工程地质与土质

工程地质与土质（精选7篇）

工程地质与土质 篇1

针对高职教学的新形势新任务, 高职教师要调整教学观念和教学方法, 在教学过程中强化实践性教学环节, 突出职业技能训练和技术应用能力的培养, 由片面强调针对性转为注重基础知识学习和适应能力的加强。在教与学的关系上, 体现学生在教学活动过程中的主体地位, 强调学生自主学习能力和创新精神的培养。

工程地质与土质课程的特点是:本课程涉及许多地质学的基本概念和名词术语, 比如矿物、岩石、地质构造、风化作用等;本课程理论与实际联系紧密, 在掌握地质学的基本理论同时, 还必须掌握地质条件对工程建设的影响。在本课程教学过程中, 为了加强学生对基本知识的掌握, 又能培养学生解决实际问题的能力, 所以工程地质与土质课程组教师们注重运用多种教学方法, 有效地调动学生学习的积极性和主动性, 促进学生积极思考, 经过不断的探索和教学经验的积累, 我们总结了以下适合本课程的教学方法。

1 启发互动式教学

启发互动式教学过程是教师经过精心地设计, 将要讲授的内容融入到实际问题的解决之中, 师生相互促动共同来完成学习性工作任务。结合讲解土的物理性质指标内容, 介绍启发互动式教学方法的运用。我们设计本节课的能力目标是测定土的现场干密度, 为评价路基压实质量提供依据。讲授过程中首先介绍基本物理量, 比如密度、含水率和土的比重定义式, 在学生了解基本概念之后, 请同学们分析在土的二相组成条件下, 如何表达干密度和饱和密度的定义式;并进一步结合工程实践分析, 为什么用干密度控制土质填方路基的压实质量;拟定某路段压实标准和最大干密度, 再结合室内试验掌握现场干密度的测定过程, 为评价路基压实质量提供依据。在讲授过程中通过引导将问题摆在学生面前, 使学生明白在学习过程中需要解决的问题, 并让学生对自己的试验结果进行判断, 在解决实际问题的过程中, 学生能够较好地应用相关知识。让学生充分认识到学习本内容的重要性, 激发学生学习的积极性和主动性。

2 六步教学法

六步教学法包括资讯阶段、计划阶段、决策阶段、实施阶段、检查阶段和评价阶段, 下面以土的工程性质部分内容为例介绍这种教学方法的运用。

2.1 资讯过程

某公路填方路基施工现场, 需要对某一土料场进行复查, 检验该料场的土料是否为含砂的低液限黏土。你作为该公路土质填方路基施工现场试验员, 请完成相应的复核工作。

2.2 计划与决策过程

根据已经做好的小组分工, 大家协商实施过程并编写实施方案。

在土料场取代表性土样做筛分试验, 依据土的工程分类判别是否为含砂的细粒土;取土样界限含水率试验, 依据塑性图判断该土是否为低液限黏土;最后综合判断该土料是否符合要求。

2.3 实施过程

(1) 在土料场取代表性土样做筛分试验, 通过筛分数据计算其粒度成分和细粒土百分含量, 依据土的工程分类判别是否为含粗粒的细粒土;再根据砾粒质量和砂粒质量的对比, 即可判定是否为含砂的细粒土。

(2) 取筛底土样进行界限含水率试验, 确定该土样的液限和塑限, 然后计算塑性指数, 依据塑性图来判断该土的名称。若试验结果在该图的A线之上, B线的左侧, Ip=4线的上方时, 判断该土为低液限黏土。

(3) 最后综合判断该土料是否符合要求, 以上两者同时满足者即为含砂的低液限黏土。

2.4 检查阶段

解决实施计划是否完成的问题。在完成设定的学习性工作任务后, 每组的学生对自己进行评价, 还有什么问题需要解决?通过不断地反思和探讨, 学生总结经验和教训不断提高自己。

2.5 评价阶段

四个小组分别推选代表做本次任务完成情况的汇报, 同时也培养了学生的自信心。最后, 由教师对每组学生完成情况进行评价, 指出任务完成的整个过程中存在的问题及改进措施。

3 现场情境式教学

本课程具有很强的实践性, 针对教学内容, 建立了长春郊区 (大屯采石厂、黑嘴子伊通河、净月玫瑰谷附近、长影世纪城附近等) 实习基地。通过现场情境教学对课堂内教学中的基本概念、基础知识和基本技能, 在理论联系实际的野外实践中加以巩固提高。并通过现场教学活动完成在室内不宜进行的教学内容, 增强学生的感性认识, 加强和专业课的联系。促使学生主动学习, 提高学生的实践能力, 培养他们综合分析问题和解决问题的能力, 初步具备从工程技术角度去思考问题的能力, 为以后的工作打下牢固的基础。

4 试验教学法

土工试验是工程地质与土质课程教学的一个重要实践环节, 根据工程需要开设了土的密度、含水率、筛分、界限含水率、击实、承载比等试验项目。我们把基本理论和生产实际结合在一起进行教学任务设计, 比如土质填方路基压实质量检测的学习任务, 包含的基本理论有土的物理指标、土的压实性等内容, 包含的试验项目有土的密度、土的含水率、土的击实试验等。教师在教学过程中主要起启迪和引导的作用, 将学习的主动权交给学生, 提高学生的学习兴趣, 激发学生的学习欲望和潜能。这样的试验教学, 同时培养学生的探索精神、创新意识和解决实际问题的能力。

5 案例教学法

比如讲授不良地质现象时, 选择适当的地质灾害案例应用于教学, 将学生引导到解决实际问题中, 充分调动学生参与的积极性, 然后通过小组讨论, 分别提出解决问题的方案。将理论教学与实际案例有机结合, 使课堂讲解生动清晰, 引发学生思考、分析和探寻地质灾害防治的对策和措施。这种教学方法的运用, 会很好地引导学生思考、分析和探寻问题, 提升学生的综合判断能力。

以上介绍了工程地质与土质课程的主要教学方法, 在以后的教学过程中进一步摸索其他的教学方法, 我们要综合运用各种教学方法, 使他们互相结合, 取长补短。我们课程组教师们将不断提高自身的专业技术水平, 积极参与公路工程设计与施工实践, 进一步探索和推进教学改革, 以培养合格的社会需求的专业技术应用型的高职人才。

参考文献

[1]齐丽云, 杨晓艳.高职《工程地质与土质》课程教学过程设计探讨[J].现代商贸工业, 2013, (05) .

[2]齐丽云, 李晓红, 高职《工程地质与土质》课程教学改革探索[J].现代商贸工业, 2012, (20) .

