石河排灌站引、排水地涵拆建工程基坑下流砂处理技术.pdf

1引言 摘要 关键词 石河排灌站引、 排水地涵拆建工程 基坑下流砂处理技术 郑 益林 ( 连云港 市水利建筑安装 工程有 限公 司 江 苏 连 云港2 2 2 0 0 0 ) 本文结合连云港市新浦 区包庄镇王沟村石河排灌站引、 排水地涵拆建实际工程案例， 分析基坑 下流沙现象形成原因， 并且根据搜集的数据和资料进行分析之后， 针对性的提出相应的处理技 术， 阐述预防和解决基坑下流沙现象的工程方案， 并且为类似工程建设提供可以借鉴的工程案 例， 同时还为解决基坑下流砂现象工程方案处理技术的推广提供有益借鉴。 流砂 ； 基坑 ； 排水 ； 土体加 固； 处理技术 中图分类号 ： T V 5 5 4 文献标识码 ： B 在基坑工程建设过程中，流砂是指松 散细颗粒土被地下水饱和后，在动水压力 即水头差的作用下，产生的地下水 自下而 上悬 浮流动现象 。当地 下水的动水 压力大 于 土粒 的浮重度或地下水 的水力坡 度大于 临界水力坡度 时 ， 就会 产生流砂。流砂作为 三大 灾害之一一直是工 程建设者在 建设初 期就应 着重考虑 ，并提前 想好预 防手段的 巨大灾害，借此消除其对基坑工程造成的 无法挽 回的损失 。本文在对石河排灌站引 、 排水 地涵拆建工程 的分 析中 ，总结 了流砂 形成 的原因和预 防措施 ，并 因地制 宜 的提 出了相应的解决方案， 其具有技术简单快 速 ， 经济成本低 ， 加快施 工进度等优点 。 2工程案例介绍 2 ． 1 工程概况 石河 排灌站引 、排水 地涵位 于连云港 市新 浦区包庄镇 王沟村 西 3 ．4 k in处 ，即沭 新渠 更新改造工程 桩号 4 + 7 9 2处 。石河排 灌站设计 流量 4 m％； 排涝 流量 6 m3 ／ s 。石河 排灌站引、排水地涵淮沭新河侧袋装土围 堰于2 0 1 3 年 8 月 1 2日填筑完毕 ，基坑于 2 0 1 3年 8月 1 7日开挖 ， 当挖 至基坑底部标 高为 一 O ． 5 m时。发现 ， 基坑 内侧东北角处有 两个相距 6 0 c m直径 约 3 e m米的涌洞 ， 出现 大量 冒砂 、 涌水 现象 。 2 -2工程地质条件 本工 程 由连云港市 中蓝连海设 计研究 院水文地质勘察部门在闸址部位布置了 2 个钻孔 ， 分布位于基坑中心的左右两侧 ， 钻 孔距离为 7 5 ． 5 2 m。 通过地 质勘查 ，初 步设计 阶段及 施工 图设计阶段地质情况如下表所示( 注： 高程 系统采用废黄河高程系， 高程以 m计； 坐标 采用北京 5 4坐标 系统 。) 3流砂现象产生的原因分析 产生流砂现象的原因有内因和外因： 内因 ： 取决于土 的性质 ， 当土 的孔 隙比 大 、 含水 量大 、 粘粒含量少 、 粉粒多 、 渗透 系 数小 、 排 水性能差等均 容易产生流砂现象 。 因此 ， 流砂现象极易发 生在 细砂 、 粉砂 和亚 粘土中， 但是否发生流砂现象， 还取决于一 定 的外 因条件 。 外 因 ：是地下水在 土中渗流所产 生的 动水压力( 渗流力) 的大小。当单位颗粒土 重力 ， 则土体发生悬浮 、 移动 。 在 本工程 中， 当挖至基 坑底 部标 高为 一0 ． 5 m 时 ， 出现涌洞 。 从 其地质 条件可 知 ， 在平 均 高程 0 ． 8 7 m至 一 4 ． 1 3 m范 围内 ， 土 层 为砂 粉 质粘 土层 ， 场 地部 分地 段 分 布 ， 厚度 ： 4 ．4 0 m至 5 ． 0 0 m， 平 均 4 ． 