水利工程論文-地下連續(xù)墻在泵站基坑防滲工程中的應用與實踐.doc

水利工程論文-地下連續(xù)墻在泵站基坑防滲工程中的應用與實踐摘要：本文介紹射水法造墻原理、施工工藝和技術(shù)要點，總結(jié)了射水法造墻在太浦河泵站基坑防滲工程中成功的施工實踐，對類似江河堤防、大型基坑建造防滲地連墻有較好借鑒作用。關鍵詞：射水法地連墻基坑防滲應用與實踐1工程概況、設計指標、地質(zhì)條件1.1工程概況太浦河泵站位于江蘇省吳江市廟港鎮(zhèn)境內(nèi)，西距東太湖邊約2.0Km，是太湖流域綜合治理、改善水環(huán)境的大型工程之一。泵站站址北側(cè)為太浦河節(jié)制閘。泵站該泵站規(guī)模為大（1）型，等別級，主體結(jié)構(gòu)為I級建筑物。泵站建成后，將改善上海市在黃浦江取水口的水質(zhì)，設計供水流量300m3/S，擬安裝6臺直徑為4.10m、斜150軸伸泵，單泵設計流量為50m3/S。泵站軸線距太浦閘軸線下游71.45m。泵站主泵房上游依次設計為進水池、攔污柵閘、交通橋，泵站下游為出水池。為了實現(xiàn)泵站及進出水建筑物的施工，設計了上開口尺寸(長寬)171.4m165m，最大開挖深度17.5m(一般約14.5m)的大型基坑，基坑毗鄰太浦河和太浦閘，基坑距太浦河河岸較近，開挖邊線最近處只有22m。為保證基坑開挖及結(jié)構(gòu)物施工期間的邊坡穩(wěn)定，保護太浦河節(jié)制閘等已有建筑物的安全，并有效截斷太浦河河水對深基坑的側(cè)向滲流影響，在泵房主基坑和太浦河之間設計布置了一道砼地下連續(xù)墻進行防滲。1.2設計指標太浦河泵站砼地下連續(xù)墻設計長度為240m，墻體厚度為0.24m；設計墻體深度為19.70m（EL6.00mEL-13.70m），砼設計標號20，水泥用量350kg/m3，整體滲透系數(shù)1107cm/s。該工程采用射水法成墻技術(shù)。1.3工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件：根據(jù)江蘇省工程勘測設計院提供的太浦河泵站工程地質(zhì)水文地質(zhì)勘察報告中I-I/工程地質(zhì)剖面圖所示，地連墻施工區(qū)內(nèi)主要地層見表1：表1地下連續(xù)墻土層分類表層號土層分類土層描述標準貫入擊數(shù)地基允許承載力(Kpa)1重粉質(zhì)壤土灰黃、灰褐色粉質(zhì)粘土，中粉質(zhì)壤土、雜碎磚石等，為人工堆土或耕作土42中粉質(zhì)壤土灰黃、灰色淤泥質(zhì)中粉質(zhì)壤土，含泥炭層，軟塑到流塑狀4853粉質(zhì)粘土灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾少量粉土薄層，含有機質(zhì)，軟塑到流塑狀1601粉質(zhì)粘土褐黃、灰黃、深灰色粉質(zhì)粘土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，硬塑狀122552粉質(zhì)粘土黃色重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土，夾砂壤土薄層，局部互層81503重砂壤土黃色、黃灰色重砂壤土，夾少量重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土薄層，局部互層131201重砂壤土青灰色輕砂壤土，含云母片26120粉質(zhì)粘土灰色粉質(zhì)粘土，夾砂壤土薄層，含碎貝殼，局部互層41051重粉質(zhì)壤土灰色重粉質(zhì)砂壤土與粉質(zhì)粘土互層9110粉質(zhì)粘土棕黃、灰綠色粉質(zhì)粘土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，硬塑狀21300依據(jù)設計要求，砼地連墻需穿過1、2、3、1、2、3、1、等多層土層，并深入層土深度層土0.30.5m。層土為硬塑狀粉質(zhì)粘土，中低壓縮性，土質(zhì)均勻，土層穩(wěn)定，是相對隔水層和地連墻的墻底持力層。