双排水泥高压旋喷桩围封技术在沉井施工中的应用.pdf
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1、第 5 2卷第 2期 2 0 1 6年 2月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GA NS U WAT E R R E S O UR CE S AN D HY DR OP OWE R T E C HNOL O GY Vo 1 5 2 No 2 F e b , 2 0 1 6 施工技术 双排水泥高压旋喷桩围封技术在沉井施工中的应用 吴振 和 ( 泉州市北渠管理处, 福建 泉 州 3 6 2 0 0 0 ) 摘要: 目 前水利水电工程中泵站沉井开挖施工方法较单一, 基本是采取直接开挖到底 , 没有事先考虑井筒边坡的塌方、 流砂等不利因素, 到发生塌方了才进行事后处理。介绍了施工现场能根据工程地质、
2、地下水实际情况, 大胆采取新工 艺, 先行在井壁周边采用双排水泥高压旋喷桩围封防渗, 再进行井筒内部土方开挖 , 此工艺能为基坑顺利开挖提供稳 定的防护条件, 避免 了边坡塌方及 大量抽水 , 缩短 了施工工期 , 节约 了工程造价 , 社会公益影响性和经济效益性明显。 关键词 : 双排水泥 高压旋喷桩 ; 泵站沉井 ; 基础 围封 ; 水利水 电工程施 工 中图分类号: T U 4 7 2 3 + 6 文献标志码: B 文章编号: 2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 6 ) 0 2 0 0 4 9 0 3 1 工 程概况 泉州市金鸡 拦河 闸至第三水厂输水管道工 程 是 2 0
3、1 5年市重点水利工程项 目,主要是为解决泉 州市北高干渠向泉州居民明渠露天供水 、 渠道穿城 区而过 , 饮用水源污染源及不确定性安全隐患的增 加 , 一旦 出现水质变坏 , 供水存在危机 , 将造成很大 的经济损失和不 良影响。所 以, 为落实环保部的督 查结 果 , 省 、 市政府决定从泉州市金鸡拦河 闸挖通 一 条采用全线封闭输水管道直达第 三水厂 。 彻底解 决沿途 明渠供水水质污染 问题 ,提高供水安全性 , 增加人 民群众用水安全 、 确保人民群众喝上放心水 的民生 工 程 。 1 1 主要 工程 建设 内容 输水管道工程主要有引水管段 、 泵站段、 输水管 道段 3段及沿线其他
4、构造物。输水线路总长 5 5 4 3 m, 供水规模 3 0万 , 年引水流量约 1 3 7亿 m 。本 项 目为等工程 规模为中型 永久性建筑物级别为 3级 次要建筑为 4级 临时建筑物为 4级 输水管 道等永久性建筑物设计洪水位 3 O年一遇设计 , 1 0 0 年 一遇 校核 。 泵站位于取水头部下游 4 0 0 m处( 金鸡拦河新 闸下游 2 1 0 m处 ) ,沿晋江防洪堤轴线进行顺延 , 在 泵站处进行圆弧段连接后与下游防洪堤轴线再进行 圆弧顺接。泵站设计为单个圆筒形布置( 下部布置4 台抽水泵机 、 上部布置管理房 、 控制系统 ) , 下部结构 内径 2 3 0 m, 井壁用
5、C 3 0钢筋混凝土浇筑厚 1 0 m, 井 壁底 部刃脚 最 低处 高程 为一 2 4 5 m屋 顶高 程 2 7 5 0 m。首节井壁 1 0 m高度( 壁厚 1 0 m) 先在地表 上浇筑施工成形,采用水力抽砂沉井施工方法将该 节井壁下沉至设计底标高后封底固定 再往上继续 施工上部建筑物( 圆形 。 外径 3 4 0m) 。 泵房在沉井至设计底高程一 2 8 5 m封底时 , 内外 水头差大 。参照 S L 2 6 5 2 0 0 1 水闸设计设计规范 , 中粗 砂 水平 段和 出 口段允 许 的渗透 坡 降分 别为 0 1 3 、 0 4 , 为使施工时中粗砂不被水流带出至井筒内 影响
6、堤防 ( 设计考虑征地因素。井筒位置深入堤防 5 0 m左右) 的安全 , 所以本次先行在井筒靠近堤防 周围设置双排高喷桩进行防渗,高喷桩底高程深入 不液化层残积砂质黏性土层约 1 0 m, 桩顶高程伸入 原黏性土防渗斜墙至高程 8 0 m: 位于滩地处井筒周 边设置双排高压水泥旋喷桩防渗墙进行 防渗,桩径 0 6 m,孔距 0 4 m,基础伸人不液化层砂砾卵石层 至一 1 2 0 m, 桩顶高程参照金鸡拦河 闸下游平均多年 潮位( 3 7 8 m) 设计为 4 0 m。 由于泵站所在房址地下水位较高,地表以下地 质为中粗砂层 , 高压旋喷桩单排成桩效果难 以保证 。 为加强基础防渗及液化加固
7、 。所以决定设置双排高 压旋喷桩 , 实现先围封后开挖施工 , 降低了施工期 的 地下水位又处理地基液化问题 , 确保施工安全。 泵房沉井期间,为了井筒周边的中粗砂不被带 出, 需在泵房周边进行降水。 本次采用高喷桩防渗墙结 合深井井点进行降水, 共设置 1 O孔井 , 孔径 1 0 m, 内设 扬程 2 0 0 - 2 8 。0 m潜水泵, 将地下水位控制在- 3 I 8 5 m。 1 2地质 水 文情况 泵站所在位置位于晋江左岸防洪堤外滩地上 。 地表高程为 7 6 0 m,地质勘察报告显示泵站位于中 收稿 日期 : 2 0 1 6 0 2 1 9 作者简介: 吴振和( 1 9 8 1 一
