青海送变电工程有限公司 810001
摘要:流沙坑指的是水含量过饱和的沙子。水导致沙粒丧失了彼此之间的摩擦力,而这些摩擦力是沙地能够承载重物的根本原因。当流沙表面受到物体施加的压力时,不稳定的沙粒就开始向下流动,导致物体在沙中下沉极易出现塌方、涌沙、坍塌等显现。基础开挖后如果塌方,扰动原有基础及管线等,将对原建筑物等构成极大的危害,可能会造成重大安全事故,后果不堪设想。此类状况针对性采取井点降水施工方法,看到了极大成效,并将施工方法加以规整及细化,为类似工程铺垫了良好的施工经验。
关键词:流沙、塌方、井点降水、安全、经济效益
1、工程概况
宁东(灵州)-浙江(绍兴)±800千伏特高压直流输电线路工程豫6标段西起河南省信阳市潢川县来龙乡北(高营村)(2369号耐张塔),东至河南省信阳市固始县黎集乡庙台子村附近的豫皖省界(2551号耐张塔),线路长度为85.561km,沿线海拔为30-100米,线路沿线地形:73%泥沼,14%平地,13%丘陵。
河南地区内地下水主要接受大气降水和地表水渗透补给,进入雨季,地下水位不断上升,土内含水接近饱和状态,抽水过程中出现涌沙、坍塌等显现,且水量较大,基坑内周边渗水严重,无法继续开挖施工,这种施工条件给基础施工带来很大的困难。基础开挖后随时有塌方的危险,其中多处距原有建筑物、管架、污水管线及污水井等特别近,基础开挖后如果塌方,扰动原有基础及管线等,将对原建筑物等构成极大的危害,可能会造成重大安全事故,后果不堪设想,存在极大的安全隐患。因此根据实际情况采用井点降水,挖出的土是干的,可以直接用于回填,反之,土中含水是饱和的,不能直接用于回填。为了满足文明施工的要求,确保安全生产和工程质量,我公司采取轻型井点降水的措施,井点降水所排出的水必须按要求排放到指定的排水井,并做好排水的过滤工作,这些降水、排水工作都要持续到基础工程完毕回填后才能停止,以保证基础等在干燥条件下施工。
2、工作原理
沿基坑四周每隔一定间距布设井点管,井点管底部设置滤水管插入透水层,上部接软管与集水总管进行连接,集水总管为Φ50mm的钢管,周身设置与井点管间距相同的Φ40吸水管口,然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出,从而达到降低基坑四周地下水位的效果,保证了基底的干燥无水
3、主要设备
真空泵、井点管、连接管、集水总管、滤料(尼龙纱窗,Φ3-5mm中粗砂)。
4、井点布置
首先进行基坑处原地面标高的测量,根据地面标高及基底设计标高确定基坑开挖深度,计算开挖坡率及开挖尺寸,依据开挖尺寸,在距离基坑边缘约1.0m处,布置井点吸水管位置。
井点吸水管的滤水管必须埋设在透水层内,埋设深度可按下式计算:H1≥h2+h1+i*l1(m)
h2:井点管埋置面至基坑底面的距离
h1:基坑底面至降低后的地下水位线的距离,一般取0.5~1.0m
i:水力坡度,环型井点降水一般取1/10
l1:井点管距基坑中心的水平距离(m)
按照上式计算出来的H1值,一般情况不超过6m,井点管露出地面高度不超过0.3m,如果大于6m,则要降低井点系统顶面标高。
5、施工顺序
测量放线 挖井点沟槽 冲孔 下设吸水井点管 灌填粗砂滤料 铺设集水管 连接集水管与井点管 安装抽水设备 试抽 正式抽水 基础施工 撤离井管
6、施工步骤
1、基础周围1m挖一条闭环的流水沟,将喷水孔喷出的水循环利用
2、将Φ32井点吸水管下端1m钻4排Ф6mm滤孔(间距10cm)
3、将Φ50的集水管用锯条锯成长度相同的若干份(可根据水的大小自己调节长度,一般为1.2m—1.5m)。
4、将特制的喷水孔末端与连接水泵的软管相连接
5、利用380V高压真空泵,通过软管与一根特制的Φ40钢管相连,钢管端部设有喷水孔,由两名操作工人手持钢管在集水管位置上下抽动,直至成孔,成孔深度一般比滤管深度0.5m,冲孔时注意冲水管垂直插入水中,并做左右上下摆动,成孔后立即拔出Φ40冲水管,插入Φ32井点管,,以免坍塌,集水管放入完成后,向孔内灌入适量Φ3-5mm中粗砂将井点管滤水孔与泥沙隔开,保证井底污水与水泵分离,在抽水过程中应保持不间断抽水。