公路土质路基工程施工探讨 篇2

1 正确选择施工方法

公路土质路基施工方法决定施工质量, 务必要在施工前期仔细选择。国内现行的土质路基施工方法有四种, 分别为机械施工、简易机械施工、人力施工以及爆破施工。

1.1 机械施工

机械施工的技术原理为, 采取科学、先进技术手段, 以施工机械作载体, 实现公路路基的高质量、高效率施工。机械施工是现代公路路基施工的首选方法, 常常应用到一级公路工程以及高速公路工程中。

1.2 简易机械施工

简易机械施工的主要立足点在人力, 机械只是辅助设施, 即, 一种人力施工和简单机械设备施工相结合的施工方法。比起人力施工, 简易机械施工因为应用了简易机械, 所以施工效率比人力施工效率要高, 施工进度也相对较快, 但无法达到机械施工的要求, 只能在一些规模较大、工期较长的公路工程中使用。

1.3 人力施工

人力施工是最传统, 使用时间也最久的一种路基施工方法, 特点是完全手工。该方法的施工效率比较低, 并且难以保证路基施工质量, 施工过程中很容易发生安全事故。现代公路路基施工已经不再广泛应用人力施工技术, 更多的是将其作为施工补充和施工辅助。

1.4 爆破施工

爆破施工技术原理为, 利用爆破手使路基土石松化, 然后推移。有观点认为爆破施工属于机械施工范畴, 只是爆破施工技术的应用范围比较狭窄, 只能在路堑开挖中使用。

2 做好土质路基施工前期的准备工作

公路土质路基施工前期必须做好全方位的准备工作, 以此来保证土质路基施工活动的顺利开展。土质路基施工前期的准备工作主要包括三个部分, 即施工组织准备、施工物资和机械设备准备、施工技术准备。

2.1 施工组织准备

施工组织准备的具体要求为, 结合工程实际情况拟定一套合理的施工计划, 并建立相应的施工队伍与施工管理机制, 确定出公路工程的施工目标。施工组织准备是工程施工前提, 对后期施工活动起着指导作用。

2.2 施工物资和施工机械设备的准备

施工物资主要指土质路基施工所需的施工材料, 必须在施工前期对其做好全面的施工控制。另外, 施工中涉及到的各类机械设备也要筹备完善, 确保施工活动的顺利进行。

2.3 施工技术准备

这里的施工技术主要包括施工测量、施工准备情况复查、现场清理、铺筑试验等相关技术, 是土质路基施工前期必须要完成的工作, 对土质路基施工质量有直接影响。具体做法为:

2.3.1 落实施工测量指检查补测横断面、复测水准点和中线、校对并根据需要增加水准点。需指出的是, 为尽可能满足施工要求, 施工前固定路基平曲线主点和交点同时全面恢复路基中线, 并且在复测路中线过程中根据需要适量加固和加密指示桩, 必要情况下可做断链处理相应调整纵坡或及时查明原因呈报。2.3.2在检查核对路基纵横断面过程中, 应参照已恢复的路中线并严格按照施工规定和预先设计的要求, 清晰标出路堑坡顶、路基边沟和路基用地界桩等路基附属设施的具体位置, 以为路基施工提供指示和参照, 降低出错概率。2.3.3复查施工准备情况指于施工前参考设计文件提供的相关数据参数, 详细勘察施工现场水文和地质状况、地形构造特征和路基的物理力学性能等, 并参照相关标准 (如《公路土工试验规程》) 对勘察结果作出判定, 以为路基工程施工提供技术指导。2.3.4清理施工现场指依法选择性拆除或迁移路基施工区域内影响施工开展的房屋、沟渠、道路和水利电力设施等, 或保护施工区域内的文物古迹, 适当加固施工区三、施工中常见问题及防治措施。

3 公路土质路基施工中的常见问题域防治

公路土质路基施工常常会发生胡乱取土、路堤填筑失误、路基排水不当、压实度达不到要求等施工问题, 影响路基强度和质量。为了解决这些问题, 笔者提出以下几种防治措施:

3.1 胡乱取土问题及其防治

为了防止在路基施工中发生胡乱取土现象, 笔者建议施工技术人员严格按照技术标准施工, 熟练掌握路基取土原则, 树立不胡乱挖取的路基取土意识。另外, 建议施工技术人员按照工程实际情况挖取路基, 正确选用取土方式, 尽可能的考虑到坑内排水、土方运输、路基加宽等技术难题。

3.2 对路堤填筑方法错误或使用填料不当的措施

3.2.1 在施工前认真进行土质调查检测, 作出用土规划, 拟顶合理的调配方案。3.2.2采取正确的填筑施工方案和层次安排, 填筑施工与方案。3.2.3在填筑施工中要加强检查, 发现问题, 及时纠正。

3.3 在水网及水田地区的措施

3.3.1 注意石路基边缘与水道内的高差保持稳定路基所必要的最小值, 从而尽可能的减少路堤高度, 减少占用农田的面积。3.3.2尽可能采取纵向的运土填筑路堤, 避免路侧取土, 否则硬件路旁去土坑表层的种植土妥善保留, 待竣工后, 再将其匀铺与坑底, 以便恢复原有农田。妥善安排施工时间, 争取在晴朗少雨的季节施工, 其计划进度应采取逐段安排推进, 防止全线铺开, 或程序先后倒置。切实加强施工排水工作, 使之保证有效畅通, 特别是雨水排除通道更应加以密切关注。

结束语

综上所述, 公路土质路基施工的重点在施工方法正确选择、施工前期准备以及施工常见问题防治三个方面上, 只有做好了这三方面的管理和控制工作, 路基施工质量才能得到有效提升, 公路工程整体性能才能变得更加完善。在本篇文章中, 笔者着重论述了公路土质路基施工技术, 对施工中可能存在的问题及问题防治措施作了分析, 归纳、总结出了一系列结论, 希望对同行工作有所帮助。

参考文献

[1]李萍, 陶双晓, 徐宪法.浅谈公路路基施工技术要点[J].青海交通科技, 2009, (5) :12-13.

[2]胡峰.关于公路路基施工问题的探讨[J].中国科技博览, 2009, (13) :53-54.

