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摘要:主要针对临海平原地区地下水位高的特点,高速公路顶管施工时,为保证高速公路的行车安全,顶管套管的覆土深度很厚,因此对于大管线穿越高速公路,除顶管坑和接收坑降水外,高速公路下的顶管区域降水极为困难,进而阐述了在沿海地区长输管线顶管穿越高速公路的深井降水技术和施工方法并进行了相关流量计算,对于土木工程的深基坑而言,深井降水技术同样发挥着关键性的作用,本文就深井降水技术的运用进行研究。
关键词:土木工程;深井降水;施工方法;流量计算
1深井的目的和范围
深井的目的是解决大口径管线顶管穿越近海高速公路的顶管坑和接收坑及顶管区域进行降水所涉及的降水系统的安装、运行和维护以及地下水排放。
管线经过临海高速公路必须采用地下顶管穿越形式,因为地下水位高,首先应根据最大的挖掘深度,在顶管坑和接收坑内以及高速公路两侧设置深井,以降低顶管坑和接收坑挖掘作业面以及高速公路下顶管作业面的地下水位。
假设目前地下水位为地表以下1.5m,顶管坑长宽尺寸13.50m*6.00m,接收坑长宽尺寸8.00m*5.00m,高速路下顶管区域需降水的长宽尺寸60.00m*5.00m,顶管深度(套管底部深度)位于路面±0.00以下-9.0m,顶管坑和接收坑均以板桩支护,确保在顶管坑和接收坑降水区域机械开挖时,水位控制在开挖底面以下0.5m即-9.5m,同时还需保证在顶管过程中,高速公路中心位置的地下水位也控制在-9.5米以下,由于高速公路太宽,需要在道路中间分隔带位置和顶管坑和接收坑两侧各设一口小型水位观测井,观测井位置让开顶管作业时安装套管的位置,在降水初期,主要监测井内地下水位下降情况,判断高速公路地下水位是否已经低于顶管作业的套管底部以下,同时测量人员需在沥青路两侧边以及中间分隔带沥青路边设置沉降观测点并进行监测,如果路面沉降量超过20毫米,说明渗水孔过大,需要采用多层滤网包裹PVC管的渗水孔,或者调整水泵尺寸并逐步降低深井的抽水速率,以减少土壤颗粒的流失和进一步的沉降。
2深井布置及降水方案
2.1深井布置及套管安装施工方法
计划在顶坑内安装设置4口深井,接收坑2口深井,顶管坑和接收坑比邻高速公路的两侧分别设置4口深井,共设置14口15m的深井,根据深井的位置,使用旋转打桩机钻孔并安装直径600/750mm钢套管,钢套管之间焊接连接,套管壁用火焊割开无数渗水槽,以便地下水迅速流进钢套管内,钻孔成型后,先使用螺旋钻斗清理钢套管内的泥浆或杂物,然后在钢套管内安装事先用滤网缠绕的PVC滤管,其直径200mm-315mm,渗水槽宽度2mm,采用支架固定PVC滤管并定位在钢套管中心,并在PVC套管与钢套管之间的环向空间填满碎石作为过滤层,再把连接到压缩机的刚性液压管插入PVC套管内,把压缩空气压入后产生喷泉效果,把井内的碎石泥浆挤出井外,待深井内压出的水基本清澈后,立即进行深井泵安装和投用,通过监测井发现水位降到设计水位后,便开始对顶管操作坑进行开挖以及后续顶管作业的各个工序。
2.2深井泵安装、配置及电力要求
采用随车吊安装三相交流电潜水泵,考虑水泵在使用过程中的拆卸和维修,泵在安装前将连接好排水管道、电缆和提升的绳索,并对泵的电气运行进行试验,然后用吊车起吊系紧水泵的绳索,慢慢放入PVC过滤管中;潜水泵应与主发电机连接,同时还应连接到装有声光报警装置的控制面板上,控制面板应连接到配电板,每个控制面板将连接到6台潜水泵,以通过声光报警进行监控,并在任何泵发生故障时提供报警,同时在高速公路两侧配备备用发电机并安排人员值班,检查泵的运行情况,确保降水工作连续进行。
深井潜水泵的出口管道直径为80mm或100mm,从井底到井口部分应该是刚性/半刚性管道,地面以上铺设排水软管,为保证开挖工作不受影响,排水管采用快速接头,并在管线上安装止回阀和蝶阀,各自连接到高速路两侧的排放总管和沉降水罐后再进行最终排放。
3流量计算
3.1顶管坑的流量计算
参考《建筑与市政工程地下水控制技术规范》JGJ111-2016
等效大井降水影响半径:
结束语
在土木工程基坑施工中,有效及广泛运用深井降水技术,保证基坑的安全性和稳定性。因此,在今后的施工作业中,技术人员应不断提高自身专业水平,加强深井降水技术的研究,结合施工现场具体情况,合理选择施工技术方法,为深基坑作业的安全和质量提供有力保障。
参考文献
[1]《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98
[2]《管井技术规范》GB50296
[3]《供水水文地质勘察规范》GB50027
[4]《建筑与市政工程地下水控制技术规范》JGJ111-2016