地下連續(xù)墻與基坑、太浦河河岸相對位置及地質(zhì)剖面情況見圖1。圖1地下連續(xù)墻施工剖面圖2射水法造墻技術(shù)原理及施工工藝2.1射水法造墻技術(shù)原理射水法建造地下連續(xù)墻技術(shù)由福建省水電廳水利科學研究所于1982年開始研究，經(jīng)過多年的研制和生產(chǎn)性試驗，在80年代中期生產(chǎn)出一代機、二代機、目前研制生產(chǎn)出三代機。研制生產(chǎn)的專利設備射水法造墻機組（二代機組、三代機組）進行砼地下連續(xù)墻的施工在我國江河湖泊的堤防工程中得到了廣泛的應用。該機組由在同一軌道上電動行走的造孔機、砼澆筑機、砼拌和機（三代機配備反循環(huán)砂礫泵抽碴）組成，設備總功率約150180KW。其工作原理是利用水泵及成型器中的射水噴嘴形成高速水流來切割破壞土層結(jié)構(gòu)，水土混合回流，泥砂溢出地面（正循環(huán)）或者用砂礫泵抽吸出槽孔（反循環(huán)），同時利用卷揚機帶動成型器上下往返運動進一步破壞土層并由成型器下沿刀具切割修整孔壁形成具有一定規(guī)格尺寸的槽孔；槽孔由一定濃度的泥漿固壁。溢出或抽吸出的與泥漿混合一起的土、砂、卵石等流入沉淀池，土、砂、卵石沉淀，泥漿水循環(huán)使用。槽孔成型后提起成型器，造孔機電動行走到隔一槽孔位置繼續(xù)造孔，砼澆筑機就位，采用導管法水下砼澆筑建成砼單槽板或鋼筋砼單槽板，并在施工中采用平接技術(shù)建成地下砼連續(xù)墻。墻體厚度按設計要求在220450mm之間調(diào)節(jié)。2.2射水法造墻施工工藝流程射水法施工工藝流程圖3射水法造墻施工主要技術(shù)要點射水法造墻技術(shù)上由造孔技術(shù)和水下砼澆筑技術(shù)兩部分組成，而導管法水下砼澆筑是成熟的一種施工工藝，因此，射水法造墻技術(shù)主要研究對象就是造孔。造孔的關鍵技術(shù)要素有四個破土、固壁（保持孔壁穩(wěn)定）、出碴和槽孔的連接；四個要素相互關聯(lián)，相互制約。3.1破土射水法，其名稱就是源自泥漿水射流破土（以三代機為例），三代機是由單排并列8個垂直向下的噴嘴作為射流破土結(jié)構(gòu)。它的破土能力、破土范圍取決于射流水壓力、噴嘴幾何形狀以及對槽孔底部距離，可根據(jù)土體強度確定水壓力。設備所配水泵的壓力不小于0.4Mpa。3.2固壁施工過程中的孔壁穩(wěn)定是成孔的關鍵。首先是孔壁保護，破土后的絮流靠成型器箱形外殼導流，減小水流對孔壁的破壞，保護孔壁。水流流速對孔壁穩(wěn)定有影響，流速應控制在小于0.2m/s。泥漿固壁利用槽孔內(nèi)泥漿水位高于地下水位及泥漿水比重大于地下水比重形成槽孔內(nèi)對孔壁的壓力達到固壁作用，同時泥漿水向外滲流過程中在孔壁上形成泥漿網(wǎng)膜，增大松散地層的粘聚性，起到護壁作用。因此針對各種地層條件，在造孔過程中確定泥漿的性質(zhì)和質(zhì)量是至關重要的（根據(jù)地層條件用自成泥漿法固壁或提前制備優(yōu)質(zhì)泥漿固壁）。3.3出碴第三代射水法造墻機組出碴是利用水泵及成型器中的射水噴嘴形成高速泥漿水流來切割破壞土層結(jié)構(gòu)，水土混合回流，泥砂溢出地面（正循環(huán)）或用砂礫泵抽吸出孔槽(反循環(huán))，溢出或抽吸出的與泥漿混合一起的土、砂、卵石等流入沉淀池沉淀，泥漿水循環(huán)利用。3.4單、雙號槽孔的連接連續(xù)防滲墻重在“連續(xù)”二字，造孔過程中是由單個槽孔經(jīng)水下砼澆筑形成2m寬的砼單槽板，由多塊砼單槽板連接形成砼連續(xù)防滲墻，因此接縫的連接質(zhì)量是該技術(shù)的主要關鍵點，也就是連續(xù)墻整體防滲效果的關鍵，單槽板本身結(jié)構(gòu)不管是砼，塑性砼或其他材料均能達到某一抗?jié)B指標，接縫的質(zhì)量才是關鍵，這也是其它任何一種連續(xù)墻施工工藝所共同存在的技術(shù)問題。射水法造墻技術(shù)采用的是平接技術(shù)也就是在同一軸線端側(cè)面實現(xiàn)平面對接，射水法是在整體放樣后先施工1、3、5號單序孔，在單序孔的砼槽板初凝后(一般24h)