全风化、土质地质带隧洞施工技术 篇3

近年来, 随着开挖技术的不断进步及工程设计中的实际需要, 全风化、土质地质段隧洞为越来越多的工程所采用。对于各类围岩隧洞的施工, 目前已有相当成熟的理论、经验, 但全风化、土质围岩的施工方法还在不断探索中。笔者结合向家坝骨料输送隧洞大塌方处理的成功经验, 对全风化、土质地质带开挖支护施工进行了初步研究和探讨。

1、概述

向家坝骨料输送隧洞全长31km, 是向家坝电站骨料运输的生命线。在隧洞开挖中, 约有100m属于全风化、土质地段, 围岩自稳能力极差, 易塌方, 且有大量渗水, 曾出现过三次大的塌方。通过专家的指导, 施工单位的不断探索, 总结出了一套安全、经济、易操作的施工方案。即“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测、速反馈”的施工原则, 在拱部超前小导管注浆预固结围岩的保护下, 采用三部台阶法进行施工。

2、全风化地质段施工技术

2.1 开挖及钢拱架的安装

围岩自身稳定性差, 在侧压力作用下, 存在边墙坍塌问题。开挖时分为上、下两个坑道进行开挖, 上坑道开挖采用预留核心土, 掏出一个环形槽, 进尺50cm后, 把制作好的拱架顶部及时放置在开挖面;用人工在边墙开挖一个能放置拱脚的槽;把拱脚及时安装并和顶拱用螺丝连接好;再开挖和连接另一侧拱脚, 这样一榀拱架就安装完成了。进行钢支撑加固, 安装锁脚锚杆及连接钢筋φ22@1.0m×1.0m, 然后安装φ8@20×20mm的钢筋网, 并喷砼C20, 厚25cm, 达到设计要求。再按照此方法隔50cm安装下一榀拱架。钢拱架安装时预留5cm~10cm的变形量。

钢拱架制作见图。

2.2 超前小导管施工

2.2.1 工艺原理

在破碎松散岩体中超前钻孔, 打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液, 浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中, 并将其中的空气、水分排出, 使松散破碎体胶结、胶化, 形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体, 从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性;使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体, 在壳体的保护下进行开挖支护施工。

2.2.2 小导管及注浆设计

顶拱150°范围内布设一排超前注浆小导管, 小导管直径为φ32, L=3.5m, 小导管环向间距30cm, 纵向间距1.5m。并要求超前小导管尽可能精细施工, 外插角度10~15°, 外露端与钢支撑爆接牢靠, 形成拱圈受力。压注1:1水泥浆液, 采用4 2 5#普通硅酸盐水泥, 浆液中掺水泥用量3~5%的水玻璃, 以缩短浆液的胶化固结时间, 控制浆液的扩散范围。

2.2.3 施工要点

2.2.3. 1 小导管加工3.5m/根的φ32mm小钢管一端加工成尖锥形, 距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为1 5 c m布设φ8 m m的孔眼4排, 以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。

2.2.3. 2 小导管安设

如岩体松软, 采用Y T-2 8型风动凿岩机直接推送, 如遇夹有坚硬岩石处, 先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。

2.2.3. 3 在施作小导管前应注意:第一, 喷3~5cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙, 为注浆作好准备工作;第二, 准确测量隧洞中心线和高程, 并按设计标出小导管的位置, 误差±15mm;第三, 用线绳定出隧洞中心面, 随时用钢尺检查钻孔或推进小导管的方向, 以控制外插角达到设计的标准;第四, 施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行, 为提前注浆留好作业空间。

2.2.3. 4 注浆

为防止浆液从其他孔眼溢出, 注浆前对所有孔眼安装止浆塞, 注浆顺序从两侧拱脚向拱顶。由于岩体孔隙不均匀, 考虑风镐环形开挖的方便, 同时要达到固结破碎松散岩体的目的, 保证开挖轮廓线外环状岩体的稳定, 形成有一定强度及密实度的壳体, 特别是确保两侧拱脚的注浆密实度和承载力, 采取注浆终压 (0.8~1.2MPa) 和注浆量双控注浆质量, 拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶。通过现场试验确定拱脚终压为1.2 M P a, 拱腰范围为1.0MPa, 拱顶为0.8MPa。注浆时相邻孔眼需间隔开, 不能连续注浆, 以确保固结效果, 又达到控制注浆量的目的。

2.3 挂钢筋

钢筋网片采用φ6圆钢, 除锈处理后按设计加工成网格为200mm×200mm的网片。挂设时网片必须随受喷面的起伏铺设, 与受喷面间留3cm作为保护层, 网片与系统锚杆焊接牢固, 确保喷射混凝土时不移动。

2.4 喷射混凝土

开挖后为缩短围岩的暴露时间, 防止围岩进一步风化, 必须先初喷混凝土3~5cm厚再封闭围岩;待钢拱架及钢筋网安设好后, 再喷混凝土10~12cm°, 最后在下一循环喷射混凝土时分两次喷射至设计厚度。

(1) 采用掺STC型粘稠剂半湿式喷射混凝土工艺, 减小洞内粉尘污染及回弹量。

(2) 喷射前用高压风将岩壁面的粉尘和杂物吹干净, 水泥、粗、细骨料加少量水, 用搅拌机干拌, 水量按水灰比配制混凝土应加入水总量的2 0%;拌好后将干料运至喷射作业点再进行人工拌和, 并按水泥用量的10%掺入粘稠剂。

(3) 喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行, 每段长度为3 m。为加快混凝土强度的增长速度及提高混凝土的喷射效果, 用多盏碘钨灯提高作业环境温度。

(4) 喷头喷射方向与岩面偏角小于10°, 夹角为4 5°;喷头至受喷面距离在0.6~1.0m之间, 喷头呈螺旋形均匀缓慢移动, 一般绕圈直径在0.4 m为宜。

2.5 监控量测

初期支护完成后, 在拱顶、拱脚及边墙的内轨顶面标高处埋设测点进行拱顶下沉和水平收敛量测。测试元件用φ1 2圆钢加工而成, 每根元件长25cm, 锚入初期支护体20cm, 外露5cm, 以防震动影响量测结果。量测点每隔5m布设1组。量测频率开始6h观测1次, 然后根据变形量的减小而减小量测频率, 即1 2 h、2 4 h、4 8 h、7 2 h、1 6 8 h, 根据量测结果及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等, 便于指导施工, 确保施工安全。

3、土质地质带施工技术

土质地质段施工方法与全风化地质段施工方法大致一样, 只是在超前支护中采用超前锚杆代替超前小导管。

超前小导管是隔一定间距将管体带有梅花形孔洞的钢管插入围岩钻施孔中, 并在一定压力下向管中注入水泥浆液, 水泥浆液通过管体孔洞进入围岩, 并将钢管与围岩钻孔间裂隙及围岩裂隙填满, 主要作用是超前支护并加固围岩, 这在许多工程中取得了很大成功。但在土体中采用超前小导管, 由于灌浆压力不够, 土质相对均匀, 无明显裂隙, 水泥浆不能进入土体中, 也就无法起到加固土体的作用。因此, 小导管只能起到纵向梁的作用, 并且存在施工工艺复杂、成本高, 施工时间偏长等缺点, 而对于土洞开挖, 围岩暴露后要求尽可能地缩短超前支护时间, 以便及时封闭成拱, 减少边顶拱松弛。

