一种富水地区基坑电渗防水墙及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种富水地区基坑电渗防水墙及其施工方法。

背景技术

传统的富水承压地区在防水时一般采用基坑侧壁设置止水帷幕，将止水帷幕与支护相结合，将基坑范围内的地下水与基坑外地下水系隔开，形成独立的水区，并在降水的过程中采用降水井进行抽排降水。但是在含地下水较多的地区岩溶裂隙水往往广泛分布，在基坑底部的岩溶通道复杂且有时隔水层较薄，导致基坑底部的隔水效果较差，而传统的止水帷幕为了达到基坑底部降水的作用就需要结合止水帷幕和基坑内外同时降水，形成水力坡度满足地下水位低于基坑底部满足施工要求，但是这种方法需要连续不断的抽排地下水，对地下水资源造成巨大的浪费，对一些需要进行地下水保护的地区带来了巨大的隐患，且连续不断的抽排地下水需要耗费大量能源，还会导致地下水资源的过度浪费，在过度抽排地下水的过程中会导致地表沉降过大，对周边建筑影响大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富水地区基坑电渗防水墙及其施工方法，从而克服现有基坑采用连续不断抽取地下水的降水方式，对地下水资源造成巨大的浪费的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种富水地区基坑电渗防水墙，包括：电渗墙，其包括若干个电渗板，若干个所述电渗板间隔的设置于待开挖的基坑的底部，每个所述电渗板包括若干个相互拼接的电渗块，每个所述电渗块包括框架和两个导电板，所述框架的顶部和底部分别设有一个所述导电板，其中，位于所述框架的顶部的所述导电板为阳极板，另一个所述导电板为阴极板；以及供电装置，其通过输电线与所述电渗墙电连接。

优选地，上述技术方案中，每个所述电渗块均连接有所述输电线，所述输电线包括阳极输电线和阴极输电线，每个所述电渗块的所述阳极板连接有阳极输电线，所述阴极板上连接有阴极输电线，且每个所述电渗块均通过所述阳极输电线和所述阴极输电线与所述供电装置连接。

优选地，上述技术方案中，每个所述电渗块上设有若干个均匀分布的透水孔。

优选地，上述技术方案中，每个所述电渗块的所述框架为长方体框架结构。

优选地，上述技术方案中，每个所述电渗块的所述框架为混凝土结构。

一种富水地区基坑电渗防水墙的施工方法，包括以下步骤：

(1)施工准备：进行地质勘察，探明待开挖的基坑及其周边的地质情况和地下水分布情况，并预先制作好电渗块；

(2)开挖工作井：在基坑周边无地下水分布处间隔一定的距离定点，并在定点处开挖工作井；

(3)安装电渗墙：在每个工作井的底部通过顶管机将每个电渗板的电渗块逐个顶进基坑的底部，待所有的电渗板安装到位后，采用输电线穿过对应的工作井将所有的电渗板与供电装置连接；

(4)开挖基坑：在开挖基坑前，回填所有的工作井，并在基坑的侧壁上设置止水帷幕，然后在电渗墙通电状态下，开挖基坑，并在基坑的底部制作基坑底板，进行基坑封底，最后断开电渗墙的供电。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的电渗墙包括若干个电渗板，若干个电渗板间隔的设置于待开挖的基坑的底部，在基坑开挖时可通电防水，形成的电场止水帷幕能覆盖整个基坑，可以有效阻挡地下水渗入基坑，即使在未铺设电渗墙的地方也能起到止水效果，避免过度抽排地下水，在断电之后，电渗板之间的间隔可供地下水流动，恢复地下水流向，有效保护地下水资源，够适应各种复杂地质条件和环境条件，特别在承压水、岩溶裂隙水较丰富的地质条件下，止水效果尤为显著。

2.本发明的每个电渗块的框架均为混凝土结构，提高电渗块的整体强度，保障其在顶管作业过程的强度指标，且在埋入基坑底部的土体后，可承载上部水压力与上部土压力，保证电渗墙的正常工作。

3.本发明的电渗墙的施工方法简单方便，在基坑开挖前，先安装电渗墙，基坑开挖的过程中，电渗墙保持通电防水状态，阻止外部地下水进入基坑内部，使地下水保持在设计标高之下，在基坑底部施工完毕后停止供电，使地下水恢复原本流通性，保护地下水资源。