每根井点管埋设完成后应检查其渗水性能,检查方法为,在正常情况下,井点口应有地下水向外冒出;否则从井点管口向管内灌清水,看管内水下渗情况,如果下渗越快,说明该管质量优良。 然后铺设Φ50集水钢管,集水管与井点水管之间的连接采用L=1.2m,Φ40的橡胶软管连接,两头用铁丝拧紧,外涂抹黄泥,以防漏气,最后连接真空水泵进行试抽。试抽的主要目的是检查接头的质量,井点的出水状况,真空泵的运转情况,如发现漏水、漏气现象,应及时进行加固或采用黄泥封堵处理,因为漏气会影响整套系统的正常工作,影响整体的降水效果。
井点降水在使用时,要求不间断的连续抽水,真空泵旁侧必须配有备用发电机,一但停电,立即要进行恢复,否则可能造成基坑大面积坍塌,井点降水的正常规律是“先大后小,先混后清”原则应立即检查纠正,在降水过程中,要派专人观测水的流量,对井点系统的维护观察,当真空泵出水管水流清澈、断断续续时证明降水成功,地下水水位低于基础底面坑深1m,此时降水不可间断,施工队可正常施工,待到基础开挖、浇筑、拆模,回填坑深一半之后方可拆除井点降水。
7、注意事项
1、土方挖掘运输车道不设置井点,这不影响整体降水效果。
2、在正式开工前,由电工及时办理用电手续,保证在抽水期间不停电。抽水应连续进行,特别是开始抽水阶段,时停时抽,会导致井点管的滤网阻塞。同时由于中途长时间停止抽水,造成地下水位上升,会引起土方边坡塌方等事故。
3、轻型井点降水应经常进行检查,其出水规律应“先大后小,先浑后清”。若出现异常情况,应及时进行检查。
4、在抽水过程中,应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量,当地下水位降到所要求的水位后,要减少出水阀门的出水量,尽量使抽吸与排水保持均匀,达到细水长流。
5、真空度是轻型井点降水能否顺利进行降水的主要技术指数,现场设专人经常观测,若抽水过程中发现真空度不足,应立即检查整个抽水系统有无漏气环节,并应及时排除。
6、在抽水过程中,特别是开始抽水时,应检查有无井点管淤塞的死井,可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%,则严重影响降水效果,应及时采取措施,采用高压水反复冲洗处理。
7、在打井点之前应勘测现场,采用洛阳铲凿孔,若发现场内有旧基础、隐性墓地等应及早上报。
8、如粘土层较厚,沉管速度会较慢,如超过常规沉管时间时,可增大水泵压力,但不要超过1.5MPa。
9、主干管流水坡度流向水泵方向。
10、如在冬季施工,应做好主干管保温,防止受冻。
11、基坑周围上部应挖好水沟,防止雨水流入基坑。
12、井点位置应距坑边2~2.5m,以防止井点设置影响坑边土坡的稳定性。水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出,离基坑越远越好,以防止渗下回流,影响降水效果。
13、如场地粘土层较厚,这将影响降水效果,因为粘土的透水性能差,上层水不易渗透下去?采取套管和水枪在井点轴线范围之外打孔,用埋设井点管相同成孔作业方法,井内填满粗砂,形成二至三排砂桩,使地层中上下水贯通。在抽水过程中,由于下部抽水,上层水由于重力作用和抽水产生的负压,上层水系很容易漏下去,将水抽走。
14、井点管间距、埋设深度应符合设计,一组井点管和接头中心,应保持在一条直线上。
15、井点埋设应无严重漏气、淤塞、出水不畅或死井等情况。
16、埋入地下的井点管及井点联系总管,均应除锈并刷防锈漆一道,各焊接口处焊渣应凿掉,并刷防锈漆一道。
17、各组井点系统的真空度应保持在55.3~66.7kPa,压力应保持在0.16MPa。降水前2m坑深(流沙坑)降水后4m坑深(干坑)
8、工艺应用及结论
通过宁东(灵州)-浙江(绍兴)±800千伏特高压直流输电线路工程豫6标段井点降水施工方法针对性降水施工后,将原本采取普通抽水加挡土板的施工方法无法进行施工基础,全部保证安全、质量的情况下完美施工,施工设备可循环施工具有良好的经济效益。为地下水位较高的施工地段提供借鉴意义。
总结井点降水特点
1、机具设备简单、易于操作、便于管理。
2、可减少基坑开挖边坡坡率,降低基坑开挖土方量。
3、开挖好的基坑施工环境好,各项工序施工方便,大大提高了基坑施工工序。
4、开挖好的基坑内无水,相应的提高了基底的承载力。
5、在软土路基,地下水较为丰富的地段应用,有明显的施工效果。