松花江水中承台井点降水施工总结.doc

松花江汊河大桥水中承台轻型井点降水施工技术总结 【内容提要】松花江汊河大桥10#-15#墩承台设计底标高位于施工正常水位以下约3m，最深处12#墩承台达到4m，承台开挖时，地质出现了流砂涌泥现象，先期采用了沉井施工，未达到预期效果，后经计算及现场实际等情况综合考虑，采用了轻型井点降水法，取得良好的效果。【关 键 词】井点降水 原理 施工 技术 松花江汊河特大桥全长769.1m ，共19孔，每孔40m，在枯水期11#-14#墩位于水中，钻孔桩采用了筑岛围堰方法施工。在施工14#左幅承台基坑开挖时，基底不断有流砂涌泥现象，决定采用薄壁轻型沉井方法，但此时进入8月，黑龙江省雨季开始，从8月8日松花江水位开始不断上涨，从涨前水位标高111.611m涨至最高水位标高116.466m，采用沉井施工时，在下沉约4m时受洪水侵袭，由于迎水面受水流冲击力较大，迫使沉井在下沉过程中重心偏移，在4天里整个沉井被子松花江水吞蚀。施工进入瘫痪状态。针对现场实际情况，项目部立即组织召集全体技术人员研究水中承台实施方案，通过计算土的渗透系数和实际地下水位高度，均符合井点降水施工要求，故在12#右幅承台采用轻型井点施工方法。1.井点法排水原理1.1轻型井点抽吸系统1.2轻型井点排水原理排水原理：开动抽吸设备后，地下水经滤管、井管、集水管进入过滤箱到集水箱，在集水箱内将吸上来的水与空气分离，空气进入真空泵被吸出，水进入离心泵后被排出。集水箱中设有浮筒，自动调节箱内水与气的平衡。在水量增加时，浮筒上升将通往真空泵的通路堵塞，避免水吸入真空泵内；当空气量增加，水量减少时，浮筒下落，打开通道度真空泵继续抽气。离心水泵的排水量则用水阀调节进水量与排水量平衡。在集水箱排气管与真空泵间，设有气水分离器，确保水不致进入真空泵内。真空泵的冷却设备是用一台小离心泵将热水从真空泵中引出，进入冷却箱再流入集水箱内受蛇形管冷却后，回到真空泵内循环使用。2.轻型井点施工布置根据现场抽水试验资料和其它已施工的类似工程的经验数据，本工程井点管采用双侧布置成环形，12#墩右幅承台通过计算共设井点12个，其井点管间距1.6m，滤管顶端设置在基底以下1.5m处，井管长7m（包括2m滤水管），为达到最佳降水效果，各井管滤管顶管设置在同一高程处，为充分利用泵的抽吸能力，集水总管标高控制在地下水位线处，且沿抽水水流方向设有0.3%的上仰坡度，保持水泵中心与总管齐平。在地下水下游方向，留出一段不予封闭，环形井点布置见图3：123451-集水总管 2-井点管 3-抽水设备 4-基坑 5-挖掘机出入口图3 环型井点布置图 3.轻型井点降水设备根据井点法施工要求和现场实际情况，我们配备了以下降水设备，见表1表1 井点降水主要设备表名称规格单位数量附注钻机黄河-15台1真空泵排水量80m3/h台2包括电机，另一台备用离心泵台2包括电机，另一台备用集水箱个1气水分离器个1滤管50mmm200井管50mmm750集水管110mmm100真空表只2压力表只1其中井点降水设备分管路部分和抽水部分。3.1管路部分管路部分包括滤管、井管和集水总管。3.1.1滤管滤管我们采用了50mm、长2m的无缝钢管，滤管的滤孔直径19mm，孔距30mm。对滤管外防滤设施具体采用以下做法：用3.2mm铁丝缠绕成螺旋形，间距2cm，外包2层尼龙窗纱，用1.6mm的铁丝缠绕捆扎，间距2cm，再用2层棕皮包扎，用3.2mm铁丝捆扎，为防止抽水时泥砂吸入管内，滤管顶端设置管帽。3.1.2井点管井点管直径与滤管相同，材料也为无缝钢管，井点管上接集水总管，下接滤管，两者之间用螺丝套管连接。井点管的埋设深度Ha（见图4）可按以下公式计算：Ha=h1+h2+h+L+r/m式中：Ha井点的水泵轴至井点滤管底的深度，m；h1井点的水泵轴至未抽水前的地下水位的高度，m；h2原地下水位至基坑底的高度，m；r基坑底中心至井点管中心的距离，m；m井点抽水后的水力坡降线的坡比，可用10-15；h抽水后的地下水位距基坑底面的安全深度，一般为0.5-1.0m；L滤管长度，m。