附图说明

图1是根据本发明的富水地区基坑电渗防水墙的结构示意图。

图2是根据本发明的图1中A-A线剖视图。

图3是根据本发明的电渗块的结构示意图。

图4是根据本发明的图3的俯视示意图。

主要附图标记说明：

1-地面，2-地下水位，3-止水帷幕，4-降水后地下水位，5-基坑内地下水位，6-电渗板，7-工作井，8-阴极输电线，9-阳极输电线，10-供电装置，11-基坑，12-透水孔，13-导电板，14-框架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图4显示了根据本发明优选实施方式的一种富水地区基坑电渗防水墙的结构示意图，该电渗防水墙包括电渗墙和供电装置10。参考图1和图4，电渗墙包括若干个电渗板6，若干个电渗板6间隔的设置于待开挖的基坑11的底部，每个电渗板6包括若干个相互拼接的电渗块，每个电渗块包括框架14和两个导电板13，框架14的顶部和底部分别设有一个导电板13，其中，位于框架14的顶部的导电板13为阳极板，另一个导电板13为阴极板，供电装置10通过输电线与电渗墙连接，以给电渗墙供电。本发明的电渗墙在基坑11开挖时可通电防水，形成的电场止水帷幕能覆盖整个基坑11，可以有效阻挡地下水渗入基坑11，即使在未铺设电渗墙的地方也能起到止水效果，以将基坑内地下水位5降至设计标高以下，即电渗墙通电后，能够将基坑内地下水位5降至降水后地下水位4上，并使降水后地下水位4位于设计标高以下，避免过度抽排地下水；在断电之后，电渗板6之间的间隔可供地下水流动，恢复地下水流向，有效保护地下水资源，能够适应各种复杂地质条件和环境条件，特别在承压水、岩溶裂隙水较丰富的地质条件下，效果尤为显著。

参考图1至图4，优选地，每个电渗块均连接有输电线，输电线包括阳极输电线9和阴极输电线8，每个电渗块的阳极板连接有阳极输电线9，阴极板上连接有阴极输电线8，每个电渗块均通过阳极输电线9和阴极输电线8与供电装置10连接，即每个电渗块均连接有阳极输电线9和阴极输电线8，并通过阳极输电线9和阴极输电线8与供电装置10连接，便于单独控制每个电渗块的通电和断电。

参考图3和图4，优选地，每个电渗块的框架14为长方体框架结构，以便于电渗块的安装，且每个电渗块的框架14为混凝土结构，即将每个电渗块的两个导电板13上下对称设置，在两个导电板13所围成的长方体的棱边采用混凝土浇注成型，提高电渗块的整体强度，保障其在顶管作业过程的强度指标，在埋入土体后，可承载上部水压力与上部土压力，保证电渗墙的正常工作。

参考图3和图4，优选地，每个电渗块上设有若干个均匀分布的透水孔12，即每个电渗块的上下两个导电板13上均开设有透水孔12，以便于地下水的流通，在基坑11施工完成后，断开电渗墙的供电，进一步提高地下水的流动性，使地下水恢复原本流向，避免破坏地下水资源。

参考图1至图4，一种富水地区基坑电渗防水墙的施工方法，包括以下步骤：

(1)施工准备：进行地质勘察，探明待开挖的基坑11及其周边的地质情况和地下水分布情况，判断地下水位3的大致深度，根据基坑施工设计图，即根据实际需要，设定底板需施作防水的具体深度，并根据基坑施工设计图预先制作好电渗块。

(2)开挖工作井7：在基坑11周边无地下水分布处间隔一定的距离定点，并在定点处开挖工作井7。

(3)安装电渗墙：在每个工作井7的底部通过顶管机将每个电渗板6的电渗块逐个顶进基坑11的底部，待所有的电渗板6安装到位后，采用输电线穿过对应的工作井7将所有的电渗板6与供电装置10连接。

(4)开挖基坑11：在开挖基坑11前，回填所有的工作井7，回填过程中注意输电线路的保护，并按规定压实回填土体；并在基坑11的侧壁上设置止水帷幕3，与底部的电渗墙形成闭合空间，然后在电渗墙通电状态下，开挖基坑11，并在基坑11的底部制作基坑底板，进行基坑11封底，最后断开电渗墙的供电即可。

参考图1至图4，优选地，在步骤(2)中，在沿着基坑11的周边开挖工作井7时，要在工作井7内及时地施作内衬与架设支撑，防止工作井7坍塌，开挖的工作井7的直径不小于2m，且相邻两个工作井7之间的距离不小于20m。

参考图1至图4，优选地，在步骤(3)中，每个电渗块均连接有输电线，在工作井7的底部逐个向基坑11的底部安装电渗板6的每个电渗块时，使每个电渗块的输电线沿着顶管机行进的安装孔分布，待所有的电渗块安装完毕后，将所有电渗块的输电线穿过对应的工作井7延伸至地面1上，以便于与供电装置10连接，然后封堵安装孔；其中，顶管机推进压力不大于100T，推进速度不大于5mm/min。

采用本发明的电渗防水墙及其施工方法，能够采用基坑11底部的电渗墙通电排水，不需要连续抽排地下水，降低能耗和成本，防止地表大幅度沉降，提高安全性能，电渗墙在断开供电之后，电渗板6之间的间隙以及电渗板6上的透水孔12均可供地下水流动，恢复地下水原本流向，保护地下水资源，在对地下水保护需求较高的地区具有显著优势。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。