CN108797759B - 沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法 - Google Patents

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    • E03F3/06Methods of, or installations for, laying sewer pipes

Abstract

本发明公开了一种沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,该方法先找出管道位置,开挖水槽;再向水槽内抛石,形成抛石挤淤层;在抛石挤淤层靠近底部位置预埋多根压浆管;然后继续向水槽内抛石,形成堆石层;再采用石屑进行管道周围的回填,直至填平水槽,形成缓冲层;然后在缓冲层表面覆盖防渗土工布,在防渗土工布上回填砂砾;随后再同时压浆和抽泥,形成一个致密的堆石混凝土结构;最后按道路设计的路基要求分层摊铺压进行道路路面施工。本发明主要解决沉管法施工后的水道上遇到施工道路时,如何使沉管下方悬空部位的基础加固达到道路的设计承载力要求的问题,方法不仅简便易行,而且施工成本低。

Description

沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法
技术领域
本发明属于管道施工技术领域,具体涉及一种沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法。
背景技术
市政道路工程施工中经常会遇到下穿带有沉管法管道的水沟的情况,沉管在沉放时因槽底的垫层不平整,造成管道不能均匀的沉落在水下槽底的垫层,因此在垫层和管道之间会沉积较厚一层淤泥。在道路施工遇到水沟时,通常采取抛石挤淤的施工方法,即先围堰抽水,再抛填毛石挤淤,分层碾压密实。但由于水沟中有支墩支撑和中部悬空的管道存在,管道下方的抛石无法碾压密实,造成管道下方的毛石基础承载力不足。为了解决管道下方的毛石基础承载力不足的问题,通常采用关停管道,临时截断管道,对管道内流体进行导流,从而挪出道路的施工范围,进行抛石挤淤和分层碾压密实。但有些管道因生产需要无法停止,还有一些管道为带压力的或者虹吸型管道,根本不能采取截断导流措施。
一些设计单位遇到上述情况会设计一个小型箱涵或者小桥跨过,虽然能解决道路设计问题,但无疑需要增加一个箱涵或者桥梁工程项目,下部结构施工也需围堰法排水、钢板板围护和桩基基础持力,施工工序复杂,工期较长,而且,也会因河岸为粉砂等渗透性较强的地质构造层,产生抽水不能完全彻底的难题,整个工程造价非常高。
因此,我们迫切需要找出一个简便易行、施工成本低的施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,该方法利用建筑工程抛石挤淤工艺、水利工程的堆石混凝土工艺及水下压浆等工艺,主要解决在沉管法施工后的水道上进行道路施工时,如何使沉管下方悬空部位的基础加固达到道路的设计承载力要求的问题,该方法不仅简便易行,而且施工成本低。
本发明所采用的技术方案是:
一种沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其包括如下步骤:
1)、找出管道位置,并进行标记,防止抛石施工时砸坏管道;根据标记开挖水槽;
2)、向水槽内抛石,形成抛石挤淤层;在抛石挤淤层靠近底部位置沿管道方向预埋多根压浆管;
3)、继续向水槽内抛石,形成堆石层,堆石层的块石间空隙主要由水填充;
4)、在堆石层顶部离管道一定距离时,采用石屑进行管道周围的回填,直至填平水槽,形成缓冲层;