通过技术、经济综合分析与比较, 笔者建议:在土质围岩洞挖支护施工中, 用超前锚杆取代超前注浆小导管。

4、全风化、土质地质带施工中应注意的问题

4.1 开挖时, 严格按“预留核心土、分部开挖、及时安装拱架”的原则进行。

4.2 开挖面及时封闭的问题:在软弱围岩中, 开挖面及时封闭是成功的关键, 许多工程实践都充分证明了这一点。在任何情况下, 使隧洞在最短时间内封闭, 是极为重要的, 因此, 必须尽可能简化一次支护施工工序, 并作好支护前的一切准备工作, 缩短围岩暴露时间, 这一点在土质地质带开挖中尤为重要。

4.3 隧洞塌方施工中, 水的处理是一个重要环节, 应通过“截、排、引”等多种手段将地表水和围岩水引排至施工区以外, 为围岩的稳定创造有利条件。

4.4 应及时组织人员, 配备足够的设备和材料快速通过塌方地段。

摘要：在隧洞开挖施工中, 全风化、土质地质带容易引起塌方, 难于处理。在向家坝骨料输送隧洞大塌方处理中, 遵循“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测、速反馈”的施工原则, 成功探索出了一套安全、经济的施工技术, 对同类工程施工具有一定的指导意义。

工程地质与土质 篇4

1 工程简介

国道208线改建工程金家湾到秀女河段第二合同段(K9+000～K20+000)路基按双向四车道一级公路标准进行设计,计算行车速度80 km/h,路基宽24.5 m。路面(除收费广场采用水泥混凝土路面外)采用沥青混凝土路面。汽车荷载等级为公路—Ⅰ级。在K14+000～K20+000段路基处于平原微丘区,设计填高平均不足1 m,设计文件要求填土高度小于80 cm的地段需反挖到路床底面,然后将反挖土回填压实达到路床压实度标准要求的96%。

2 施工方法

2.1 测量放样及原地基临时排水及清表处理

对设计院交点的全线导线点及水准点进行闭合附合测量,确保测量精度的前提下对路基进行原地面复测和路基中线、坡角线、占地线测量放样。在占地线范围地表内开挖纵向临时水沟,并尽量与设计排水系统相结合,纵向沟挖出土方培在沟外侧作土埂,可以阻挡路基外侧地表水排入路基基底。路基基底,纵向沟应将水引至原有沟渠排出。路基用地范围内的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐挖根,并将地表土予以清除,清除的地表土运至指定地点集中堆放,不得污染环境。在反挖回填路基施工中,需要特别重视清表工作的重要性,清表工作尤其要做到彻底干净,因清表不彻底,导致反挖土中含有腐殖土而不能作为回填用土是反挖回填施工中经常出现的问题。在本项目段K16+000～K20+000段位于大同县倍加皂镇,是山西省黄花菜主要产区基地,黄花菜属多年生草本植物,由于宿根生长多年,根系繁茂,扎根较深,原定清表平均20 cm的方案不能彻底清除含大量黄花菜根系的腐殖土,后根据现场实际清表情况,清表厚度变更为平均40 cm,方可保证彻底清除黄花菜根系的腐殖土。

2.2 反挖路基施工

在彻底清除原地基腐殖土后,用挖掘机对路基进行反挖施工。由于本项目土路基顶宽度为27.8 m,反挖基底即路床基底宽度达30.2 m,路基宽度较宽,反挖施工按半幅施工方法,用挖掘机将反挖部分一次性挖掘到位,挖出的土方堆放到未开挖的半幅。反挖施工中注意以下几点:1)反挖施工前应先用全站仪及水准仪对路基进行测量放线并设置控制桩位,以精确确定路基开挖线形及深度。2)反挖断面矩形,底宽应为路床底面宽度,即:B=B1+h1×i×2+b2×2。其中,B为反挖基底宽度;B1为土路基顶面设计宽度;h1为土路基顶面至反挖底面高度;i为路基设计边坡坡度,一般为1.5;b2为每侧宽填宽度,一般取0.3 m～0.5 m。3)反挖到路床底标高终止时,应考虑压实而产生的下沉量,通过反挖试验段确定下沉量数值,避免超挖引起回填工程量增大,且在基底土质出现变化时要重新做试验段确定下沉量。本项目在土质为低液限粘土和砂性土,运用自重22 t激振力60 t的振动压路机通过4遍大振,2遍小振,1遍静压封面使开挖后路槽达到94%以上压实度后测量两种不同土质基底所产生的下沉量平均数值分别为11 cm和8 cm,仅供大家参考,具体数值以具体土质情况做试验段得出的成果确定。4)每反挖进行长度大于100 m时,及时进行反挖路槽的整平碾压工作,一般开挖后的原状土含水量比较接近最佳含水量,容易碾压。当日开挖的路槽当时必须进行碾压工作,保证天然土的含水量不受损失。5)由于半幅施工,在进行另一半幅反挖时,要保证中线部分开挖适当超出已回填完的半幅,以保证反挖的彻底,不得在路基中间留下未进行反挖处理的原状土。

2.3 回填施工

路槽反挖后回填施工应按照以下要求进行:1)做好分层回填工作,合理确定分层回填厚度,保证路基的压实厚度及平整度等指标符合规范要求。本项目回填路床共计厚度为80 cm,通过试验段确定填土虚铺厚度可达30 cm,所以确定以压实厚度为0.2 m+0.2 m+0.2 m+0.2 m的分层方案来回填压实。2)在反挖路槽基底压实度等各项指标达到设计要求后,及时进行回填施工,使反挖回填工序形成一个连续的整体,尽量避免反挖后路槽基坑受雨水浸泡,也要尽量减少反挖后基底及反挖原状土含水量的损失。若回填土含水量小于最佳含水量,则应补充水分至最佳含水量,若含水量偏大,则应进行适度晾晒,保证回填土在最佳含水量下进行碾压。3)回填压实路基宽度不应小于路基设计宽度,应大于设计宽度每侧加宽0.3 m～0.5 m,反挖宽度大于路基设计宽度加上两侧加宽宽度时,应按反挖全宽进行回填施工,不得留下空缺部分,保证路基整体稳定性。4)反挖土为天然密实方,回填土为压实方,所以开挖1.16 m3方只能回填1 m3压实方,每开挖1 m3天然密实尚需借土0.138 m3,在反挖回填同时需要做好借土填方取土场的各项工作。5)由于半幅施工,在进行另一半幅回填时,做好中线部分搭接工作,保证路基压实的整体性。6)性质不同的填料,应水平分层,分段填筑,分层压实。同一水平层路基和全宽应采用同一种填料,不得混合填筑。每种填料的填筑层压实后的连续厚度不宜小于50 cm,填筑路床最后一层时,压实后的厚度应不小于10 cm。7)潮湿或冻融敏感性小的填料应填筑在路基上层,强度较小的填料应填筑在路基下层。在有地下水地段或临水路基范围内,宜填筑透水性好的填料。8)在透水性不好的压实层上填筑透水性好的填料前,应在其表面设2%～4%的双向横坡,并采取相应的防水措施。不得在由透水性较好的填料所填筑的路堤边坡上覆盖透水性不好的填料。9)应从最低处起分层填筑,逐层压实。相邻接头部位如不能交替填筑,则先填路段,应按1∶1坡度分层留台阶,如能交替填筑,则应分层相互交替搭接,搭接长度不小于2 m。10)压实度检测以灌砂法为主,取土样的底面位置为每一压实层底部,当试样的最大粒径小于15 mm、测定层的厚度不超过150 mm时,宜采用100 mm的小型灌砂筒测试;当试样的最大粒径不小于15 mm,但不大于40 mm,测定层的厚度超过150 mm,但不超过200 mm时,应用150 mm的大型灌砂筒进行压实度测量。本项目由于压实厚度平均为20 cm,所以用150 mm的大型灌砂筒进行压实度测量。检测频率为每1 000 m2至少检验2点,不足1 000 m2时检验2点,必要时可根据需要增加检验点。11)路基填筑至设计标高并整修完成后,其施工质量应符合表1。

