浅谈大管径给水管道的地基处理方法

　　1.项目简介

 

　　广州市西江引水工程设计规模350万m3/d。工程位于广州市与佛山市境内，本工程自佛山市三水区西江思贤滘下陈村附近的西江取水，经下陈取水泵站增压后，通过2*DN3600管道输至鸦岗配水泵站，原水通过鸦岗配水泵站分配提升，通过管道输至广州市西部白云区的江村水厂（40万m3/d）、石门水厂（80万m3/d）和西村水厂（100万m3/d）。

 

　　输水管道干线全长约47.09km，输水主干线管径为2*DN3600，在穿越大型交通枢纽且采用盾构穿越时，其管径采用1*DN4800：输水管道主管材为预应力钢筒混凝土管，管线穿越障碍采用钢管。沿途将穿越的特殊地层包括：淤泥、流沙、河道、地下水层等。

 

　　2.大管径给水管道的地基处理方法

 

　　管道基础处理，按设计图纸要求，按不同地质情况，作不同方式处理。

 

　　2.1天然地基

 

　　对于管底土质较好的区段，采用天然地基。一为普通形式，当管底原状土层为较硬岩层时，在普通形式以下再多加500mm厚1：1砂石垫层，以减少不同区段之间由于地质差异引起的不均匀沉降.

 

　　2.2淤泥

 

　　在遇到地下淤泥层时，我们的做法通常是采用挖除法或者换填法，由于管径较大，基坑较深，所以一般在厚度不是很大的淤泥层，淤泥层挖完了还没有挖到基坑底部，这时我们只需要按正常的挖土作业进行，在基坑两边打上拉森钢板桩止水，同时防止基坑外部分的淤泥流入基坑范围即可；如果淤泥层的厚度大于挖土深度的话，我们将视情况比较采用换填法还是抛石挤淤法对基坑底部进行处理。

 

　　2.3流沙

 

　　在流沙地基段，我们的做法是现在基坑范围打设拉森钢板桩止水，然后在基坑底进行混凝土灌注桩的施工加固基坑底面的做法。

 

　　2.3.1拉森钢板桩

 

　　2.3.1.1在拼接钢板桩时，两端钢板桩要对正顶紧夹持于牢固的夹具内施焊，要求两钢板桩端头间缝隙不大于3mm，断面上的错位不大于2mm，使用新钢板桩时，要有其机械性能和化学成份的出厂证明文件，并详细丈量尺寸，检验是否符合要求。

 

　　2.3.1.2对组拼的钢板桩两端要平齐，误差不大于3mm，钢板桩组上下一致，误差不大于30mm，全部的锁口均要涂防水混合材料，使锁口嵌缝严密。

 

　　2.3.1.3为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，并且基坑周边的钢板数要均分，为保证桩身垂直，于第一组钢板桩设固定于基坑支撑上的导向木，顺导向木下插，使第一组钢板桩桩身垂直，由于钢板桩桩组上下宽度不完全一致，锁口间隙也不完全一致，桩身仍有可能倾斜，在施工中加强测量工作，发现倾斜，及时调整，使每组钢板桩在顺基坑周边方向及其垂直方向的倾斜度均不大于5‰，同时为了使基坑周边能为钢板桩数所均分，事先在围堰图纸上按钢板桩组的实际宽度画出各组钢板桩的位置，使宽度误差分散，并在插桩时，据此调整钢板桩的平面位置，使误差不大于±15mm。在无法顺利合拢时，则根据合拢口的实际尺寸制造异形钢板桩合拢。但要控制异形钢板桩上下宽度之差不超过桩长的2%。

 

　　2.3.1.4在使用拼接接长的钢板桩时，钢板桩的拼接接头不能在围堰的同一断面上，而且相邻桩的接头上下错开至少2m，所以，在组拼钢板桩时要预先配桩，在运输、存放时，按插桩顺利堆码，插桩时按规定的顺序吊插。

 