5)、在缓冲层表面覆盖防渗土工布,以隔离上面的河水,防止河水渗入水槽回填的抛石挤淤层和堆石层,利于后期压浆浆体致密;
6)、在防渗土工布上再回填具有排水功能的砂砾,使砂砾顶标高与水面平齐;
7)、将一部分压浆管与压浆泵进行连接,;沿压注方向在距离压浆点一定距离,将一部分压浆管与吸泥泵连接;吸泥泵将水槽内的淤泥和水抽出,同时形成负压;在负压驱动下,通过压浆泵压注的水泥浆能很好的渗透到堆石层、抛石挤淤层、缓冲层;由于防渗土工布下面的水随淤泥一起被抽走,压注的水泥浆形成压注通道,水泥浆不会被水所稀释而影响其性能,同时通过吸泥泵也可以监测到水泥浆在水下水槽内(堆石中)的充盈情况,控制水下堆石较好地形成堆石混凝土,等压入堆石间隙的水泥浆凝结后,形成一个致密的堆石混凝土结构,使管道下方不能碾压的块石的承载力满足道路工程的设计要求;
8)、压浆完成后,拆除外露压浆管,按道路设计的路基要求分层摊铺进行道路路面施工。
按上述方案,所述水槽的截面为倒梯形结构。
按上述方案,每根压浆管下端均与水平支管连接,水平支管两端沿连接点各伸出150cm长度,水平支管上设有若干压浆孔。
按上述方案,压浆管之间的间距为120-170cm,压浆孔之间的间距为15cm-20cm,与压浆泵连接的压浆管、与吸泥泵连接的压浆管之间的距离为300cm,以便更好的实现压浆,使整个结构更加满足道路的承载力要求。
按上述方案,抛石挤淤层采用粒径50cm-80cm大块石,以便投入少量的钱,达到更好的承载力。
按上述方案,在堆石层与缓冲层之间设有整平层,所述整平层采用10cm-12cm小粒径碎石;整平层的厚度为15-30cm,整平层的顶面距管道管底15-25cm。在整平层与缓冲层之间还可设置砂砾层,以使整个结构牢固。
按上述方案,步骤7)中,先开通压浆泵进行压浆,再开通吸泥泵进行抽泥。
按上述方案,步骤6)采用水撼法施工;即先回填8:2砂砾混合料,砂砾混合料在水中处于饱和状态,再用插入式振动器插入砂砾中震撼,振动棒头离砂砾底面15cm左右,振动时间为20秒左右,使砂砾密实。水下中粗砂因不能碾压,采用水撼法施工,中粗砂填料在水中受振捣而自行密实,达到碾压同样的压实效果。
按上述方案,在堆石层顶部离管道底部20cm时,采用石屑进行管道周围的回填。
本发明的有益效果在于:
块石的大量使用大大减少了混凝土的使用量,每立方堆石混凝土仅需40%-45%的混凝土,相应地可节省45%水泥用量;
通过设置压浆管、压浆泵、吸泥泵解决现有施工中不能完全抽干水、沟底存在淤泥和管道悬空的问题,实现管道下方基础加固,操作简单、费用低;
采用吸泥和压浆同步进行,在防渗土工布隔离作用下,水无法进入堆石层、抛石挤淤层、缓冲层,形成负压和注浆压力两个作用力,在堆石中形成压浆通道,使水泥浆完全的挤满堆石间隙,水泥浆不会被水稀释,形成致密的堆石混凝土整体,使沉管下方悬空部位的基础加固达到道路的设计承载力要求;
通过压浆法施工,可有效解决抛石挤淤受管道影响不能碾压,仍能使松散的堆石固结成混凝土整体;
水下存在淤泥的水槽,在不排水,且不能碾压的情况下,先用抛石挤淤法稳定住槽底,使其沉降趋于稳定,使槽底的地基承载力提高达到设计要求;
沉管下方悬空部分采用堆石方法填充,填筑完用防渗土工布隔离水,形成堆石的密封空间,吸泥和压浆形成的正负压力使堆石间的填充物(淤泥、水)顺利置换,并且压浆的水泥浆不会因水稀释失去性能,水泥浆较好的充盈堆石间隙,形成致密的混凝土构造,解决下抛石挤淤法因沉管影响无法碾压上部堆石,因松散不满足承载力的问题;
压浆管可兼作吸泥管和监测管使用,无需另外单独设置吸泥管,精简的设备;
本发明施工工艺简单流畅,提高了施工效率,缩短了工期,相比箱涵方案,更是节省了工程造价。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是沉管管道水沟下穿拟建道路的平面示意图;
