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        陽翟二路下穿通道注漿止水設(shè)計(jì)

        2019-03-15 01:50:54阮國華
        福建交通科技 2019年1期
        關(guān)鍵詞:砂層腐蝕性基巖

        ■阮國華

        (1.福建省交通科學(xué)技術(shù)研究所,福州 350004;2.福建省公路、水運(yùn)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福州 350004)

        1 工程及地質(zhì)概況

        1.1 工程概況

        陽翟二路下穿通道位于廈門同安區(qū)同集路與陽翟二路交叉路口處,分左右幅施工,下穿段長度490m,通道開挖深度最大10.05m,寬度12.8m(泵房處基坑最大開挖深度約15.28m,開挖寬度約19.2m)。U槽段最大開挖深度約9.0m,開挖寬度11.2m,擋墻段最大開挖深度3.6m,開挖寬度14.8m?;觽?cè)壁安全等級為二級,重要性系數(shù)為1.0。下穿通道開挖段平行于現(xiàn)狀BRT高架橋,距離現(xiàn)狀BRT高架橋最近處約2.2m,輔道距基坑邊2m,車流量較大。

        1.2 地質(zhì)概況

        1.2.1 地表水

        根據(jù)現(xiàn)場踏勘,本次提升改造范圍內(nèi)未見地表水體。

        1.2.2 地下水

        沿線地下水類型特征受各種地貌單元控制明顯:

        (1)地下水類型及含水巖組特征:場地地下水主要賦存和運(yùn)移于素填土、粗砂、卵石、殘積土的孔隙和下部風(fēng)化基巖的裂隙中,地下水在粗砂和卵石層中屬承壓水,其余各層均為潛水,主要是潛水下滲補(bǔ)給承壓水,場地孔隙潛水與孔隙-裂隙承壓水之間水力聯(lián)系密切。另外風(fēng)化帶基巖部分地段基巖裂隙水由于受上覆弱透水層作用,亦具微承壓性。本場地分布的殘積土與下部各風(fēng)化帶基巖呈漸變過渡關(guān)系,無明顯分界面。故擬建場地粗砂、卵石與殘積土及風(fēng)化基巖之間均存在一定的水力聯(lián)系。

        (2)地下水補(bǔ)、逕、排條件:根據(jù)蓄水構(gòu)造和水動(dòng)力特征,地下水類型仍與地貌相一致,可劃分為基巖裂隙水、風(fēng)化殘積孔隙裂隙水和松散巖類孔隙水三種地下水,主要都直接或間接靠大氣降水補(bǔ)給,但補(bǔ)給程度不同。地處較高的地區(qū)一般完全接受大氣降水補(bǔ)給,大氣降水沿基巖裂隙下滲匯集成基巖裂隙水,覆蓋層厚度較大的地區(qū)的基巖構(gòu)造帶中的裂隙水,一般均具承壓性質(zhì)。風(fēng)化殘積孔隙裂隙水除接受大氣降水補(bǔ)給外,還有接受下部基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給和托頂上滲補(bǔ)給。殘積土以上松散巖類地下水以接受基巖裂隙水、風(fēng)化殘積孔隙裂隙水側(cè)向補(bǔ)給和大氣降水共同補(bǔ)給。總體順原地形傾向由高處向低洼處逕流排泄。

        (3)地下水化學(xué)特征及腐蝕性評價(jià)

        根據(jù)場地環(huán)境地質(zhì)條件,按 《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTG C20-2011)附錄K判定,場地的環(huán)境類型均為Ⅱ類,殘坡積臺地含水地層滲透性類型總體按B型考慮,沖洪積階地和海灣灘涂含水地層滲透性類型總體按A型考慮。

        綜合評價(jià):

        沖洪積階地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性,在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性,在干濕交替帶對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性。

        殘坡積臺地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性,在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性,在干濕交替帶對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

        海灣灘涂地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性,在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性,在干濕交替帶對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具中等腐蝕性。

        地勘顯示,地下水深度為2.8~5.2m。

        1.2.3 土的腐蝕性評價(jià)

        按《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTG C20-2011)附錄K判定,場地的場地環(huán)境類別為Ⅱ類,屬B型土。

        綜合評價(jià):

        沖洪積階地地下水位以上場地土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性;對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

        表1 場地巖土體的分布及特征

        殘坡積臺地地下水位以上場地土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性;對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

        海灣灘涂地下水位以上場地土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性;對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

        1.2.4 地基土分布及其性質(zhì)

        根據(jù)鉆探揭露,擬建場地巖土體的分布及特征按埋藏順序如表1所述:

        圖1 陽翟二路地質(zhì)縱斷面圖

        圖2 涌水及含水層位置圖

        2 涌水分析及止水方案設(shè)計(jì)

        陽翟二路下穿通道基坑在開挖左幅K1+590~K1+620段開挖過程中,在樁號K1+600~K1+620 U槽段基坑左、右側(cè)壁4.5m深度出現(xiàn)涌水 (此處開挖深度為7.9m),涌水量約20L/min(見圖3)。根據(jù)第二次補(bǔ)勘結(jié)果顯示,K1+590~K1+750段為面狀連續(xù)砂層及卵石層,地面以下4m~7.6m為砂層,砂層最大厚度3.6m;地下水位高度在地表以下4m位置,如圖2所示。

        圖3 現(xiàn)場涌水圖

        表2 YK1+610處地下水位監(jiān)測對比表(單位:cm)