3 结语

低填方土质路基工程施工中反挖回填施工方法,是一种与路基挖方与利用方施工工序基本相同的施工方法,但又与路基挖方与利用方施工方法不完全相同,在实际施工中,需要我们施工技术人员不断分析问题,总结经验,做好施工过程的各项工作,才能在保证工程施工安全、质量、进度、成本等各项指标的前提下顺利完成施工任务。

摘要：结合国道208线改建工程某合同段路基反挖回填工程施工实例,介绍了低填方土质路基反挖回填施工方法,并总结了一些技术要点,为推广该施工方法在路基工程中的应用奠定了基础。

关键词：路基,反挖回填施工,压实度

参考文献

工程地质与土质 篇5

1 工程概况

江苏宝通镍业厂区位于江苏省连云港市徐圩镇内,距海边约500m。场地地貌单元为海积平原,原为晒盐场。连铸机旋流池由圆形水池和方形配电房、水泵房组合在一起,全布置在±0.000m以下圆形水池外径9.4m,底板标高-15.700m。方形水泵房地下2层、底板标高-9.600m(见图1,2),采用桩基础。虽然基坑面积不大,但基坑全部处于淤泥土内,周围有厂房基础及其他设备基础同时施工且距离近,给工程实施带来较大难度。

2 工程地质及水文条件

2.1 工程地质条件

本工程在勘探深度范围内,场地内上部土层以人工堆积的表土、第四纪全新世海相沉积的②～③层新近沉积的黏土及淤泥。④～⑥层为粉土、粉砂和软～可塑状黏性土为主的一般沉积土,⑦层粉细砂及以下土层为第四纪晚更新世老堆积土(Q3)。基坑支护设计详细土层如表1所示。

2.2 水文地质条件

本工程地下含水层为淤泥以上的①～②土层,其下各含水层均为承压水,⑥、⑦层粉土承压水位标高-17.000m左右,承压水对本工程基础施工无影响对本工程施工有影响的潜水含水层主要为②层黏土,其所含地下水类型为孔隙潜水,主要受大气降水补给,以蒸发为主要排泄方式。潜水地下水位随季节变迁略有变化,地下稳定水位平均标高2.100～2.800m。

3 基坑支护设计

3.1 工程特点及难点

分析工程特点和难点是进行工程实施和基坑支护形式选取的首要条件。本工程主要的特点及难点如下

1)③层淤泥为流塑,有臭味,富含有机质,韧性低,场区普遍分布,厚度13.50～16.00m,平均14.31m;层底标高:-14.590～-13.130m,平均-13.790m;层底埋深:15.70～18.50m,平均16.70m开挖范围内的③层淤泥软弱易变形;对支护要求高

2)项目规模不大,项目整体上为全地下结构,且处于淤泥层中,施工难度大

3)圆形区域基底标高-15.700m,方形区域基础-9.600m,两侧基础高差为6.1m狭小空间内存在3个相对高差,对支护桩及支撑体系的布置要求较高

4)基坑周边紧邻厂房基础及其他设备基础同时施工,对周边影响大,必须控制好基坑的位移。

5)根据以往该地区工程经验,类似项目多采用沉井施工技术。但由于本工程外形方圆联体,且圆形部分与方形部分标高不一致;同时,沉井作业会对周围建(构)筑物位移控制带来很大难度,因此无法采用沉井施工技术。

3.2 基坑支护形式选取

综合考虑地质、环境、挖深等因素,本着“安全可靠,经济合理,技术可行,方便施工”的原则,确定本基坑的支护方案如下:圆形区域采用φ1000mm@1 200mm钻孔灌注桩+4道钢筋混凝土支撑支护;矩形区域采用φ1000mm@1 200mm钻孔灌注桩+2道钢筋混凝土支撑支护;两侧高差区域采用φ1000mm@1200mm钻孔灌注桩+2道钢筋混凝土支撑支护;灌注桩外侧采用φ500mm@350mm单轴水泥土搅拌桩形成闭合的止水挡土帷幕,防止淤泥从灌注桩间流入基坑内。如图3～6所示。

3.3 支护结构设计分析

3.3.1 围护结构

钻孔灌注桩沿旋流池外围布置,同时在圆形区域与方形区域之间布置1排灌注桩

3.3.2 支撑体系

第1,2道支撑为两侧角撑,中部为对撑,圆形区域第3,4道支撑均为角撑,其中一侧角撑支撑于中部灌注桩上。根据开挖深度不同,对各个剖面进行具体分析如下。

1)方形区域此段自然地面标高-2.700m,基底标高-9.600m,挖深6.9m,淤泥土底部约15.4m。设计第1道支撑梁位于冠梁层,中心标高为-3.100m;第2道支撑位于底板上部,支撑中心标高为-6.700m(见图7)

设计采用φ1 000mm@1 200mm钻孔灌注。根据理正深基坑软件计算所得:基坑开挖到底后,桩身最大弯矩为1 574.17 kN·m,桩身最大位移为35.62mm设计桩身混凝土强度为C30,实际选配(HRB400)24φ25钢筋同时采用瑞典条分法进行整体稳定性验算,整体稳定安全系数Ks=2.555,满足规范要求

2)圆形区域此段自然地面标高-2.700m,基底标高-15.700m,挖深为13.0m,淤泥土底部约15.4m。设计第1道支撑梁位于冠梁层,中心标高为-3.100m;第2道支撑中心标高为-6.700m;第3道支撑中心标高为-9.900m,第4道支撑位于底板上部,中心标高为-12.900m。此4道支撑均布置在主体结构外侧,避免换撑、拆撑的工况,为地下结构施工节省时间(见图8)。

