专利名称：用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多年冻土区暖季工程建筑基坑开挖过程中，用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构
背景技术：
2010年至2011年在青藏高原进行的青藏直流联网工程输电线路重大工程的建设，不可避免进行了大量的基坑开挖工作。在开挖基坑的过程中，导致一些重要工程问题的产生，主要包括冻土层上水向基坑内涌水的问题，以及开挖过程导致多年冻土上限附近冻土温度升高而导致基坑和冻土基础稳定性下降等问题。
发明内容针对多年冻土区基坑暖季开挖施工过程中冻土的融化、以及冻土层上水向基坑涌水和积水对施工造成的影响，本实用新型提供一种用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构。通过致冷和隔水的有效组合在有效阻止冻结层上水涌水的同时，对周围的冻土起到降温和有效保护作用。本实用新型的目的是通过如下措施来达到一种用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构，其特征是在距离设计基坑周边间距为O. 5-5m开挖一坑槽，坑槽深度至地下多年冻土上限以下O-lOOcm，在坑槽铺设冷却管5，然后，在冷却管上面和沟槽底部、并沿坑壁铺设隔水膜2至地表，用填土回填并夯实；注有循环冷冻液冷却管通过软管与地表制冷机相连。上述冷却管为招塑管,或为金属管,或为PVC塑料管。上述冷冻液为盐水、或不冻液、或液氮。上述的隔水膜为PVC薄膜，或为土工布，或为彩条布。上述开挖的窄形坑槽侧壁与拟开挖基坑边缘的间距为O. 5_5m。本实用新型的优点和产生的有效效果是I、本实用新型针对多年冻土区进行基坑开挖过程中有冻土上限层水涌入基坑，影响施工，延误工期等问题。在充分考虑暖季施工多年冻土、冻结上限表层水的结构特点和相互关系，提供了一种用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构，降低冻土上限附近冻土温度，增强基坑稳定性，保证输电线路工程在多年冻土区的正常施工和基础。有效地解决了不同季节，特别是暖季多年冻土区基坑阻水的工程难题。2、本实用新型利用致冷设备，通过致冷冻结，使得隔水膜与周围的冻土冻结为一体，彻底切断了地下水向开挖基坑流动过程的水利通道，有效地阻止冻结上限表层水向基坑内汇水，有效保证了工程施工的顺利进行和施工工期的完成。避免了汇水造成基坑坑壁坍塌，同时，确保了基坑内部施工人员的安全性；在保证基坑处于干燥状态的同时，保证了浇筑混凝土桩基的质量稳定性。3、基坑的开挖不受环境温度的限制，特别是针对暖季难以施工的季节，可以保证工程的正常进行。4、本实用新型在有效阻止冻结层上水向基坑内汇水的同时，消除了冻结上限表层水向基坑内汇水和对基坑周边和下部冻土的热扰动。同时对下部冻土起到了进一步降温和增加稳定性的作用。5、本实用新型设计结构简单，可在现场进行快速实施，且成本低廉，便于推广。
图I为本实用新型隔水膜和冷却管安装及回填土回填断面示意图。图2为本实用新型隔水和冷却管安装完成后剖面结构示意图。图3为本实用新型冷却系统安装完成后整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案再作进一步的说明实施例I一种用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构，在暖季施工过程中，距离拟开挖基坑边缘外侧3. 5m位置，用窄斗小型挖掘机开挖一窄形坑槽1，开挖深度至地下多年冻土上限4以下30cm的深度。在挖掘过程中，挖掘机一边挖掘、一边在开挖坑槽I底部布设铝塑管，一边从坑底、沿坑槽内偏向基坑的侧壁、至地表铺放PVC薄膜；同时一边对坑槽I进行填土 3回填，并夯实。其中，铝塑管通过软管与地表制冷机6相连，铝塑管置于PVC薄膜的下面，为避免PVC薄膜对环境造成的影响，在填土 3回填过程中，可将PVC薄膜全部埋置于土体中，结构如图2所示。挖掘机开挖沟槽较窄、较短，且深度不深，不会发生坑壁坍塌。由于多年冻土上限表层附近细颗粒土的持水性，挖掘过程中暂时不会出现涌水。待一切安装完毕后，向铝塑管内注入盐水，并进行密封，再开启制冷机6，促使冷冻液循环流动和降温。为保证对上限附近冻土的良好降温和对周围地下水的有效隔水，可以待坑槽填土工作结束后一到两天，再进行基坑的开挖。为避免周围环境温度、或日照对基坑壁冻土的热影响，在基坑开挖的过程中，应及时对已经开挖基坑的坑壁进行温度的保护，如铺设彩条布、草帘等进行坑壁的保温和隔热。为保证施工过程中，冷却措施效果有效发挥，基坑的施工时间也应控制在几天时间内完成。
权利要求1.一种用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构，其特征是在距离设计基坑周边间距为0.5-5m开挖ー坑槽(1)，坑槽(I)深度至地下多年冻土上限(4)以下O-lOOcm，在坑槽(I)铺设冷却管(5)，然后，在冷却管上面和沟槽底部、并沿坑壁铺设隔水膜(2)至地表，用填土(3)回填并夯实；注有循环冷冻液冷却管通过软管与地表制冷机(6)相连。
2.如权利要求I所述ー种用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构其特征是所述冷却管(5)为铝塑管，或为金属管，或为PVC塑料管。
3.如权利要求I所述用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构，其特征是所述循环冷冻液为盐水、或为不冻液、或为液氮。
4.如权利要求I所述ー种用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构，其特征是所述的隔水膜(2)为PVC薄膜，或为土工布，或为彩条布。
专利摘要本实用新型涉及一种用制冷管阻止冻土层上水向基坑内涌水的结构，其特征是在距离设计基坑周边间距为0.5-5m开挖一坑槽，槽深度至地下多年冻土上限以下0-100cm的深度；在坑槽底部铺设冷却管，然后，在冷却管上面和沟槽底部、并沿坑壁铺设隔水膜至地表，用填土回填并夯实；注有循环冷冻液冷却管通过软管与地表制冷机相连。实践证明本实用新型通过致冷和隔水的有效组合解决了暖季施工过程中冻土和开挖基坑的冻土融化、失稳，以及地下水的渗水和积水问题，有效保护了多年冻土的稳定，保证了青藏直流联网工程在多年冻土区的正常施工和长期稳定。
文档编号E02D17/04GK202610821SQ201220061359
公开日2012年12月19日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者俞祁浩, 郭磊, 胡俊, 游艳辉, 潘喜才, 钱进 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所