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原文传递水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构及施工方法

专利名称：	水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构及施工方法
摘要：	本发明提供了一种水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构及施工方法，抗渗透破坏结构包括一期围堰、二期围堰和管节止水帷幕。一期围堰和二期围堰交替施工且存在有部分重合；一期围堰内和二期围堰内分别设置有一期止水帷幕和二期止水帷幕，一期止水帷幕和二期止水帷幕穿过强透水层到达位于强透水层下方的隔水层。管节止水帷幕可以采用设置在隧道管节下方并与二期止水帷幕连接的管节下止水帷幕，也可采用设置于管节两侧并与二期止水帷幕连接的管节侧止水帷幕。管节止水帷幕避免了管节下方强透水层成为渗透破坏发生的主要通道，实现了强透水砂性土层中水底隧道的安全施工。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽建筑大学
发明人：	柳军修;席培胜;严中;张兴其;浦玉炳;王枫;席彬彬;肖博文
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910760154.3
公开号：	CN110359471A
代理机构：	北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘春成;刘素霞
分类号：	E02D19/04(2006.01);E;E02;E02D;E02D19
申请人地址：	230601 安徽省合肥市经济技术开发区紫云路292号
主权项：	1.一种水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构，其特征在于，所述抗渗透破坏结构包括：一期围堰，所述一期围堰包括与隧道走向一致的一期侧面纵向围堰和垂直于隧道走向的一期端部横向围堰，所述一期侧面纵向围堰和所述一期端部横向围堰连接形成U型结构；二期围堰，所述二期围堰包括与隧道走向一致的二期侧面纵向围堰和垂直于隧道走向的二期端部横向围堰，所述二期侧面纵向围堰和所述二期端部横向围堰连接形成U型结构；所述一期围堰和所述二期围堰在隧道长度方向上有部分重合；所述一期围堰内设置有一期止水帷幕，所述二期围堰内设置有二期止水帷幕，所述一期止水帷幕和所述二期止水帷幕穿过水底强透水层到达位于强透水层下方的隔水层；管节止水帷幕，所述管节止水帷幕与所述二期止水帷幕连接在一起形成封闭性止水帷幕；所述管节止水帷幕为隧道管节下止水帷幕或管节侧止水帷幕，所述隧道管节下止水帷幕设置在与二期端部横向围堰连接的隧道管节的下方；所述隧道管节下止水帷幕穿过强透水层到达位于强透水层下方的隔水层；所述二期止水帷幕与隧道管节下止水帷幕连接在一起形成封闭性止水帷幕。 2.如权利要求1所述的水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构，其特征在于，所述一期围堰和二期围堰均为双层钢板桩结构，内外两层钢板桩分别打入水底，内外两层钢板桩之间连接有用于拉结固定的钢拉杆，内外两层钢板桩内侧铺设有防渗土工膜；铺设有防渗土工膜的内外两层钢板桩之间填充有砂土；一期止水帷幕设置在一期围堰厚度的中间位置处，二期止水帷幕设置在二期围堰厚度的中间位置处；优选地，一期围堰和二期围堰的钢板桩均采用拉森钢板桩。 3.如权利要求2所述的水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构，其特征在于，与二期端部横向围堰相接的隧道管节外壁上设置有两组相互平行的混凝土卡槽，所述混凝土卡槽凸出于所述隧道管节的外侧壁和上表面，两组相互平行的混凝土卡槽之间的距离与二期端部横向围堰的厚度值一致，二期端部横向围堰与隧道管节相交的两排钢板桩分别设置于两组相互平行的混凝土卡槽内，从而实现与隧道管节紧密连接。 4.