劉波

（安鄉(xiāng)縣深柳鎮(zhèn)水管站 常德市 415600）

1 工程地質及水文情況

本工程場地地基土由人工填土（Qs）和第四系沖淤積層（Qal）組成，從上至下分為6層，分別為填筑土、中砂、粉砂（含細粒土砂、粉土質砂）、淤泥質土（有機質低液限粘土）、粉砂（局部夾細砂）局部中砂（粉土質砂、含細粒土砂）、粉質粘土（低液限粘土）和粉砂（粉土質砂），場地范圍地下水主要含水層為砂層，厚度（0.95～7.00）m，水量較豐富；且筑填土以粉細砂為主，亦含水；此外，尚有少量基巖裂隙水。工程所在地5年一遇外江洪水位為5.35m，20年一遇外江洪水位為6.32m，50年一遇設計防洪水位為6.67m，100年一遇設計防洪水位為6.98m，外江枯水期水位多為（0.5～1.5）m，而泵站建基面高程為-5.3m（以上均為珠基高程）。由于在泵站基坑施工時要將填筑層清除掉，往下就屬于無隔水層的強透水性地基，一旦處理不好很容易在開挖過程中由于內外水位差形成管涌導致基礎處理施工失敗。

2 前期主要施工過程和出現管涌的應對處理

工程首先開始進行水泥攪拌樁的施工，由于地基為粉細砂，地下水位高且豐富，致使水泥攪拌樁無法成樁,出現以上情況后召開專題會議確定將水泥攪拌樁的打樁平臺提高0.5m；所有分縫采用止水橡膠止水，在后續(xù)的主泵房基坑土方開挖過程中，通過增加井點等措施仍無法降低地下水位，致使土方開挖無法正常進行。針對上述情況后組織有關專家進行論證并討論了初步的處理方案，根據有關專家的建議提出了泵站基礎處理的方案，處理方案采用高壓旋噴樁進行封閉置換。一是主廠房底板部位封閉置換：根據原水泥攪拌樁為直徑500mm及間距1400mm的條件，決定在攪拌樁之間采用梅花形布置旋噴樁，間距為700mm，在密排攪拌樁與疏的攪拌樁之間布置連續(xù)旋噴樁，間距為800mm，鉆樁平臺高程與攪拌樁施工時的高程一致，旋噴樁的深度為2.65m，并在主廠房周邊設一排高樁擋土。二是進水前池無樁區(qū)域封閉，對無樁區(qū)域采用密排旋噴樁進行封閉,旋噴樁的長度為（1～5.3）m。在基本完成了泵房及進水前池的高壓旋噴樁施工，隨即對該部位進行開挖，但在進行土方開挖的過程中又出現了幾處較大的管涌，并針對這種情況，通過在薄弱的地方增加高壓旋噴樁進行基礎處理，最終完成了泵房及進水前池段底板的混凝土澆筑，隨后要求將進水前池的水位蓄至1m左右高程以平衡內外水位差。當年的汛期來臨后，在工地巡視過程中發(fā)現進水前池漸變段與水平段交接處有管涌發(fā)生，造成分縫處的止水橡皮斷裂，進水前池的水平段混凝土向上突起達10多cm。根據進水前池出現的管涌，分析了出現管涌的原因一是地基存在深厚透水性較強的砂基礎，水文地質條件復雜，且與外江水系聯系密切的是位于中間強透水的中砂層，其對上覆弱透水的粉砂層形成較大的滲透壓力，易在地層中形成相對集中的透水通道，當邊界條件發(fā)生變化，原粉細砂層的蓋重減少到一定程度時，管涌的發(fā)生將不可避免，這是客觀的原因；二是由于經驗原因，對強透水地基的滲透性認識不足，僅局限于以較長的滲徑來削減滲透壓力，雖然是教科書和規(guī)范所允許的，但事實上較長滲徑并未對滲透壓力帶來有效的降低；對旋噴樁與攪拌樁的結合認識不足，在前述超常規(guī)的滲透壓力作用下，該結合面可能成為防滲薄弱面使?jié)B流到達底板，惡化了底板的抗?jié)B穩(wěn)定性，進水前池底板及地基封閉處理設計時，雖然考慮了滲透壓力作用下的抗浮問題，底板與封閉地基的抗浮安全系數已遠遠大于按常規(guī)的滲透系數方法計算的安全系數，從經濟的角度考慮未按全部上下游水位差進行抗浮設計中，在特定的水文地質條件下，可能因自重不足而抬起并造成錯位形成滲漏通道，經過反復討論后一致認為應對前池管涌采用綜合措施進行處理。

