换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构及施工方法与流程

本发明属于土建施工技术领域，更具体地说，涉及一种换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构及施工方法，尤其涉及一种换填法处理城市干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构及施工方法。

背景技术：

在城市基础设施建设施工中，经常遇到在城市干渠、城市地下排水管边施工建设，所述城市基础设施建设很多，不同的基础设施建设在不同的位置，面对不同的地质、地形构造。例如在广阔的西北戈壁滩城市基础设施建设施工时，部分深基坑建设在城市干渠、城市地下排水管边的沿岸位置，该区域大多是人工回填土、碎石土、砂砾石、卵石地质，构造比较复杂而且边坡的稳定性、抗渗性差，其地下工程建设施工中必然面临对水位的变化及水侵入压力，更应重视其施工安全性，故此施工需要面对复杂的地质，施工难度和要求高。

传统的止水帷幕一般采用搅拌桩，单一的高压旋喷桩墙作为止水帷幕，虽然隔水效果较好，但是高压旋喷桩在复杂地质条件下，成孔难度大，高压旋喷压力很难保证，很难形成有效止水帷幕桩体，止水效果难以保证，使得深基坑基础施工阶段出现渗漏、管涌等安全风险。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构及施工方法，本发明解决的技术问题是在地质、地形构造复杂的城市干渠、城市地下排水管边建设城市基础设施基坑止水帷幕结构，有效实现深基坑的止水、防水，确保深基坑安全的同时，提高施工进度和质量，降低施工成本，还有效克服西北资源匮乏问题。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

本发明一种换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构，所述干渠包括围堤道，其特点是，还包括支护结构和隔离、降水结构；所述围堤道外侧设置有钢板桩止水帷幕；所述钢板桩止水帷幕外侧设置有防水层，其内侧设置有所述支护结构，该支护结构包括设置在围堤道内并与钢板桩止水帷幕相对应的若干支撑桩，各支撑桩上部与钢板桩止水帷幕上部之间分别设置一根支撑杆；所述隔离、降水结构设置在钢板桩止水帷幕与围堤道之间，其包括沿钢板桩止水帷幕底部长度方向设置的排水沟，该排水沟包括过滤层和设置在该过滤层内的软式滤水管；所述排水沟沿长度方向均匀设置有若干集水井，每个集水井内竖向设置有一根hdpe管，所述软式滤水管接入各集水井；所述过滤层外侧设置有防水土工布，该防水土工布下端紧贴钢板桩止水帷幕下端，上部包裹各hdpe管并紧贴各钢板桩止水帷幕；所述围堤道与防水土工布之间设置有灰土。

作为本技术方案的进一步改进，所述防水层为回填黏土。

作为本技术方案的进一步改进，所述钢板桩止水帷幕上部设置有h型钢，所述支撑桩的上部同等高度设置有垫片，各所述支撑杆一端与h型钢相连接，另一端与垫片相连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述钢板桩止水帷幕由“c”型构造的钢板桩相互咬合形成。

作为本技术方案的进一步改进，所述的支撑杆由φ300mm的螺旋管制成，所述的h型钢截面尺寸为350×350mm，所述的支撑桩为360×96×90mm的槽钢拼接焊接而成。

作为本技术方案的进一步改进，所述的防水土工布为1.5mm厚土工织物与土工膜复合而成。

作为本技术方案的进一步改进，所述的软式滤水管为φ200mm钢丝与无纺布制成。

作为本技术方案的进一步改进，所述的过滤层为截面尺寸400×400mm级配砾石，其砾石：天然砂＝7:3，所述灰土的比例为2:8。。

作为本技术方案的进一步改进，所述的集水井为1m的立方体，每隔20m设置一个，所述的hdpe管尺寸为φ400mm。

本发明解决技术问题的另一技术方案如下：

一种上述技术方案所述的一种换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构的施工方法，包括如下步骤：

1)在干渠和干渠内侧的待施工基础设施的交界处平整形成施工操作面，在围堤道的外侧通过填埋回填黏土形成防水层；

2)先在围堤道外侧边缘处依次打入若干“c”型钢板桩并相互咬合形成钢板桩止水帷幕，再在钢板桩止水帷幕的内侧的围堤道内打入各支撑桩，用挖掘机将钢板桩止水帷幕与支撑桩之间土层挖除2.0m，然后在钢板桩止水帷幕上端通过螺栓连接安装h型钢，在各支撑桩同样高度位置焊接垫片，最后在h型钢与垫片上通过定位销来安装支撑杆。

3)将钢板桩止水帷幕与支撑桩之间的杂填土全部挖除，钢板桩止水帷幕下部边沿处设置排水沟，沿排水沟每隔20m设置一座集水井，再将防水土工布铺设在排水沟的沟槽内并放入软式滤水管，在软式滤水管外侧设置过滤层，然后把hdpe管放入集水井中，将软式滤水管管头插入hdpe管内，将防水土工布上部包裹各hdpe管并翻折紧贴钢板桩止水帷幕，最后分层回填灰土，压实成型；

4)将支撑杆、h型钢和垫片拆除，将钢板桩止水帷幕和各支撑桩拔除，再将按照上述步骤连续进行工作，将待施工基础设施外侧的围堤道边坡全部换填完毕，然后挖掘机开挖深基坑，并进行地下室支护施工。

