阅读说明：本技术 一种trd工法连续墙与土石围堰结合的复合临时挡水结构物及施工方法 (TRD construction method continuous wall and earth-rock cofferdam combined composite temporary water retaining structure and construction method ) 是由 邓磊 邓漓 周平 刘一宏 张志鹏 姚琦 刘岭楠 颜锦凯 王晗 于 2020-04-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种TRD工法连续墙与土石围堰结合的复合临时挡水结构物及施工方法,由土石方围堰、TRD工法连续墙、黏性土填筑区组成。本发明通过建立土石围堰为基础结构,采用内部TRD工法连续墙为芯墙,辅助以顶部回填粘性土,底部视地层情况进行帷幕灌浆的方式形成河(湖)底以上的联合挡水体系,解决河(湖)底高程以上的挡水与河(湖)底高程以下的防渗问题,不仅提高了临建设施的挡水效果,同时降低了拆除的难度,达到节省投资的效果,为针对跨河,跨湖等水面高程以下采用明挖施工的工况进行挡水结构设计实施提供了可行的方案。整个临时挡水结构物相较于其他围堰结构形式,在工期,投资,防渗效果上具有优势。(The invention provides a composite temporary water retaining structure combining a TRD (blast furnace direct grouting) construction method continuous wall and an earth-rock cofferdam and a construction method. The invention adopts the internal TRD construction method continuous wall as the core wall, assists to backfill cohesive soil at the top, and forms a combined water retaining system above the bottom of the river (lake) in a mode that the bottom is subjected to curtain grouting according to stratum conditions, solves the seepage prevention problems of water retaining above the elevation of the bottom of the river (lake) and below the elevation of the bottom of the river (lake), improves the water retaining effect of construction, reduces the difficulty of dismantling, achieves the effect of saving investment, and provides a feasible scheme for designing and implementing the water retaining structure by adopting the working condition of open cut construction below the water surface elevations of river striding, lake striding and the like. Compared with other cofferdam structure forms, the whole temporary water retaining structure has the advantages of construction period, investment and seepage prevention effect.)

一种TRD工法连续墙与土石围堰结合的复合临时挡水结构物 及施工方法

技术领域

本发明涉及一种TRD工法连续墙(TRD，Trench cutting Re-mixing Deep wall，等厚水泥土连续搅拌墙)与土石围堰结合的复合临时挡水结构物及施工方法，适用于如跨河、跨湖等水面高程以下采用明挖施工的一类工程施工临时挡水设计领域。

背景技术

一般跨河，跨湖等水面高程以下的隧道，箱涵，管道及综合管廊工程采用明挖施工的方式均需要在施工段设置临时挡水结构物，以保障基坑内施工的人员和机械的干作业环境和施工安全。基坑防渗为该类工程关键难点之一，需要在围堰及堰基布置防渗结构，形成封闭防渗体系，确保基坑安全。

针对水面高程以下采用明挖施工这一特殊工况，由于河道和内湖不仅存在河(湖)底高程以上的挡水问题，还存在河(湖)底高程以下的防渗问题。现有的临时挡水结构物包括土石围堰，混凝土围堰，浆砌石围堰，钢板桩围堰这几大类针对此类工况均存在应用缺陷。其中土石围堰仅能解决上部挡水问题；浆砌石围堰施工工效低，成本较高，且自身施工时也必须创造干作业环境；混凝土围堰水下浇筑方式质量不易保证，同时造价较高，拆除困难，一般用于永久性的挡水结构，同时混凝土围堰一般需要作用于基岩上，对于河道或湖泊此类淤泥较多的环境并不适用；钢板桩围堰对地层的均一性要求较高，当地层发生变化时，直接影响钢板施工的垂直度控制，对碎、卵石地层适应性弱，可能出现钢板打不下去的情况，并且钢材价格受市场影响较大。

因此如何设计一种可以进行河(湖)底以上挡水，同时又能解决底部高程以下防渗的施工临时挡水结构物，保障该类工况下的施工安全是亟待解决的问题。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种可以进行河(湖)底以上挡水，同时又能解决底部高程以下防渗的施工临时挡水结构物。为此本发明采用以下技术方案：

一种TRD工法连续墙与土石围堰结合的复合临时挡水结构物；其特征在于由土石方围堰、TRD工法连续墙、黏性土填筑区组成；所述TRD工法连续墙配置在土石方围堰的偏向上游这一侧，其下端低于透水层和不透水层的分界面；黏性土填筑区处在TRD工法连续墙上方的土石围堰中，并且其底端和TRD工法连续墙搭接。

相较于混凝土地下连续墙，本发明的结构对地基承载能力要求更低，TRD工法连续墙底部在满足地基承载力基础上只需伸入不透水层0.5m以上。从而为今后快速拆除临时挡水结构物，降低工程投资提供了技术保障。