　　2.3.1.5在进行钢板桩的插打时，当钢板桩的垂直度较好，一次将桩打到要求深度，当垂直度较差时，要分两次进行施打，即先将所有的桩打入约一半深度后，再第二次打到要求的深度。

 

　　2.3.1.6打桩时必须在桩顶安装桩帽，以免桩顶破坏，切忌锤击过猛，以免桩尖弯卷，造成拔桩困难。

 

　　2.3.2混凝土灌注桩

 

　　2.3.2.1锤击沉管灌注桩沉管施工和振动沉管灌注桩沉管施工时桩机所处地面平整度必须符合要求，并采取有效措施防止地面突然塌陷和产生不均匀沉降，并且避免在夜间施工，把噪声控制在允许范围内；

 

　　2.3.2.2冲击成孔一定要防止钻孔塌陷，清孔冲击清孔要注意尽可能把孔渣清理干净。

 

　　2.3.2.3水下混凝土首次灌注时混凝土液面要高于管底2～6米，灌注管随灌注液面标高升高而逐渐升高，灌注液面要始终高于灌注管底1米以上，灌注后要及时清理顶面浮浆。

 

　　2.3.2.1沉管起拔：

 

　　2.3.2.1.1配有钢筋笼的沉管，在放置钢筋笼前，应先灌注部分混凝土至笼底高程，放置钢筋笼后再灌注混凝土至桩顶；

 

　　2.3.2.1.2分段起拔沉管时，前一段拔管高度应能容纳下一段灌人的混凝土量；

 

　　2.3.2.1.3采用倒打拔管法时，在管底未拔到桩顶高程前，倒打和轻击不得中断。

 

　　2.3.3混凝土止水

 

　　在安装管道的过程中，有一段基坑边突然出现基坑外流沙从钢板桩上穿钢缆绳的小洞加速流进基坑的情况，瞬间就造成了基坑外形成了一个十几方的大洞，随时有可能造成基坑塌陷的情况出现，我们随即采取敲开水泥路面一个洞，灌入加了快干快硬的混凝土，对基坑外进行止水的方法，然后快速安装管道并回填，避免基坑对地层造成长时间的影响。

 

　　2.4河道

 

　　在管道需要通过河道处，我们采取的施工方法是土袋围堰施工的方法。

 

　　2.4.2堆码土袋，应自上游开始至下游合龙。上下层和内外层的土袋均应相互错缝，尽量堆码密实、平稳。

 

　　2.4.3筑堰前，必须将筑堰部位河床之上的杂物、石块及树根等清除干净。堰顶宽可为1？2m，机械挖基时不宜小于3m。内坡脚与基坑边的距离不小于lrn。

 

　　2.5地下水层

 

　　在基坑底部穿过地下水层时，我们对地基的处理方法是采用适当的降排水措施。

 

　　2.5.1明沟、集水井排水

 

　　2.5.1.1在基坑四角或每隔30～50m设置集水并，使基坑渗出的水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将水排出基坑外。

 

　　2.5.1.2明沟、集水井排水，视水量多少，连续或间断抽氷，直至基础施工完毕、回填土为止。

 

　　2.5.2井点降水

 

　　2.5.2.1工程虽然挖深不够6米，但由于基坑宽度达到6米，所以采用双排井点，布置在基坑（槽）的两侧。

 

　　2.5.2.2轻型井点采用金属管，井管距坑壁不应小于1.0？1.5m（距离太小易漏气）。井点间距一般为0.8？1.6m。集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25%？0.5%的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定，但要将滤水管埋入含水层内，并且比挖基坑（沟、槽）底深0.9？1.2m。

 

　　3.结语

 

　　作为一个给水管道的设计工作人员，要时刻牢牢把握好管道施工的方法，努力提高施工质量和施工技术，做好地基处理，打好基础，切实为给水管道建设做一定的贡献。

 

　　参考文献：

 

[1]邢丽贞，给排水管道设计与施工（第2版），化学工业出版社，2013年7月

 

[2]韩平，耿运生，给水管道工程施工措施综述，河北水利水电技术2012年第06期