设计采用φ1000mm@1 200mm钻孔灌注桩。根据理正深基坑软件计算所得:基坑开挖到底后,桩身最大弯矩为2 207.10kN·m,桩身最大位移为50.33mm设计桩身混凝土强度为C30,实际选配(HRB400)28φ28钢筋采用瑞典条分法进行整体稳定性验算,整体稳定安全系数Ks=1.608,满足规范要求

3)高差6.1m处此段为圆形区域与方形区域之间,两侧高差6.1m。设计第1道支撑中心标高为-9.900m,第2道支撑位于底板上部,中心标高为-12.900m。此两道支撑均布置在主体结构外侧,避免了换撑、拆撑的工况,为地下结构的施工节省时间(见图9)

设计采用φ1 000@1 200mm钻孔灌注桩。根据理正深基坑软件计算所得:基坑开挖到底后,桩身最大弯矩为1 319.21kN.m,桩身最大位移为50.33mm。设计桩身混凝土强度为C30,实际选配(HRB400) 28φ28钢筋。采用瑞典条分法进行整体稳定性验算,整体稳定安全系数Ks=1.569,满足规范要求。

4 施工情况简述

本基坑工程施工顺序为:钻孔灌注桩、深搅桩、冠梁及第1道水平支撑、土方挖至-7.1 m→施工第2道水平支撑及腰梁、土方挖至-10.3m施工→第3道水平支撑及腰梁、土方挖至-13.3m→施工第4道水平支撑及腰梁、土方挖至-15.7m后开始结构施工。工程自2014年9月15日开始,2015年1月20日结束。

钻孔灌注桩采用泥浆护壁正循环回旋钻机,泥浆比重为2.0～2.4,考虑到土体含水量高,帷幕桩采用粉喷深搅桩且配置高压料罐,特制的料罐最高承压能力由5MPa提高至8MPa,以保证深部喷粉量达到设计要求。开挖过程用集水井排水,用长臂挖机取土

5 监测结果分析

在基坑开挖及后续施工过程中,加强对基坑支护结构和周边环境的监测,可以及时发现不稳定因素,掌握基坑围护结构的安全性,了解基坑开挖对周围环境的影响,为信息化施工和优化设计提供依据。

本次共选取6个桩顶水平位移监测点,由监测结果可知:圆形区域监测点(CJ1、CJ2)最大位移量为52.11,49.47mm;方形区域监测点(CJ3、CJ4)最大位移量为31.30,33.01 mm;高差处监测点(CJ5、CJ6)最大位移量为24.96,26.08mm。通过对比监测值与计算值发现,实际位移量与计算结果基本一致,仅有CJ1超出计算值1.78mm。表明计算模型基本可以反映实际情况,也为类似基坑工程设计提供经验。

6 结语

深厚淤泥土质的超深基坑对于基坑支护结构的稳定性提出了更高要求

通过对连云港江苏宝通镍业有限公司不锈钢连铸机旋流池基坑支护工程设计、施工、监测情况的分析表明:采用钻孔灌注桩+钢筋混凝土支撑支护形式,可充分发挥钻孔灌注桩抗弯性能强、适应性强等特点,配合钢筋混凝土支撑体系整体刚度较大、控制变形能力强的优势,能够保证基坑及周边环境的安全。

摘要：通过对连云港宝通镍业不锈钢连铸机旋流池深基坑工程的设计、施工与监测结果,介绍了在沿海深厚淤泥土地区进行深基坑支护设计时的特点及难点,分析了围护桩、桩间挡土方式及对周边环境的影响。

工程地质与土质 篇6

1 工程概况

浙江省海宁市尖新区尖山污水处理厂尾水人工湿地,地处钱塘江海塘围垦区,工程区土质均为砂质粉土,直径0.075～0.25 mm的砂粒占2.0%、直径0.005～0.075 mm的粉粒占90.0%、直径<0.005 mm的黏粒为4.0%,土层渗透系数达2.44×10-4 cm/s。场地浅层地下水属潜水类型,受大气降水与地表水影响显著,勘测期间测得稳定地下水位埋深为0.30～2.40m,稳定水位高程为1.71～3.19 m,地下水位变化幅值为1.0～1.5 m。

该人工湿地总占地面积约为16 667 m2,设有2级潜流人工湿地和1级垂直流人工湿地,分别为A、B、C区,A、B区水位深度为1.6 m,C区水位深度为1.3 m,各级湿地间设有钢筋混凝土布水渠,防渗设计需保证闭水试验合格。

2 主要设计参数

2.1 防渗材料选择

人工湿地的防渗材料必须满足经济环保、防渗可靠、使用寿命长、供应充足等要求。经对黏土、HDPE土工膜、LDPE土工膜及复合土工膜的经济成本及防渗效果进行比较,本工程最终选定了复合土工膜作为主要防渗材料。

复合土工膜主要以PE或PVC膜作为防渗基材,与无纺布复合而成,其防渗性能主要取决于PE或者PVC膜的防渗性能,而无纺土工布则主要起保护作用。复合土工膜已在人工湖、渠道、坝体等工程中得到广泛应用[5,6,7]。

2.2 地基基层设计

砂质粉土层土中水多为自由水,极易振动液化失水,地基承载力低,但失水后固结速度快、强度高、后期固结沉降小。根据其土质特性,基层铺设土工格栅强化地基的承载力,土工格栅采用30 kN的双向拉伸土工格栅。土工格栅上回填土,要求回填土压实平整、无裂缝、无松土,表面无积水、无尖锐杂物,压实系数大于80%。

2.3 防渗结构设计

防渗设计坚持因地制宜、经济可行的原则。湿地的防渗包括场地防渗、构筑物区防渗、护坡防渗(图1),其设计防渗结构主要包括基层、底层复合土工膜层、保护层、上层复合土工膜。基层采用土工格栅加固后回填砂质粉土,回填厚度300 mm,要求压实平整、无裂缝、无松土,表面无积水、无尖锐杂物。底层复合土工膜层是防渗层的关键层,采用800 g/m2的“二布一膜”复合土工膜。“二布”分别是200 g/m2的无纺布,中间为0.4 mm厚的PE膜,渗透率为0。复合土工膜铺设完毕后,其上还需进行其他构筑物的施工,为避免施工过程中硬物刺穿土工膜,需回填400 mm厚砂质粉土层或铺设400 g/m2以上的非织造土工布为保护层。上层复合土工膜主要保证湿地运行过程中保护层的回填土不混入上层填料,同时也有防渗作用。

2.4 护坡及锚固设计

为提高边坡的稳定性,避免阳光直射复合土工膜,同时避免运营期间对边坡复合土工膜造成破坏,需在外表面设计护坡。护坡设计采用钢筋混凝土网格梁,纵横网格间距2 m,形成2 m×2 m的网格,并在网格内填满直径为10 mm的鹅卵石,既加强边坡的稳定性,又能使复合土工膜得到保护。