8、 ) , 男, 福建泉州人, 工程师 , 主要从事水利水电工程施工和管理 , E m a i l : 1 9 0 0 1 3 3 8 3 q q C o rn。 2 0 1 6年第 2期 甘肃水利水 电技术 第 5 2卷 粗砂层 下卧砂砾卵石层 、 残积砂质黏性土层等 , 中 粗砂层 、 砂砾卵石层属中等一 强透水性层 、 残积砂质 黏性 土层 属弱 透水性 层 。 该工 程位 置属 晋江 中下 游 。金鸡拦 河 闸址 以上 流 域 面 积 5 1 0 0 k m , 正 常 蓄水 位 7 0 0 m( 远 期 7 5 0 m) , 降水量存 1 0 0 0 2 2 0 0 H I lT I
9、之间 , 全流域平均 降 水量 l 6 0 0 mm, 历史最高年降水量 2 7 6 5 mm, 多年 平均气温 2 0 7 , 多年平均 风速 3 5 m s , 属南亚热 带 海洋 性季 风气侯 区。 2双排 高压 水泥旋 喷桩 施 工方 法 2 1 设 计指 标 泵站双排高压水泥旋喷桩防渗墙沿泵站井筒壁 防 洪 堤 域 ( I )平面布置示意 图 向 外 1 0 H 1 布置 , 2排 紧靠一体 , 桩径 为 0 6 H 1 , 间排距 为 0 4 m, 桩与桩搭接长度 0 1 5 m; 两 桩套接处防 渗墙最小厚度0 1 m。内排共 2 2 0根 ,外排共 2 2 6 根 , 桩长为
10、l 6 2 6 m, 桩顶高程 4 0 ( 外江侧 ) 8 0 m ( 堤 脚 处 ) , 桩 底 高 程 一 l 2 0 ( 外 江 侧 ) l 8 0 H I ( 堤 脚 处 ) 。 喷浆 工作 压 力 为 2 5 4 0 MP a ,喷管 提 升速 度 为 1 0 2 0 c m mi n , 浆 液 比重 1 4 1 5 g c m , 旋 转 速度 8 1 6 d mi n 孔 斜 率 0 5 , 旋 喷 桩 问距 为 0 5 m; 防 渗 墙 渗透 系数 : 砂土 层不 大 于 5 1 0 e m s , 砂 砾 卵石 层 不大于 l x l 0 e m s ;高压旋喷桩 样抗压强
11、度不小 于 2 0 MP a 。布 置 图 1 所示 。 、HJ l _ 口 BOn t 一 J J 聃 口 4,0O I 彻 口 睡 t 瞳 : 、 江 嵌 量 船 一 =业 t 帅 石晨 = 图 1 双排高压水泥旋喷桩防渗墙布置图 2 2施 工工 艺 2 2 1 施 工 准备 根 据现 场情 况 , 先 进行 场地 平整 , 做 好 临时排 水 沟 , 将雨水 、 污水排开 , 然后回填地表土方 ; 选好施工 班组并严格按照设计要求及有关规范规定 , 进行图 纸的技术交底工作 , 做好施工前安全文明教育; 吃透 图纸及设计或规范条款要求 ; 对旋喷桩进行 C A D编 号绘 图并 上墙 :
12、 做好 现 场 四通 一平 工作 : 检 查机 器调 试情况并做好各易耗 品的备用工作 ; 根据现场选好 地点挖水泥浆池及做好水泥堆放料场 。 2 - 2 2 测量放 样 先做好控制点测量控制 网, 并报监理复核。再 按设计提供的主轴线控制点及具体尺寸 , 运用导线 控制法 , 使川全站仪和钢尺进行主轴线 、 桩身圆心的 放样 : 并参照场地情况, 将主轴线控制点引至不受破 坏的位 置 , 加 以保护 ; 最后在复验合格 的轴线基础 上 , 确保技术资料的完整性 ; 施工期间经常性复核桩 位平 面 位置 2 2 3 试验桩施打 确啊移粘性土晨 ( 2 )立 面布置示意 经监理及建设单位现场代表
13、认可 ,选择合适 的 位 置 ( 桩基 附 近 均可 ) 进 行试 验 桩 , 以确 定 以下技 术 参 数 : 实 际地 质 情况 、 喷嘴 型号 及 规 范 、 进 尺 及提 升 速度 、 注浆压力 、 注浆流量 、 水灰 比值及水泥掺人量 、 成 桩直 径 、 成 桩 强度 。 现场 于 6月 3 日第 】 次 试验 桩 l组 3根 施 打 , 喷浆压 力为 2 5 MP a , 喷管提升速度为 1 0 e m mi n 。 3 d 后 开 挖检查 , 发 现成 桩效 果很差 , 不 成形 、 桩 径不 够 , 有分 又现象 第 2次试桩 1 组 3 根试验桩于 6月 1 6日施打 ,
14、喷 浆压力 为 3 0 MP a , 喷管提 升速度 为 2 0 c m mi n 。3 d后 开挖检查 , 发现成桩效果较差 , 5 IT I 开 始有分叉现象 。 第 3次试桩 1 组 3根试验桩于 6月 2 5日施打 , 经 试 桩 1 组 3根试 验桩 施 打 喷浆 压 力 为 2 8 MJ ) a , 喷管提升速度为 1 5 c m mi n 。 3 d后开挖检查 , 发现成 桩 效果 较好 、 紧密性也 好 , 桩身 问没 分又 , 桩径 、 两 桩 问最小厚度也在设计范围值内。 绎与设计及各方讨论确定: 采用喷浆压力 2 8 M P a , 喷管提升速度 1 5 e ra rai
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