如权利要求1所述的水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构，其特征在于，所述隧道管节下止水帷幕为相互咬合的水泥土搅拌桩或高压旋喷桩；优选地，在隧道管节下止水帷幕的两侧设置有多排水泥土搅拌桩或高压旋喷桩，多排水泥土搅拌桩或高压旋喷桩沿隧道纵向自隧道管节下止水帷幕向两侧延伸，且多排水泥土搅拌桩或高压旋喷桩的打设深度随延伸距离的增加而依次递减。 5.如权利要求1所述的水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构，其特征在于，所述隧道管节下止水帷幕的上部开设有连接槽，所述连接槽的内部设置有连接钢筋，所述连接钢筋与所述隧道管节内的钢筋骨架连接；连接槽内的混凝土与隧道管节的混凝土同步浇筑。 6.一种水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：步骤S1，施工一期围堰，并在一期围堰内降水后开挖基坑；步骤S2，在一期围堰内的基坑下方施工隧道管节下止水帷幕，在基坑内进行管节施工；步骤S3，施工二期端部横向围堰，保留一期围堰和二期围堰的重合部分，拆除其余一期侧面纵向围堰；步骤S4，施工二期围堰，拆除一期端部横向围堰，在二期围堰内开挖基坑，并进行管节施工；步骤S5，拆除二期围堰，完成隧道施工。 7.如权利要求6所述的水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：步骤S201，在基坑下方施工隧道管节下止水帷幕；步骤S202，在隧道管节下止水帷幕两侧的基坑内间隔设置多排水泥土搅拌桩或高压旋喷桩，从隧道管节下止水帷幕向两侧隧道轴线方向上水泥土搅拌桩或高压旋喷桩的深度递减；步骤S203，进行隧道管节施工；在隧道管节下止水帷幕的上部开设连接槽，在连接槽内绑扎连接钢筋；绑扎隧道管节钢筋骨架，将连接槽内连接钢筋与隧道管节内的钢筋骨架连接；同步浇筑连接槽内混凝土与隧道管节混凝土，从而形成隧道管节下封闭的止水接头；优选地，所述步骤S201中的隧道管节下止水帷幕为相互咬合的水泥土搅拌桩或高压旋喷桩。 8.如权利要求6所述的水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：步骤S301，在隧道管节下止水帷幕所在的平面内施工二期端部横向围堰，使二期端部横向围堰在隧道管节两侧和顶部的钢板桩均安装在隧道管节上相对应的混凝土卡槽内，然后用素混凝土将钢板桩与混凝土卡槽连接在一起；步骤S302，在隧道管节两侧的二期端部横向围堰钢板桩内侧铺设防渗土工膜，然后采用砂土填充围堰并压实，在隧道管节顶部的二期端部横向围堰内填充回填材料；步骤S303，在隧道管节两侧二期端部横向围堰的围堰体厚度内施工水泥土搅拌桩或高压旋喷桩作为二期止水帷幕，水泥土搅拌桩或高压旋喷桩自二期端部横向围堰的顶部向下穿过水底强透水层至强透水层下方的隔水层，并在水平方向与隧道管节下止水帷幕连接在一起；步骤S304，对一期围堰内施工的隧道管节上方进行回填，完成一期围堰内隧道管节的施工；步骤S305，保留一期围堰和二期围堰重合部分，拆除其余一期侧面纵向围堰；优选地，所述步骤S304中的隧道管节上方回填材料为素混凝土。 9.一种水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：步骤一，施工一期围堰，并在一期围堰内降水；步骤二，施工管节侧止水帷幕和基坑围护结构，然后开挖基坑并进行管节施工；步骤三，施工二期端部横向围堰，保留一期围堰和二期围堰重合部分，拆除其余一期侧面纵向围堰；步骤四，施工二期围堰，拆除一期端部横向围堰，在二期围堰内开挖基坑，并进行管节施工；步骤五，拆除二期围堰，完成隧道施工。 10.如权利要求9所述的水底隧道强透水砂性土层抗渗透破坏结构的施工方法，其特征在于，所述步骤二具体操作方法如下：首先，在一期围堰内沿待开挖基坑的长度方向两侧施工管节侧止水帷幕；然后在管节侧止水帷幕内施工基坑围护结构；最后，开挖基坑后进行管节施工；优选地，所述管节侧止水帷幕为相互咬合的水泥土搅拌桩或高压旋喷桩；再优选地，所述基坑围护结构为灌注桩。
所属类别：	发明专利