m開挖一坑槽，坑槽深度至地下多年凍土上限以下O-lOOcm，在坑槽鋪設冷卻管5，然后，在冷卻管上面和溝槽底部、并沿坑壁鋪設隔水膜2至地表，用填土回填并夯實；注有循環(huán)冷凍液冷卻管通過軟管與地表制冷機相連。上述冷卻管為招塑管,或為金屬管,或為PVC塑料管。上述冷凍液為鹽水、或不凍液、或液氮。上述的隔水膜為PVC薄膜，或為土工布，或為彩條布。上述開挖的窄形坑槽側壁與擬開挖基坑邊緣的間距為O. 5_5m。本實用新型的優(yōu)點和產生的有效效果是I、本實用新型針對多年凍土區(qū)進行基坑開挖過程中有凍土上限層水涌入基坑，影響施工，延誤工期等問題。在充分考慮暖季施工多年凍土、凍結上限表層水的結構特點和相互關系，提供了一種用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構，降低凍土上限附近凍土溫度，增強基坑穩(wěn)定性，保證輸電線路工程在多年凍土區(qū)的正常施工和基礎。有效地解決了不同季節(jié)，特別是暖季多年凍土區(qū)基坑阻水的工程難題。2、本實用新型利用致冷設備，通過致冷凍結，使得隔水膜與周圍的凍土凍結為一體，徹底切斷了地下水向開挖基坑流動過程的水利通道，有效地阻止凍結上限表層水向基坑內匯水，有效保證了工程施工的順利進行和施工工期的完成。避免了匯水造成基坑坑壁坍塌，同時，確保了基坑內部施工人員的安全性；在保證基坑處于干燥狀態(tài)的同時，保證了澆筑混凝土樁基的質量穩(wěn)定性。3、基坑的開挖不受環(huán)境溫度的限制，特別是針對暖季難以施工的季節(jié)，可以保證工程的正常進行。4、本實用新型在有效阻止凍結層上水向基坑內匯水的同時，消除了凍結上限表層水向基坑內匯水和對基坑周邊和下部凍土的熱擾動。同時對下部凍土起到了進一步降溫和增加穩(wěn)定性的作用。5、本實用新型設計結構簡單，可在現(xiàn)場進行快速實施，且成本低廉，便于推廣。

圖I為本實用新型隔水膜和冷卻管安裝及回填土回填斷面示意圖。圖2為本實用新型隔水和冷卻管安裝完成后剖面結構示意圖。圖3為本實用新型冷卻系統(tǒng)安裝完成后整體結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的技術方案再作進一步的說明實施例I一種用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構，在暖季施工過程中，距離擬開挖基坑邊緣外側3. 5m位置，用窄斗小型挖掘機開挖一窄形坑槽1，開挖深度至地下多年凍土上限4以下30cm的深度。在挖掘過程中，挖掘機一邊挖掘、一邊在開挖坑槽I底部布設鋁塑管，一邊從坑底、沿坑槽內偏向基坑的側壁、至地表鋪放PVC薄膜；同時一邊對坑槽I進行填土 3回填，并夯實。其中，鋁塑管通過軟管與地表制冷機6相連，鋁塑管置于PVC薄膜的下面，為避免PVC薄膜對環(huán)境造成的影響，在填土 3回填過程中，可將PVC薄膜全部埋置于土體中，結構如圖2所示。挖掘機開挖溝槽較窄、較短，且深度不深，不會發(fā)生坑壁坍塌。由于多年凍土上限表層附近細顆粒土的持水性，挖掘過程中暫時不會出現(xiàn)涌水。待一切安裝完畢后，向鋁塑管內注入鹽水，并進行密封，再開啟制冷機6，促使冷凍液循環(huán)流動和降溫。為保證對上限附近凍土的良好降溫和對周圍地下水的有效隔水，可以待坑槽填土工作結束后一到兩天，再進行基坑的開挖。為避免周圍環(huán)境溫度、或日照對基坑壁凍土的熱影響，在基坑開挖的過程中，應及時對已經開挖基坑的坑壁進行溫度的保護，如鋪設彩條布、草簾等進行坑壁的保溫和隔熱。為保證施工過程中，冷卻措施效果有效發(fā)揮，基坑的施工時間也應控制在幾天時間內完成。
權利要求1.一種用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構，其特征是在距離設計基坑周邊間距為0.5-5m開挖ー坑槽(1)，坑槽(I)深度至地下多年凍土上限(4)以下O-lOOcm，在坑槽(I)鋪設冷卻管(5)，然后，在冷卻管上面和溝槽底部、并沿坑壁鋪設隔水膜(2)至地表，用填土(3)回填并夯實；注有循環(huán)冷凍液冷卻管通過軟管與地表制冷機(6)相連。
2.如權利要求I所述ー種用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構其特征是所述冷卻管(5)為鋁塑管，或為金屬管，或為PVC塑料管。
3.如權利要求I所述用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構，其特征是所述循環(huán)冷凍液為鹽水、或為不凍液、或為液氮。
4.如權利要求I所述ー種用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構，其特征是所述的隔水膜(2)為PVC薄膜，或為土工布，或為彩條布。
專利摘要本實用新型涉及一種用制冷管阻止凍土層上水向基坑內涌水的結構，其特征是在距離設計基坑周邊間距為0.5-5m開挖一坑槽，槽深度至地下多年凍土上限以下0-100cm的深度；在坑槽底部鋪設冷卻管，然后，在冷卻管上面和溝槽底部、并沿坑壁鋪設隔水膜至地表，用填土回填并夯實；注有循環(huán)冷凍液冷卻管通過軟管與地表制冷機相連。實踐證明本實用新型通過致冷和隔水的有效組合解決了暖季施工過程中凍土和開挖基坑的凍土融化、失穩(wěn)，以及地下水的滲水和積水問題，有效保護了多年凍土的穩(wěn)定，保證了青藏直流聯(lián)網工程在多年凍土區(qū)的正常施工和長期穩(wěn)定。
文檔編號E02D17/04GK202610821SQ201220061359
公開日2012年12月19日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權日2012年2月24日
發(fā)明者俞祁浩, 郭磊, 胡俊, 游艷輝, 潘喜才, 錢進 申請人:中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所