与现有技术相比，本发明中所述的钢板桩可以有效的临时止水帷幕，还可以开挖换填时对边坡有力支撑和固定，确保支护结构的稳定，待换填完毕后还能重复使用。在钢板桩内侧设置隔离、降水构造，有效克服了在城市干渠、城市地下排水管边地质、地形构造复杂和特点对城市基础设施施工的不利影响，解决了城市干渠、城市地下排水管边水位的变化及水侵入压力等问题，该施工方法在止水截水等方面能广泛应用，在边坡的稳定性、抗渗性差，地质和地形构造复杂条件下，该工艺具有明显优势，简便实用，所用机械、设备和材料施工现场现有，就地取材，加工方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1是本发明一种换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构及施工方法的示意图；

图2是本发明一种换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构及施工方法分体结构示意图；

图3是本发明中支护结构示意图；

图4是本发明中隔离、降水结构中降水结构的示意图；

图中1.围堤道，2.回填黏土，3.钢板桩，4.支撑桩，5.支撑杆，6.h型钢，7.垫片，8.过滤层，9.防水土工布，10.软式滤水管，11.集水井，12.灰土，13.hdpe管，14.地下室支护。

具体实施方式

实施例1：

如图1至图4所示，本发明一种换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构，所述干渠包括围堤道1，其特点是，所述换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构还包括支护结构和隔离、降水结构；所述围堤道1外侧设置有由若干依次排列的“c”型构造的钢板桩相互咬合形成的钢板桩止水帷幕3，使用“c”型构造的钢板桩，防水、止水效果好，并可重复使用，有效降低施工成本；所述钢板桩止水帷幕3外侧设置有防水层2，其内侧设置有所述支护结构，该支护结构包括设置在围堤道1内并与钢板桩止水帷幕3相对应的若干支撑桩4，各支撑桩4上部与钢板桩止水帷幕3上部之间分别设置一根支撑杆5；所述隔离、降水结构设置在钢板桩止水帷幕3与围堤道1之间，其包括沿钢板桩止水帷幕3底部长度方向设置的排水沟，该排水沟包括过滤层8和设置在该过滤层8内的软式滤水管10；所述排水沟沿长度方向均匀设置有若干集水井11，每个集水井11内竖向设置有一根hdpe管13，所述软式滤水管10接入各集水井11；所述过滤层8外侧设置有防水土工布9，该防水土工布9下端紧贴钢板桩止水帷幕3下端，上部包裹各hdpe管13并紧贴钢板桩止水帷幕3的各钢板桩；所述围堤道1与防水土工布9之间设置有灰土12，稳定性好。

本实施例中，所述的防水层2为回填黏土，其设置在钢板桩止水帷幕3的外侧，具有很好的稳定性和抗渗性。

本实施中，所述钢板桩止水帷幕3上部设置有h型钢6，所述支撑桩4的上部同等高度设置有垫片7，各所述支撑杆5一端与h型钢6相连接，另一端与垫片7相连接。

本实施中，所述的支撑杆5由φ300mm的螺旋管制成，所述的h型钢6截面尺寸为350×350mm，所述的支撑桩4为360×96×90mm的槽钢拼接焊接而成。

本实施中，所述的防水土工布9为1.5mm厚土工织物与土工膜复合而成。

本实施中，所述的软式滤水管10为φ200mm钢丝与无纺布制成。

本实施中，所述的过滤层8为截面尺寸400×400mm级配砾石，其砾石：天然砂＝7:3，所述灰土12的比例为2:8。。

本实施中，所述的集水井11为1m的立方体，每隔20m设置一个，所述的hdpe管13尺寸为φ400mm，这样设置可以有效果排出排水沟内的渗水，有效保证围堤道1内侧进行基础设施建设时的安全性。

实施例2：

如图1至图4所示，一种实施例1中所述换填法处理干渠边坡基坑侧壁止水帷幕的结构的施工方法，该方法包括如下步骤：

1)在城市干渠和干渠内侧的待施工的城市基础设施基础的交界处平整形成施工操作面，也即在围堤道1的上部平整出施工操作面，然后在围堤道1的外侧通过填埋回填黏土形成防水层2；

2)先在围堤道1外侧边缘处依次打入各“c”型构造的钢板桩，各钢板桩相互咬合形成钢板桩止水帷幕3，再在钢板桩止水帷幕3的内侧的围堤道1内打入各支撑桩4，用挖掘机将钢板桩止水帷幕3与支撑桩4之间土层挖除2.0m，然后在钢板桩止水帷幕3上端通过螺栓连接安装h型钢6，在各支撑桩4同样高度位置焊接垫片7，最后在h型钢6与垫片7上通过定位销来安装支撑杆5。

3)将钢板桩止水帷幕3与支撑桩4之间的杂填土全部挖除，钢板桩止水帷幕3下部边沿处设置排水沟，沿排水沟每隔20m设置一座集水井11，再将防水土工布9铺设在排水沟的沟槽内并放入软式滤水管10，在软式滤水管10外侧设置过滤层8，然后把hdpe管13放入集水井11中，将软式滤水管10管头插入hdpe管13内，将防水土工布9上部包裹各hdpe管13并翻折紧贴各钢板桩止水帷幕3，最后分层回填灰土12，压实成型；

4)将支撑杆5、h型钢6和垫片7拆除，将各钢板桩止水帷幕3和各支撑桩4拔除，再将按照上述步骤连续进行工作，将待施工城市基础设施外侧的边坡全部换填完毕，然后挖掘机开挖深基坑，并进行地下室支护14施工。

以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。