进一步地，土石方围堰与河床接触面，在离开TRD工法连续墙2m以外区域设置抛石挤淤区或土工格栅。

进一步地，TRD工法连续墙的上端高于现状水位。

进一步地，黏性土填筑区与TRD工法连续墙搭接高度不低于1m。

本发明中TRD工法连续墙底端也可增加帷幕灌浆施工加强结构的防渗能力。

本发明的另一个目的是提供一种上述TRD工法连续墙与土石围堰结合的复合临时挡水结构物的施工方法，包括以下步骤：

(1)土石围堰施工前对堰基范围内浮泥进行清除；

(2)填筑土石围堰，并在填筑到一定高程时，暂停土石围堰填筑；以该高程的土石围堰作为TRD工法连续墙施工平台，该高程比现状水位高0.5m以上；TRD工法连续墙施工前进行场地平整，施工便道满足切割机与起重机平稳行走、移动；

(3)进行TRD工法连续墙施工作业，其底部伸入不透水层0.5m以上，上端高于现状水位；

(4)在TRD工法连续墙施工后，恢复土石围堰填筑，根据水利计算成果进行填筑直至挡水高程，并同步填筑黏性土填筑区；其中，黏性土填筑时，以TRD工法连续墙顶高程降低一定高度为基准高程，以1:0.5～1:1的开口坡比为范围填筑黏性土。

本发明中TRD工法连续墙施工平台高程可以根据实际情况进行调整，但应保证施工平台和作业环境满足工法施工的需求。

本发明中TRD工法连续墙顶端黏性土的填筑范围可以根据实际的投资情况对开口线的坡比和填筑底高程进行调整。

本发明通过建立土石围堰为基础结构，采用内部TRD工法连续墙为芯墙，辅助以顶部回填粘性土，底部视地层情况进行帷幕灌浆的方式形成河(湖)底以上的联合挡水体系，解决河(湖)底高程以上的挡水与河(湖)底高程以下的防渗问题，不仅提高了临建设施的挡水效果，同时降低了拆除的难度，达到节省投资的效果，为针对跨河，跨湖等水面高程以下采用明挖施工的工况进行挡水结构设计实施提供了可行的方案。整个临时挡水结构物相较于其他围堰结构形式，在工期，投资，防渗效果上具有优势。

附图说明

图1是本发明TRD工法连续墙与土石围堰结合的复合临时挡水结构物的断面图。

具体实施方式

参照附图。本发明提供的TRD工法连续墙与土石围堰结合的复合临时挡水结构物由土石方围堰1、TRD工法连续墙2、黏性土填筑区3组成，所述TRD工法连续墙2配置在土石方围堰1的偏向上游这一侧。本发明具体施工过程如下：

(1)土石围堰施工前对堰基范围内浮泥(0.5m厚)进行清除，确保围堰与河床接触，局部地区还需采用抛石挤淤方式进一步稳定堰基，附图标号11为抛石挤淤区域(厚度0.5m)。接触面整体倾斜角度不应大于2°。为避免土工格栅以及抛石挤淤对TRD工法连续墙施工造成影响，其两侧2m范围内不设置土工格栅以及抛石挤淤。

(2)土石围堰分层均匀对称土石方填筑，与岸坡连接处应对杂草、块石、建筑垃圾等进行清理，避免形成渗漏通道，确保围堰防渗体与岸坡连接紧密。土石围堰分层填筑至TRD工法连续墙施工平台12的高程h1，该高程h1应比现状水位高0.5m以上，为TRD工法连续墙施工提供作业环境。TRD工法连续墙施工前应进行场地平整，施工便道满足切割机与起重机平稳行走，移动等要求。

(3)利用切割机和起重机进行TRD工法连续墙施工作业，连续墙底部应伸入不透水层0.5m以上，附图标号101为透水层与不透水层分界面。并视底部地层情况进行帷幕灌浆21加强防渗效果。

(4)根据水力学计算成果或设计提供的数据确定挡水建筑物的挡水高度要求，一般应不低于设计洪水的静水位与波浪高度及挡水建筑物顶部安全加高之和，安全加高根据挡水建筑物的级别，3级建筑物超高0.7m，4、5级建筑物超高0.5m。计算得到土石围堰1的顶标高h2。

(5)从TRD工法连续墙施工平台12分层均匀对称填筑至计算的围堰顶标高h2。同步进行黏性土填筑；黏性土填筑区3处在TRD工法连续墙2上方的土石围堰1中，并且其底端和TRD工法连续墙2搭接，为提高防渗效果，黏性土填筑区3的底标高h3应低于TRD工法连续墙施工平台12(为保证形成完整封闭的防渗体系，工程实践中搭接高度一般不低于1m)。以黏性土填筑区3的底标高h3为基准高程，1:0.5～1:1的开口坡比为范围填筑黏性土。

其中平台12高程以下，黏性土回填区3与TRD工法连续墙2的搭接部位应挖除原状土石再回填压实黏性土。

(6)复合挡水结构物完成后，再施工必要的护坡措施。其中背水面坡脚施工排水沟41，坡面施工挂网喷射混凝土42；迎水面坡脚采用块石压脚51，坡面用土工布52铺设后再利用袋装土或石块压牢。

以上所述仅为发明的具体实施案例，本发明的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。