复合土工膜的锚固方式主要有3种:锚固沟、压条固定、预埋件热焊。锚固沟方式因其形式简单、施工方便,比较常用。锚固沟距离边坡边缘不宜小于800 mm,沟断面应根据锚固形式,结合具体情况加以计算,以不小于800 mm×800 mm为宜。

3 湿地防渗施工

3.1 施工降水

区域地下水位高程较高,防渗工程作业面为开挖后的土层,开挖后的施工作业面与地下水位线间高差不到1.0 m。同时区域地下水位受地表水影响较大,施工遇降水、地表水位抬高等情况时,将严重影响复合土工膜焊接,特别是复合土工膜铺设焊接完毕保护层回填前,遇地下水位抬高挤压土壤中的空气,造成复合土工膜局部凸起,使复合土工膜被拉裂。因此,施工过程中地下水位应在施工作业面2 m以下。

3.2 复合土工膜的施工

施工复合土工膜的工序为:铺设→对正→缝合底层布→清理→焊接→检验→修补→缝合面层。其中焊接工艺是关键,专业性较强。

施工复合土工膜的具体要求如下:1)复合土工膜铺设时横向、纵向均需保持5%的松弛度,使之自然平顺,避免复合土工膜处于张紧状态,影响使用寿命;2)复合土工膜焊缝搭接重合区不小于100 mm,纵、横交错焊缝错开至少500 mm,且焊接区需擦净尘土、水珠,基底保持干燥;3)焊接完成后,首先采用目测法进行检验,若存在褶皱、漏接、烫伤等外观质量的,需进行修补,修补完成后用充气法再次检测。

4 闭水试验效果

闭水试验公式参照《给水排水构筑物工程施工及验收规范》闭水试验公式:

式中,q为渗水量,A1为复合土工膜水平面面积,A2为复合土工膜湿润面面积,E1为初读水位高度,E2为24 h后水位高度,e1为蒸发箱初读水位高度,e2为24 h后蒸发箱初读水位高度。

本工程进行了现场闭水试验,闭水试验数据如表1所示。

从表1中可看出,渗透量分别为5.86 mm/(m2·d)、2.48 mm/(m2·d)和1.77 mm/(m2·d),均小于人工湖要求的防渗量15 mm/(m2·d),设计施工达到预期目的。

5 结语

人工湿地在高渗透性土质上的应用,关键是做好防渗设计,采用土工格栅加固地基,做好复合土工膜核心防渗层及保护层的设计与施工,并在复合土工膜施工质量方面加以控制,加强施工过程中、施工后的土工膜保护,可使人工湿地达到较满意的防渗效果,且防渗工程的整体造价较低。

参考文献

[1]杨立君.垂直流人工湿地用于城市污水处理厂尾水深度处理[J].中国给水排水,2009,25(18):41-43.

[2]李艳红,解庆林,白少云,等.利用人工湿地系统深度处理城市污水尾水[J].环境工程,2006,24(3):86-89.

[3]楼朝刚,陈向昌.人工湿地处理技术在城镇生活污水处理中的应用[J].西南给排水,2013,35(1):1-4.

[4]孙井梅,李阳,李志杰,等.垂直潜流人工湿地净化北方微污染水体试验研究[J].生态环境学报,2012,21(10):1711-1 716.

[5]白凤亭,任兴旺.人工湖工程复合土工膜防渗应用研究[J].水科学与工程技术,2010(2):65-66.

[6]刘文娜.复合土工膜在渠道高填方段堤防防渗中的应用[J].山西建筑,2010,36(36):365-367.

工程地质与土质 篇7

关键词：土质围岩,调压井,安全支护

一、工程概况

刚果 (金) ZONGOⅡ水电站位于刚果 (金) 下刚果省境内, 水电站由拦河坝、泄洪冲沙闸、电站进水口、引水隧洞、调压井、压力管道、厂房及开关站等主要建筑物组成。水电站设计水头105.0m, 总装机3台, 单机容量50MW, 总容量为150MW。

二、土质围岩调压井施工安全支护方案的设计思路

本工程调压井为阻抗式调压井, 主井内径18m, 外径21m, 设计壁厚1.5m, 高74.3m, 原设计调压井结构方案如图1所示。

1.在调压井上游附近设施工支洞, 后期兼作永久交通支洞。在主井开挖前, 施工支洞及调压井下部隧洞段开挖完成, 并在调压井中心先期形成出渣导井。

2.从钻孔地质条件及附近已开挖项目揭露的围岩情况分析, 调压井井口处黏土覆盖层较薄, 开挖面直立性较好;下部全风化砂岩层强度低但不松散, 相对致密, 开挖面直立性也较好, 但在全风化与强风化分界处岩石较为破碎、裂隙较多, 因此存在地下水影响的可能性较大, 即岩土分界处的围岩自身稳定性较差, 在水的作用下强度较低的围岩临空面可能会产生局部崩塌;强风化层岩石强度低, 完整性差;弱风化层岩石强度较高、完整性相对较好。调压井围岩情况见表1。

3. 调压井土质围岩开挖支护方式

经过对沉井法与逆作法的方案对比后, 考虑到沉井法在斜向岩土分界处附近的处理难度、下部爆破开挖对上部悬空井壁稳定的影响, 因此, 采用逆作法分层开挖、分层浇筑混凝土的方式进行土质围岩开挖与支护, 然后再采用常规岩石井挖的方式利用正作法施工剩余部分的岩石井壁。

考虑到调压井临近的已开挖项目全风化土质围岩在开挖后直立性较好的具体情况, 因此, 调压井周边围岩的固结灌浆将在调压井完成后进行。

4. 调压井土质围岩逆作法的施工支护分析

(1) 土质围岩逆作法施工时, 围岩混凝土安全支护厚度的选择

土质围岩施工安全支护厚度在任何情况下, 应使其长细比不得超过下列数值:

对圆形平面井壁的混凝土结构:

对圆形平面井壁的钢筋混凝土:

式中:h—井壁支护厚度;Lb—圆环的换算长度, Lb=1.82r;其中:r—井壁半径。

调压井外半径r=10.5m, 采用钢筋混凝土支护, 最小厚度:h≥0.637m。考虑永临结合, 永久井壁分两次施工, 第一次施工厚度为0.75m, 第二次为0.75m, 其中, 第一次壁厚作为临时支护厚度在后期并入永久井壁厚度中, 剩余井壁结构采用滑模施工方案至井口, 以保证调压井结构的整体性及外观质量不受影响。

(2) 调压井土质围岩逆作法井壁支护竖向稳定分析

如果使井壁施工支护结构体不产生下滑, 井壁与土质围岩间的摩阻力必须大于井壁自重, 则应满足:

