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一种确定基坑岩溶区侧墙安全厚度的方法及注浆装置


技术摘要:
本发明公开一种确定基坑岩溶区侧墙安全厚度的方法,包括确定基坑侧壁受岩溶区影响的长度m、岩溶区的长度n、基坑侧壁的钢支撑力F1、空气压力F2和岩溶区水压力F3;根据弹塑性理论、能量守恒理论和突变理论,计算岩溶区侧墙轴向位移、势能和安全厚度;本发明还公开一种用  全部
背景技术:
岩溶区基坑开挖时,岩溶水分布极不均匀且难以探测,基坑开挖时极易出现涌突 水事故,若开挖期间未能探明岩溶水分布具体位置及区域,且未对涌水口采取有效防护措 施情况下,往往会淹没施工场地、冲毁机具,造成设备和人员事故、延误工期、增加工程投资 等问题。
技术实现要素:
本发明提供一种确定基坑岩溶区侧墙安全厚度的方法,以克服上述技术问题。 本发明提供一种确定基坑岩溶区侧墙安全厚度的方法,包括以下步骤: S1:确定基坑侧壁受岩溶区影响的长度m、所述岩溶区的长度n、基坑侧壁的钢支撑 力F1、空气压力F2和岩溶区水压力F3; S2:根据弹塑性理论,计算岩溶区侧墙轴向位移,即挠度为: 其中,d为岩溶区侧墙的安全厚度; S3:计算所述岩溶区侧墙的势能,具体公式如下: W0=W1-W2    (2) 其中,W1为防突层变形势能,W2为外力做功; S4:计算所述岩溶区侧墙的安全厚度,具体公式如下: 其中,E为岩溶区侧墙的弹性模量,μ为泊松比; S5:将计算所得的岩溶区基坑侧墙的安全厚度与实际探测结果对比,并确定注浆 方式。 本发明还提供一种用于基坑岩溶区的注浆装置,包括:金属网、止水板、注浆管、抽 水管和用于导出浆液单向连通装置; 所述金属网覆盖岩溶区出水口;所述止水板的边缘与所述岩溶区出水口的边缘固 定连接,所述止水板不完全覆盖所述岩溶区出水口,所述金属网位于所述止水板和所述岩 溶区出水口间; 所述抽水管用于将岩溶区内的水抽出,一端穿过所述金属网,另一端置于所述岩 溶区内; 所述注浆管侧壁设置有多个内螺纹的第一连接端; 4 CN 111733794 A 说 明 书 2/6 页 所述单向连通装置端为设置有外螺纹的第二连接端,所述第二连接端与所述第一 连接端螺纹副连接,所述单向连通装置用于将浆液导出至所述金属网形成封堵墙。 进一步地,所述单向连通装置包括:外构件、内构件、弹簧和底座; 所述第二连接端设置在所述外构件一端,所述外构件中空,所述外构件与所述底 座密封连接; 所述内构件设置于所述外构件内部,所述内构件靠近所述第二连接端的一端与外 界连通,所述内构件另一端通过弹簧与所述底座连接; 所述外构件与所述内构件侧壁分别设置有多个第一出浆口和多个第二出浆口;所 述内构件在浆液的压力下向所述底座运动同时压缩所述弹簧,所述多个第二出浆口与多个 第一出浆口重合,所述浆液流出。 进一步地,还包括:用于将所述单向连通装置固定于所述金属网上的磁铁,所述磁 铁与单向连通装置外侧壁固定连接。 进一步地,还包括:用于将岩溶区内的水抽出的抽水管,所述抽水管一端穿过所 述,置于所述岩溶区内的。 进一步地,所述内构件外直径与所述外构件内直径相等。 所述外构件另一端设置有外螺纹;所述底座设置有内螺纹,与所述外构件另一端 螺纹副连接。 进一步地,所述多个第一出浆口的间距与多个第二出浆口的间距相等。 本发明能够快速消除基坑岩溶区涌水的风险,相对于现有的注浆结构,解决了施 工中浆液难以注入、岩溶水倒吸等难题,有效实现了岩溶区域的封堵,施工效果好,并节约 了工程投资,保障了施工安全;本发明通过构建岩溶区侧墙安全厚度计算模型,分析各因素 与岩溶区侧墙安全厚度间的关系,给出合理的能够预测岩溶区侧墙安全厚度的计算公式, 确保能够合理处置岩溶区基坑的涌突水问题。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发 明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明实施例确定岩溶区侧墙厚度的流程图; 图2为本发明实施例基坑与岩溶区的正视图; 图3为本发明实施例基坑与岩溶区的侧视图。 图4为本发明实施例应用在基坑中的示意图; 图5为本发明实施例图4中A的放大图; 图6为本发明实施例图2的透视图; 图7为本发明实施例注浆管和单向连通装置结合的示意图; 图8为本发明实施例注浆管结构示意图; 图9为本发明实施例单向连通装置结构示意图; 5 CN 111733794 A 说 明 书 3/6 页
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