3 處理方法及效果

加固處理措施主要包括減壓井及導滲溝、新澆筑前池底板和兩側邊墻、底板上的隔墻，以及對原底板下灌漿。減壓井是施工期間降低地下水位的措施，運行期可消除部分滲透壓力。前池內新澆筑的結構物，一方面以其自重抗浮，另一方面替代已破損的原前池底板。由于原底板已變位脫空，需進行回填灌漿以保證底板與地基面（原旋噴樁封閉體）的緊密結合。

3.1 減壓井及導滲溝設計

在前池及攔污柵閘兩側設減壓井24眼，每側12眼，井底高程-25.0m，井面高程3.50m，鋼管采用DN300鍍鋅鋼管，減壓井主要釋放深層地下水的滲透壓力。減壓井先鉆直徑0.8m孔，鍍鋅鋼管外及孔底填反濾料，減壓井底反濾料厚0.80m，放入DN300鍍鋅鋼管，鋼管外側包兩層不銹鋼反濾網，（-24.2～-10.0）m鍍鋅管做成花管，均布Φ10@150。

在導滲溝至3.50m間，DN300鍍鋅鋼管外回填粘土。在高程1.0m減壓井鍍鋅鋼管開孔連接導滲溝引入進水渠。導滲溝長92m，斷面為0.80m×0.80m，每隔15m分縫，高程（0.95～0.80）m，導滲溝底鋪0.20m砂墊層，蓋板預制長1.00m。

施工期用潛水泵放入減壓井對前池進行降水，抽水時間約1個月。

（1）管井降水施工工藝流程：放線定井位→挖泥漿溝 （坑）→埋設鋼護桶→井機就位→成孔→下井管→填濾料→封井→洗井→安裝排水管→裝泵→抽水。

（2）打井采用3臺反循環(huán)回轉鉆機成孔，自造漿護壁，泥漿比重控制在1.2左右。

（3）成孔后立即下井管，鋼管井接頭要焊牢，并包不銹鋼透水網兩層，用12號鍍鋅鉛絲繞緊（間距100mm），防止脫落。

（4）填濾料要從井孔四周均勻回填，防止將井孔擠偏。

（5）洗井采用空壓機氣舉法，要從井底逐節(jié)，逐層吹洗，將井底泥砂吹凈，洗出清水為止。

（6）潛水泵用鋼絲繩吊在井內，置泵標高為-20.00高程，根據出水量及升降調整置泵高程，直至達到降水要求。

施工過程中，進行右1#減壓井施工時，出現滲水不理想的情況。采用高壓沖洗，收到良好效果；順利進行了前池底板的混凝土澆筑，采用減壓井降水取得成功，隨后完成進水前池墩墻及工作橋混凝土工程。

3.2 底板和隔墩

拆除原前池-1.50m水平段及相連2.75m斜坡段底板后，重新澆筑厚500mm的底板。在其余前池底板上增加U槽混凝土結構，沿水流方向設三排墩墻，上挑平臺形成前池頂的蓋板，以增加重量。U型槽混凝土結構設計如下：原混凝土面表面鑿毛，采用錨筋增加原混凝土結構與U槽側墻混凝土的連接，擋土墻布置間距為1000×1000，共202條。底板0.50m，U槽側墻0.40m，中墩墻底部厚1.50m，上部厚2.50m，頂部設置2.0m寬厚0.75m人行橋2道，以增加U型槽重量。同時考慮到進水前池水力流態(tài)，側墻前后及底板靠近泵室側為圓弧過渡。

另外在前池-1.50m及-3.50m水平段混凝土底板布置Φ75反濾排水孔，孔間距1.50m×1.50m，主要是降低前池底板的滲透壓力，增加前池底板的安全。

在拆除底板及前池抽水基本干后，對原底板進行回填灌漿，布置23個灌漿孔，灌水泥砂漿，以保證底板與地基面（原旋噴樁封閉體）的緊密結合。

進水前池應急除險工程于主汛期后開工，經歷一個多月時間完成進水前池及攔污閘兩側全部24眼減壓井的施工。井底高程-25.0m，井面高程3.50m，鋼管采用DN300鍍鋅鋼管，減壓井主要釋放深層地下水滲透壓力。

經以上綜合措施的處理，工程在一個汛期考驗后得以通過竣工驗收，工程取得圓滿的成功。