浅谈流砂地段的排水管道施工
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作者: 吴迪
摘要：在一管道施工时遇到2.5米厚的流砂层，地下水位高，一侧有房屋设施，不能仅考虑降水处治流砂对施工造成的影响，忽视因降水后地下土层因水压失衡，就可能会给临近的房屋设施带来很大的安全隐患，所以考虑了在降水的同时还采用压密注浆加固土体，以确保房屋设施的安全。
关键词：井点降水、加固土体
该项目是园区的一条城市次干道，路幅宽为35m。包含有城市配套的雨污水排放系统，主线设置雨污水管道，雨水管道埋设于道路两侧非机动车道内，埋深3m~3.5m，主管采用管径为1米的钢筋混凝土平口管，采用1800混凝土基础。常年水位高于沟槽底2米，南侧距厂房仅2~5米左右。地质条件差，该地段多以江砂及淤质泥堆积而成，原地面2.5米以下的地质为不可塑粉砂层，沟槽开挖有一米多深的范围在流砂层，遇水后流动性强，流速快，失水后沟槽土体易失稳坍塌，失水会因起地表下沉，将直接威胁到一侧房屋安全。
要想顺利完成这项管道工程需要同时解决两个问题，一是要解决流砂，二是要确保临近的房屋安全。
通常说的流砂，多是以不可塑粉砂为主，在没有水的情况下还是有一定的可塑性，根据现场情况可以采用沟槽两侧设轻型井点降水管。井点降水是人工降低地下水位的一种方法， 一般该方法用于地下水位比较高的施工环境中，是土方工程、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施，能疏干基土中的水分、促使土体固结，提高地基强度，同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，提高工程质量和保证施工安全。但是由于井点降水施工时会造成周围地下水失衡，有可能造成地表下沉，以致于影响到周边房屋安全。为了确保房屋一侧的地下水不失衡，考虑对房屋一侧土体进行压密注浆，一则起到土体加固，二则也起到止水作用，从而达到保护房屋基础不下沉的目的。经过全面分析得出方案是井点降水与压密注浆加固土体相结合，为了使达到良好的加固效果，在两种方法相结合使用时，就先进行土体注浆，待土体中的水泥浆液达到一定强度后方可降水。
在此就压密注浆加固土体与井点降水相结合的施工方案进行详述：
一、压密注浆方案
1、注浆作用
利用液压把能固化的浆液注入土层空隙，以改善介质的物理力学性质，达到提高土层承载力的目的。
2、注浆范围
根据管道长度在管道沟槽两侧按梅花型布孔。注浆深度为6m，注浆影响半径为0.5m，孔径=25mm，孔间距1m，按四排孔设置，以保证处理后地基连成一体。
3、浆液配置
采用混合浆液，即水泥、水玻璃双液快凝浆液。水泥采用P.O42.5普通硅酸水泥，水泥量为65kg/m,水灰比为0.5，加水泥量2%的水玻璃，浆液初凝时间为1-2小时。
4、注浆顺序
先外排围幕，再内排，最后注中间排；先下部，后上部。为防止相邻两孔窜浆，应采用隔孔注浆。
5、施工方法
1）压密注浆采用振动堵头花管定注法进行施工。
2）成孔采用钢管用振动器压入土层至设计深度,遇障碍物先用钢钎引孔(或开挖)。
3）注浆顺序:注浆先注外围2排孔作围幕层,防止水泥浆外流。注浆时应跳注,相邻孔注浆间隙不小于3小时避免孔间窜浆。
4）注浆前对注浆孔按顺序进行编号，施工时要逐孔记录，完工后检查对照，防止漏注。
5）当注浆孔边有水泥浆冒出应用水泥袋堵住，冒浆（窜浆）严重时应停注，待水泥浆稳定后再注至设计水泥用量。
6）注浆机械采用SYB50-50Ⅱ型注浆机，立式水泥搅拌机。施工前将机械压力调试好，水泥浆搅拌均匀，注浆管统一采用1200mm长钢管丝接牢固、严密，经常清洗干净防止堵塞。
7）单孔注浆结束后，首先关闭注浆管顶端阀门再卸高压管，防止管内浆回喷。
二、井点降水施工方案
1、施工机具准备
(1)滤管：Ø55mm，壁厚3mm无缝钢管或镀锌管，长2m左右，一端用厚为4mm钢板焊死，在此端1m长范围内，在管壁上钻中15mm的小圆孔，孔距为25mm，外包两层滤网，滤网采用编织布，外再包一层网眼较大的尼龙丝网，每隔50～60mm用10号铅丝绑扎一道，滤管另一端与井点管进行联结。
(2)井点管：Ø 38～55mm，壁厚为3.0mm无缝钢管或镀锌管。
(3)连接管：透明管或胶皮管与井点管和总管连接，采用8号铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。
(4)总管：Ø 100mm钢管，壁厚为4mm，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水。
(5)抽水设备：JDPS70真空泵以及机组配件和水箱。
(6)移动机具：自制移动式井架(采用振冲机架旧设备)、牵引力为6t的绞车。
(7)凿孔冲击管：Ø 219×8mm的钢管，其长度为6m。
(8)水枪：Ø 50×5mm无缝钢管，下端焊接一个Ø 16mm的枪头喷嘴，上端弯成大约直角，且伸出冲击管外，与高压胶管连接。
(9)蛇形高压胶管：压力应达到1.50MPa以上。
(10)高压水泵：100TSW-7高压离心泵，配备一个压力表，作下井管之用。
2、材料准备
粗砂与豆石，不得采用中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼。3、降水井点安装
①、井点轴线位置设在沟槽开挖线以外1.5m处，每1m设置一个井点，每25m设一台真空泵。
②、用绞车将简易井架移到井点位置，将套管水枪对准井点位置，启动高压水泵，水压控制在0.4～0.8MPa，在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉，并不断地升降套管与水枪。若遇到较厚的纯粘土时，沉管时间要延长，此时可采取增加高压水泵的压力，以达到加速沉管的速度。
③在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层，该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果，应注意以下几点：
1)砂石必须采用粗砂，以防止堵塞滤管的网眼。
2)滤管应放置在井孔的中间，砂石滤层的厚度应在60~100mm之间，以提高透水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。
3)滤砂层的填充高度，至少要超过滤管顶以上1～1.8m，一般应填至原地下水位线以上，以保证土层水流上下畅通。
4、管路安装
首先沿井点管线外侧，铺设集水毛管，主干管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端的木塞，用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房0.5％的坡度并用砖将主干管垫好。
5、检查管路
在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，管路是否存在漏气现象。
6、降水井点抽水
当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入正常抽水作业。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，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。
施工前在房屋外墙设定沉降观测点，对降水后开挖的沟槽进行二十四小时全过程沉降监控。管道按每完成两个井位（每段长30米），即回填一段，降水后采取快挖快施工快回填。通过得当的施工方案，该项目的管道工程得以快速优质的完成，临近房屋设施也未出现破坏性沉降，最大沉降值为3.71mm，周边设施安全得到了保障。
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