5 2 m； 层 底 标高 ： 一 4 ． 6 1 m至 一 4 ． 1 2 m， 平均 一 4 ． 4 4 m； 层 底 埋 深 ； 9 ． 8 0 m至 1 1 ． 8 0 m，平 均 1 1 ． 0 8 m。 此土层是流砂易发生区 ，应做适 当的防 治措施 。 4本工程处基坑下流砂处理技术 流砂 现象 引起基坑边坡塌方， 土坡侧 向 位移与沉降急剧增大 ，严重 影响基坑工程 体受到的向上的渗流力大于或等于其 自身 的稳定性，危及工程的安全和施工的顺利进 剖面 土质 描述 灰褐色 ， 松散 ～稍密 ， 以 回填可塑 ～硬 塑状粘土为主 ， 少量坚硬 ， 局部 表层 1 —1 素填 土 含少量 碎石 。场 地普遍分 部 ， 厚度 ： O ．4 0 m ～ 4 ． 8 0 m， 平 均 2 ． 5 8 m； 层 底标 高 ： 3 ． 0 5 m ～ 7 ． 2 5 m， 平均 4 ． 4 0 m； 层底埋 深 ： 0 ．4 0 m ～ 4 ． 8 0 m， 平均 2 ． 5 8 m。 灰褐色 ～灰绿 色 ， 可塑 ～硬塑 ， 少 量坚硬 ， 均匀性一般 ， 少量相变为 重粉质 1 — 2 粘土 壤土， 高干强度 ， 高韧性。场地普遍分布， 厚度 ： 0 ．5 0 m ～ 3 ． 1 0 m， 平均 1 ． 8 2 m； 层底 标高 ： 0 ． 5 8 m ～ 5 ． 7 3 m， 平均 2 ． 5 7 m； 层底埋深 ： 1 ． 0 0 m～ 6 ． 9 0 m， 平均 4 ． 3 5 m。 灰绿色 ～ 青灰色， 可塑， 较均匀， 局部为粘土， 高干强度 ， 高韧性。场地大部 2 - 2 壤土 分地段 分 布 ， 厚 度 ： O ． 3 0 m ～ 1 ． 6 0 m， 平均 0 ．7 5 m； 层 底标 高 ： 0 ． 2 5 m～ 5 ． 3 3 m， 平 均 1 ． 8 6 m； 层底埋深 ： 1 ． 4 0 m～ 7 ． 5 0 m， 平 均 5 ．2 3 m。 灰褐色 ， 可塑 ～硬塑 ， 局部杂灰绿色条纹 ， 中下部 不均匀含少量钙 质结 核 ， 局部密集呈圆砾、 角砾状， 局部为壤土、 粉质粘土， 高干强度， 高韧性。场地 3 — 1 粘土 普遍分 布 ，厚度 0 ． 5 0 m ～ 4 ．0 0 m ， 平均 1 ． 7 3 m； 层底标高： 一 0 ． 7 8 m ～ 4 ． 0 3 m， 平均 0 ． 2 6 m层底埋深 ； 3 ． 3 0 m～ 8 ． 4 0 m， 平均 6 ．6 5 m。 砂 粉质 灰黄色杂灰绿色， 可塑 ， 夹棕黄色单层厚 1 5 c m～ 3 0 e m的稍密状细砂。场地部 3 - 2 A 分地段分布 ， 厚度 ： 4 ．4 0 m ～ 5 ．0 0 m， 平均 4 ．5 2 m； 层底标高 ： 一 4 ． 6 1 m～ 4 ． 1 2 m， 平 粘土 均 一 4 ．4 4 m； 层底埋深 ； 9 ．8 0 ～ 1 1 ．8 0 m， 平均 1 1 ．0 8 m。 黄褐色 ， 硬塑 ， 少量坚硬 ， 较均匀 ， 不 均匀夹少量灰绿色条纹 ， 可见水平状层 理 ， 高于 强度 ， 高 韧性 。场地 大部 分地 段分 布 ， 厚 度 ： 1 ．0 0 m～ 3 ．9 0 m， 平 均 3 - 2 重粘 土 2 ．8 1 m； 层底 标高 ： 一 4 ． 4 5 m～ 0 ． 3 3 m， 平均 一 2 ．5 7 m； 层 底埋 深 ： 5 ．9 0 m～ 1 2 ．3 0 m， 平均 9 ． 5 2 m。 