        為防止因失水過多引起周邊地表下沉,給輔道行車及BRT的運(yùn)行帶來安全隱患,擬對基坑進(jìn)行預(yù)注漿止水加固,加固深度超過砂層1m。采用雙液漿對基坑開挖深度大于4m的圍護(hù)樁進(jìn)行樁間注漿加固,加固里程為K1+590~K1+750,見圖 4。

        根據(jù)設(shè)計(jì)文件,基坑防排水采取“降、排、截、堵”結(jié)合的原則。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,基坑以降、排為主,砂層地質(zhì)處重點(diǎn)以堵為主。

        根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,堵水施工采用在冠梁外側(cè)邊采用履帶式潛孔鉆機(jī)開孔,Φ114mm鉆孔鋼花管注漿,漿液采用水泥和水玻璃雙液漿,水灰比1:1,水玻璃摻量通過試驗(yàn)確定。注漿管在旋噴樁兩側(cè)布置,注漿管深度8m(從地表往下),注漿管采用單排布置。注漿范圍為3m(平均)砂層+上下各1m范圍土體。

        3 注漿技術(shù)參數(shù)

        3.1 注漿孔布置

        圖4 注漿止水節(jié)段平面布置圖

        注漿孔按漿液擴(kuò)散半徑r=0.6m計(jì)算布設(shè),注漿孔采用單排布置在靠輔道側(cè)冠梁的外側(cè),間距按60cm、80cm不等距布置,共2排。如圖5所示。

        圖5 注漿口平面布置圖

        3.2 注漿管設(shè)計(jì)

        注漿管采用Φ114mm鉆孔花管,管長8m,孔口外露20cm以便施工操作?;ü芸卓谔幒附娱l閥式止?jié){閥。

        3.3 注漿材料及設(shè)備

        本注漿主要為堵水防滲作用,漿液采用水灰比為1:1的水泥漿+水玻璃。水泥采用P.O42.5,水玻璃采用密度1.436~1.465g/cm3,模數(shù) 2.6~2.9。

        3.4 漿液配置

        經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)確定:

        水灰比(重量)=0.6~1.1

        根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)可知,隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加,跳數(shù)在逐漸減少.由于隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加,可靠的下一跳節(jié)點(diǎn)數(shù)目也在增加,使得3種路由都選擇距離目的節(jié)點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn)成為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),減少了跳數(shù).從圖中可以明顯的看出,RAR路由在節(jié)點(diǎn)數(shù)小于57時(shí),其跳數(shù)遠(yuǎn)大于其他2個(gè)路由算法,而當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)大于60時(shí),其跳數(shù)逐漸接近于GPSR,而小于SLFB路由算法.這是由于當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)少時(shí),RAR路由算法尋找到的可靠下一跳節(jié)點(diǎn)并不是距離目的節(jié)點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn),這就使得為了保證可靠性而去縮短了一跳的范圍.但是隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加,同時(shí)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速度也比較慢,這就使得選取的下一跳節(jié)點(diǎn)更加容易是距離目的節(jié)點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn),從而減少了跳數(shù).

        水泥漿:水玻璃(重量)=2:1

        3.5 注漿量計(jì)算

        根據(jù)《市政工程施工計(jì)算實(shí)用手冊》(中冊)P708頁:

        單孔注漿量Q=KVn1000

        式中:Q——漿液總用量;

        V——注漿對象的土體;

        n——土的空隙率(本基坑周邊按22%計(jì)算);

        K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(軟體、黏性土、細(xì)砂K=0.3~0.5;中砂、粗砂 K=0.5~0.7;礫、砂 K=0.7~1.0;濕陷性的黃土 K=0.5~0.8,本注漿段砂層為中粗砂,K按0.7計(jì)算)。

        單根注漿管注漿量為 Q=0.7×(1.2×1.2×5.5)×0.22=1.22m3,本基坑共458根注漿管,注漿量為Q總=1.22×458=558.76m3。

        3.6 注漿壓力

        參照施工圖設(shè)計(jì)文件第六冊,注漿初始壓力0.4MPa,每下降0.5m,注漿壓力增加0.02MPa。

        3.7 注漿質(zhì)量控制

        (1)注漿孔位最大容許偏差為50mm,鉆孔偏斜率最大容許偏差為0.5%。

        (2)注漿花管外露20cm,以便施工操作。

        (3)注漿之前檢查機(jī)械運(yùn)行情況、管路封閉情況、進(jìn)漿管的進(jìn)漿情況。壓力試驗(yàn)不低于1.3~1.5倍的終壓,壓水試驗(yàn)進(jìn)行三次,每次5min,試驗(yàn)完后把水放掉。

        (4)鉆孔、注漿順序:以K1+590處附近定為第一注漿孔,間隔一根鉆孔、注漿,每20m為一單元進(jìn)行注漿。

        (5)單孔注漿結(jié)束條件:達(dá)到終壓后并穩(wěn)定10min,且注漿量不小于設(shè)計(jì)注漿量的80%,進(jìn)漿速度為開始進(jìn)漿速度的1/4。

        (6)注漿過程中隨時(shí)觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化情況,分析注漿情況,防止堵管、跑漿、漏漿。做好注漿記錄,包括空位、孔徑、孔深、漿液配比、注漿壓力、注漿量等,以便分析注漿效果。

        (7)注漿效果檢查:注漿后在分析資料的基礎(chǔ)上采用壓水試驗(yàn)和現(xiàn)場觀察法檢查注漿效果。當(dāng)開挖面有線狀出水或面狀出水量大于1L/min時(shí),進(jìn)行補(bǔ)充注漿。

        (8)注漿結(jié)束后,及時(shí)將注漿孔和檢查孔封堵密實(shí)。

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