其中:fk—单位摩阻力 (k Pa) , h—井壁支护高度 (m) , u—井壁外周长 (m) , Gk—井壁支护结构重力 (k N) , K—稳定系数, 应大于1.2。

参考相关规范摩阻力经验值见表2。本工程井壁上部黏性土层单位摩阻力取fk=15, 下部全风化砂岩层单位摩阻力取fk=12。

当沿井深向下土层为多种类别时, 单位摩阻力可取各土层单位摩阻力标准值的加权平均值, 该值按下式计算:

其中:fk—多土层单位摩阻力标准值的加权平均值 (k Pa) ;fki—第i层土的单位摩阻力标准值 (k Pa) ;hsi—第i层土的厚度 (m) ;N—沿井深度不同类别土层的层数。

根据公式 (4) , 调压井井壁与土层间的综合单位摩阻力fk=12.17k Pa。

在土质围岩中采用逆作法施工调压井时, 向下每开挖一层, 就要浇筑一层支护体混凝土, 调压井井壁支护体下端经常处于悬空状态, 直到支护到稳定的岩石层后, 再采用正作法由下向上浇筑混凝土。

调压井井壁与土层间的综合单位摩阻力沿井壁高度分布情况, 按传统计算模型如图2所示。

根据图2中单位摩阻力模式及上述的已知条件, 计算摩阻力与井壁重力的关系见表3。

根据表3分析, 井壁沿竖向全长为直线型时, 不能满足施工支护竖向稳定安全要求, 主要原因是调压井直径大、支护壁厚大, 井壁支护结构重力大于外壁与土体间的摩阻力。

三、调压井井壁设计结构形式的调整

逆作法施工井壁的情况下, 当施工支护的井壁不能满足自身抗滑稳定条件时, 必须采取井壁抗滑或井口锁定的安全措施, 以保证施工支护的安全。具体方案分析如下:

1. 井壁外侧增加根键方案

经计算, 如果在调压井每2m施工层的支护结构外侧均增加外凸的环形根键, 则除第一层井壁支护体竖向稳定系数K<1不能满足竖向稳定外, 从向下第二层开始, 支护体竖向稳定系数K>1.1, 从井口向下6m深时, 整体竖向稳定系数K>2, 自身竖向稳定能够满足要求。

2. 井口井盘方案

如果在调压井井口设置井盘, 如图3所示, 则井壁支护体的下滑力由井盘和井壁的摩阻力共同承担。当单位摩阻力不能确定或单位摩阻力较小时, 出于安全考虑, 可由井盘单独承受逆作法施工时井壁支护体的全部拉力, 而摩阻力可作为因地质偏差造成的土质层超深、井壁超厚而引起结构重力加大的安全储备。

3. 井壁根键方案和井口井盘方案对比

(1) 根键方案需要在井口处采取加固措施, 保证第一层井壁支护体不下滑。每层支护体需要在土质围岩立面上挖环向土槽, 人工工作量较大, 而且受井壁竖向钢筋的影响, 施工难度较大, 工期较长。

(2) 井盘方案施工方便, 可应对调压井下部不良地质情况, 但钢筋用量略有增加。

结合本工程地质条件及调压井直径较大的实际特点, 经技术与经济对比, 井壁支护体采用井口井盘方案, 其中, 井壁施工支护厚度0.75m, 如图3所示。

四、土质围岩调压井施工方案设计

1. 出渣导井的施工方案设计

(1) 出渣导井位于调压井中心, 总深度65m, 其中, 在弱风化岩层中约25m, 在强风化岩层中约8m, 在黏土及全风化土层中约32m。考虑通风、操作、出渣等因素, 导井外径按2.1m设置。

弱风化层的导井, 围岩条件较好, 采用由下向上爆破开挖的方案, 其余部分的导井采用自上而下的人工土方开挖、部分爆破开挖的方案。上、下井在开挖临近接头处, 预留一次爆破成型的岩塞厚度。

(2) 土质围岩的导井设计

土质围岩的导井拟采用直壁型混凝土衬砌, 并采用逆作法施工至强风化层。

根据公式 (1) , 计算导井衬砌最小厚度为9.5cm, 取15cm厚。井壁竖向稳定计算分析见表4。

根据竖向稳定计算结果, 需要在导井井口处设小型井盘, 同时在井口向下3m范围内配置竖向钢筋, 从3m~32m范围内不需要井盘拉力, 竖向自身稳定。

(3) 导井构造要求,

对于圆形导井平面尺寸, 净空应不少于φ1.2m, 混凝土强度等级不低于C15。水平环筋直径不宜小于φ10mm, 间距不大于250mm;竖向钢筋每米不少于3根, 直径不小于φ8mm。

2. 调压井开挖与井壁施工

(1) 设一台反铲挖掘机从井口开始向下开挖, 渣土由导井排至下部的隧洞内, 由装载机装自卸汽车外运。至主井下部岩石爆破开挖时, 对反铲挖掘机进行安全防护。开挖至阻抗孔上部井底后, 由70t汽车吊吊出反铲挖掘机。

土质围岩一次开挖深度为2m, 视围岩土质情况, 最大不超过3m。

(2) 调压井主井井壁分外壁和内壁两次施工, 第一次采用逆作法施工外壁支护部分, 第二次采用滑模方案施工内壁部分。

(3) 除井圈附近外, 第一次支护的井壁内圈可不设钢筋, 但所有的外圈竖向钢筋接头必须全部焊接。

(4) 土质围岩外壁支护结构从上至下每次施工的混凝土层高为2m, 根据围岩土质直立性情况, 最高不超过3m。为保证下层混凝土有效排气, 施工缝必须设倾斜面, 坡度不缓于1∶2。为便于混凝土入仓, 每层立面模板的上口应超出上一层混凝土底部宽度10cm, 即每层混凝土上口宽度为80cm, 下口宽度为70cm, 井壁平均厚度为75cm。

每层外井壁模板拆除后, 必须进行表面凿毛处理。

(5) 遇有地下水时, 应在围岩面漏水处钻孔设排水管, 并将水有组织地排到井壁混凝土外, 并视下部井壁支护体施工时地下水情况或管内无水时再适时封堵。

(6) 其他按常规施工方法及相关规范进行施工。

结论

(1) 土质围岩调压井设计与施工重点在于前期地质勘测以及施工安全支护方案的选择。 (2) 土质围岩调压井宜设置在山脊处, 因受地下水影响相对较小, 有利于施工安全支护, 并宜于旱季施工土质围岩的井壁支护体。 (3) 土质围岩情况下, 无论是调压井主井还是施工导井均应设置井盘。 (4) 当导井下部地质情况不明时, 导井上部井壁应设置环形根键。

参考文献