黄褐色， 硬塑， 少量可塑， 高干强度 ， 高韧性， 不均匀夹少量灰绿色条纹， 可见 3 - 3 重粘 土 水平状层理。场地大部分地段分布 ， 厚度 ： 0 ． 9 0 m～ 3 ．5 0 m， 平均 2 ． 4 3 m； 层底标 高 ： 一 7 ． 1 5 m～0 ．7 7 m， 平均 一 4 ． 8 9 m； 层底埋深 ： 7 ．8 O ～ 1 5 ．0 0 m， 平均 1 1 ．7 0 m。 _ _- C -_● C G 关于水利工程中防渗漏施工技术的研究 摘要 关键词 张野 ( 辽 宁省盘锦水文局 辽宁盘锦 1 2 4 0 1 3 ) 防渗漏技术的使用对提高水利工程的质量有着关键性的作用。本文通过介绍水利工程中产生渗 漏的具体原因， 对如何避免产生渗漏的问题进行重点分析 ， 通过分析总结出在水利工程中防止 渗漏的具体 办法。 水利工程； 渗漏； 裂缝 中图分类号 ： T V 5 4 3 文献标识码 ： B 1水NT程的重要性 人类要想平稳的维持正常的生活 ， 生产活 动， 必须有足够的水资源来保证 。如不能正确 的合理的治理水资源， 它还会给人类造成人员 财产 的伤害 。在这样 的情况下 ， 就有了水利工 程 的出现 ， 水利工程的作用是可 以将 自然形成 的水资源转化为人们可以利用的资源， 同时也 能在很大程度上缓解或阻止洪水等灾害。 2防渗施工对水利工程的必要性 在 当今社 会的背景下 ，为 了满足经 济发 展的需要 ，人 们对水利工程 的质量与效 能提 出了更高的要求，不在与以往一样只单单的 要求要有良好的抗击地震的功能与稳定功能， 更对水利工程的防漏 能力 提出了更高 的要求 。 渗漏的发生对人们生命财产安全的危害是极 大的 ， 通过 防水及防 止渗漏 能力 的提高 ， 可 以 更加有效全面的保护水利工程的墙体。因此， 防止渗漏是保证水利工程质量的关键因素， 在 水利工程 的建设 中有着 巨大作用 。它不仅能 提高水利工程的经济效益 ， 也能增加水利工程 的使用年限。 新疆 乌鲁木齐市米 东区联丰水 库为小型 水库， 库容 4 O 万 ， 坝体为均质土坝， 除险加 固工程于 2 0 1 2年 9月 1 5日开工建设 ， 2 0 1 3 年 2 月 2日8 时许， 水库发生溃口事故， 造成 1 人 死亡， 1 8 人受伤。黑龙江省农垦海伦农场星火 水库为小型水库 ， 库容 5 5 7 万 m ， 坝体为均质 土坝。除险加固工程于 2 0 0 9年 8月开工建设 ， 2 0 1 0年 5月 完 工 ， 2 0 1 0年 1 O月 竣 工验 收 。 2 0 1 3年 2月 2日， 水库发生 溃 口事故 ， 溃 口段 长 3 6 米左右， 无人员伤亡。对两个水库事故陛 质， 通报中均明确为责任事故。其中联丰水库 事故原因为： 水库在除险加固尚未完工， 不具备 蓄水条件的情况下， 进行蓄水并导致水库高水 位运行， 致使坝体和放水洞结合面发生渗透破 坏， 最终导致坝体决口。因此， 保证水利工程质 量 ， 提高防渗漏技术 的运用是十分必要 的。 3水利工程渗漏的原因分析 水利工程是人类创造 出的一项项 目繁杂 、 作用面广、 施工环节众多的伟大创造， 作为一 行。 因此基 坑工程进行 前要对可能 出现的流 砂情况进行 分析和规避 ，如果在施工 过程 中 出现流砂现象，相关人员一定要对流砂进行 针对性 的有 效控制和处理 ，这对整个 基坑工 程的建设具 有十分重要的意义。 流砂防治的主要原则是 ： ( 1 ) 减少 或 消除基 坑 内外地下 水 的水头 差，例如采取先在基坑范围外以井点降低地 下水后 开挖 ，或在不排 水基坑 内以抓 斗等工 具进行水下挖土等施工方法。 ( 2 ) 增 长渗流路径 ， 例 如沿坑壁 打入深度 超过坑底的板桩，其长度足以使受保护土体 内的水头梯度小于临危梯度 。 ( 3 ) 在 向上 渗流 出 口处 地表 用透 水材料 覆盖压重以平衡动水力。 经过对上述施工阶段地质情况的搜集， 相关人员因地制宜的对该工程流砂现象数据 进行收集分析， 决定采用排水固沙， 钻孔注浆 进行土体加 固。 ( 1 ) 排水 固沙施工方法 先在 流沙 出 口处 铺设 规格 为 4 0 0 gm 透 水 土 工 布 ，然 后 用 袋 装 石 子 ( 石 子规 格 ： 2 0 mm～ 4 0 m m) 把土工布压住 ， 使水流通过 土工 布而出 ， 不让其 被细沙颗粒带 走 ， 随后在距 离 出口l m处挖集水坑 ， 同时使用用 2台水泵将 水排 出基坑 。 ( 2 ) 土体加 固施工方法 采用 Y Z J 一 1 8 0液压钻井机 ， 冲击成孔 ， 孔 径 1 0 0 ， 孔深 1 0 m， 按三排 ， 1 0 m1 0 m布置。 成孔后将注浆管立即安放到钻孔中。注浆管 长 1 0 ． 5 m， 管径 3 ， 4 。注浆管埋入砂层段， 距 端部 2 m。等安放完注浆管用人工填碎 石和中 砂 ， 每 2 m交替填筑并不断夯实直至孔口。然 后采用 3 2 0泥浆泵注浆，压力为 0 ．5 M P a ～ 2 M P a 且采用 由小 变大的加压方法 。水泥浆水 灰 比为 0 ． 6～0 ． 7 。 ( 3 ) 效果 采取 上述措施进行处理后 ， 流砂 止住 ， 水 不断流出且逐渐减小； 经基坑沉降及位移观 测 ， 该侧基坑沉降及位移均已稳定。 5结论 ( 1 ) 对工程项 目而言 ， 因为砂性 土地的土 具有较大的孔隙， 具有较大的含水量 ， 渗透系 数小等因素的存 在 ， 所 以流砂 是一种普遍存在 于砂型土地上的有害地 质问题 ， 在 面对这样有 害地质问题的时候 ， 工作人员应当及时加强施 工组织， 提高施工的工艺水平， 因地制宜有效 处理好流砂问题 对基础 的影响 ， 还 可以有效 的 控制工程造价， 缩减成本。 ( 2 ) 根据流砂 的强度大小来 看 ， 一般 工程 在基坑工作是会 碰到一些轻微 程度 的流 砂情 况 ， 针对这种情 况 ， 最有效 和最经济 的措 施是 及时铺设反滤碎石垫层和集中明排处理。 ( 3 ) 相关设计人员在运用工程地质勘查报 告的时候要多方面考虑 ， 与实际情况相结合， 不能够只关心地基 承载力 的问题 ， 应 当根据工 程地质水 文条 件对施工过程 中可能会 出现 的 问题 ， 提出必要 的解决处理方案和针对 问题设 计预备措施 。陕西水 利 参考文献 ⋯ 杨志银， 张俊． 深圳地 区深基坑 支护技 术 的 发展和应 用Ⅱ 】 l 岩石 力学与工程学报． 2 0 0 6 ( S 2 ) 【 2 】 孙宏刚．粉 喷桩在 深基坑 支护 中的应 用卟 矿 业快报． 2 0 0 2 ( 1 5 ) [ 3 】 李俊松， 仇文革． 基于可靠度的基坑失稳风 险评价 与控 制研 究 叽 地下 空间与工程 学报 ． 2 0 1 2 ( 0 6 ) f 4 1 张明呜， 李荣玉， 张剑， 周先齐． 淤泥土细观渗 透 固结实验研 究u J ． 水运 工程 ． 2 0 1 1 ( 0 4 ) [ 5 ]孙林柱． 深基坑 支护 方案综合评价 的模糊 系统 地下空间． 2 0 0 0 ( 0 4 ) ( 责任编辑 ： 黄 灵芝 )