经公式计算和现场抽水试验资料及经验数据，确定12#右幅承台井点管埋深Ha =7m。3.1.3集水总管集水总管用110mm无缝钢管制成，依据承台基坑大小确定其长度，承台尺寸为8.43.22m，基坑按1：1放坡，开挖基坑周长为40，故集水总管做成70m，按井点管距离焊装接头短管，以胶管将井管与接头管连接，用夹箍夹紧。3.2抽水部分抽水部分包括真空泵、集水箱、离心泵、气水分离器及连接管等仪表。4.轻型井点法的施工12#墩右幅承台设计底标高为108.725m，施工时地下水位标高为111.611m，需降水深度达3m，施工前对场地进行排水规划，所有管道沟渫合理布局，保证不妨碍工地正常交通。施工中严格注意了井点降水工作一经开始，就要不间断地进行，否则一是井点滤管容易被堵塞，二是一旦停止抽水，水面即刻恢复到原水位线上，已开挖完毕的基坑就会进水，严重的时还会倒塌。因此，在施工过程中，为保证施工顺利进行，施工现场所用机械、电源设备均保持完好，且真空泵、离心泵留有足够数量以备用，抽水工作直至混凝土浇注完毕，拆模并回填土后才可停泵。4.1钻孔与埋设井管本工程采用黄河钻机进行钻孔，孔深8m，比井管深1m，成孔后将井点管插入孔中，为防止孔四周坍塌，采用粗砂进行回填，在距地面1.5m内，改用粘土封口，以防漏气。4.2连接井点管与集水管将已经插入土中的井点管上端用橡胶软管与集水管的连接管头联接起来，并用铁夹箍紧，接头处不得漏气。4.3连接抽水系统将集水管的三通与已经组装完成的抽水系统连接在一起。在进行抽水工序前，详细检查各接头，如发现有漏气现象，立即查明原因，或重新组装直至整个抽吸系统达到严密不漏气。4.4开动抽水系统抽水检查各部分管路及设备合格后，方可开动真空泵，开动后，集水箱内部形成部分真空，当真空表指示400mmHg左右时，地下水开始从滤管吸入集水箱，开动离心泵，将水及时排出。排水时及时调节出水阀，使集水箱内吸水的水量平衡。当真空表升至600mmHg时，表示排水量与地下水涌入量达到平衡。经过约4个小时的降水过程，12#墩右幅承台水位降到预期效果，一次降水成功，施工顺利进行，各项技术指标均符合设计要求，11#-13#墩承台均采用此施工方法。在整个降水施工过程中，我们对每次降水都进行了全程监控，对施工中发生的一些问题需特别注意，现总结归纳如下：抽吸设备开动前，必须将所有进出口的各种阀门关闭，达到一定的真空度之后，再慢慢开启进水阀（以便地下水进入）。抽水初期所排出的水会一般会夹带一部分细砂，待滤管四周形成了倒滤层之后，水可变为清水，但网孔眼过大或抽水泵水量过大，砂粒仍会不料抽出来，此时，可将水管阀关小来调整。如发现真空度不够，出水量很少。造成此现象通常有两方面原因：抽水方面和管道方面。具体操作方法如下：关闭进水管的总阀，则真空度上升至600mmHg以上。如真空度仍停在低真空不动，则判断是抽水系统原因，否则为管道部分漏气造成的。4.5拔管降水达到所要求水位线时，即可进行承台基坑开挖，此时抽水工作继续，承台施工时备足够的机械、人员，现场设有专人指挥总体部署，从立模、绑扎钢筋、浇注砼、养生直到拆模，经现场监理工程师检验认可，进行土方回填后，方可进行拔管工作：拆除连接管，用PY16T吊车将井管拔出，所留孔洞用砂或土填塞。各种施工机械设备均进行维修整理，滤管拆开清洗，重新组装备用。5结束语复杂的地质、水文条件下水中承台施工，运用技术可行性和经济合现性是十分必要的，松花江汊河大桥水中承台通过井点法施工，克服了流砂等不良条件的影响，施工效果好，速度快，工期大大提高，为墩柱的顺利开展提供了有利条件，此施工方法可在同地质条件下桥梁建设中提供借鉴之处。【参考文献】桥涵 交通部第一公路工程总公司 人民交通出版社