图2是沉管管道水沟下穿拟建道路的横断面示意图(已开挖水槽);
图3是抛石、堆石以压浆平面示意图;
图4是图3的横断面示意图;
图5是施工完成的平面示意图;
图6是图5的横断面示意图;
其中:1、管道,2、水槽,3、压浆管,4、水平支管,5、抛石挤淤层,6、堆石层,7、缓冲层,8、防渗土工布,9、砂砾,9.1、水撼中粗砂层,9.2、碾压中粗砂层,10、道路路面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参见图1-图6,一种沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其包括如下步骤:
1)、在道路的红线范围内根据放坡坡度,放出坡脚边线,采用物探方法探测出管道1(沉管)的具体位置和确定抛石范围,并在水面上作出标记,以防止抛石施工时砸坏管道;根据标记开挖截面为倒梯形结构的水槽2;
2)、向水槽2内抛入粒径为50cm-80cm大块石,形成抛石挤淤层5,挤出水槽2底部淤泥;在抛石挤淤层5靠近底部位置沿管道1方向预埋多根压浆管3,压浆管3兼做吸泥管,压浆管3沿管道1长度方向间距150cm设置一个;每根压浆管下端均与水平支管4连接,水平支管4两端沿连接点各伸出压浆管150cm长度;水平支管4上设有间距为15cm-20cm的压浆孔;
3)、继续向水槽2内抛石,形成堆石层6,堆石层6采用粒径为50cm-80cm大块石;因不能排水,块石间空隙主要由水填充;可在堆石层6顶面撒一层10cm-12cm小粒径碎石作为整平层,整平层厚度为20cm,整平层顶面距管道1管底20cm;
4)、采用石屑进行管道1周围的回填,直至填平水槽2,形成缓冲层7;
5)、在缓冲层7表面覆盖防渗土工布8,用来隔离上面的河水,防止河水渗入水槽2回填的抛石挤淤层5和堆石层6,以利于后期压浆浆体致密;
6)、在防渗土工布8上采用水撼法施工回填砂砾9,使砂砾9顶标高与水面平齐;具体步骤为:先回填8:2砂砾混合料,砂砾混合料在水中处于饱和状态,再用插入式振动器插入砂砾中震撼,插入深度视填土厚度而定,一般振动棒头离填料底面15cm,振动时间为20秒左右,使砂砾密实,形成水撼中粗砂层9.1;
7)、将岸上压浆泵接通压浆管3,调制水泥浆,同时使距离该压浆管300cm处的压浆管3与吸泥泵接通,先开通压浆泵进行压浆,稍后运行吸泥泵,使吸泥泵将防渗土工布8下的淤泥和水抽出;由于防渗土工布8的隔离作用,河水不能进入到防渗土工布8下方的堆石层6、抛石挤淤层5、缓冲层7,随着堆石层6、抛石挤淤层5、缓冲层7中的淤泥和水不断被抽出,防渗土工布8下方的的水槽形成负压;利用吸泥抽空产生的负压和压浆压力,形成一个单向循环,使水泥浆顺利填充到抽走淤泥和水后留下的空隙,为压入的浆液打通一条压注通道,同时吸泥管作为压浆时的监控点,实时监测堆石间压浆的充盈程度,一旦吸泥管有连续的水泥浆体流出,即可停止该压浆点压浆工作,转入下一个压浆点继续压浆;等压入堆石间隙的水泥浆凝结后,形成一个致密的堆石混凝土结构;
8)、压浆完成后,拆除外露压浆管3,在水撼中粗砂层9.1上铺设中粗砂,并进行碾压,形成碾压中粗砂层9.2,然后再按道路设计的路基要求分层摊铺进行道路路面10施工。
本发明中,压浆工作和吸泥工作同时进行,相当将水槽2下部的抛石挤淤层5的淤泥和上部的松散堆石层6的水与压入的水泥浆进行了置换,等压入堆石间隙的水泥浆凝结后,形成一个致密的堆石混凝土结构,通过钻芯取样检测,其芯样的强度等级达到C15-C20,且水槽2底的淤泥底部被大块石重压挤实,其累积沉降值≤8-10mm趋于稳定,从而达到管道1管底悬空部分通过抛石挤淤加固淤泥底部,在管道(沉管)下方悬空部分和淤泥层的体积范围内形成一个堆石混凝土整体基础,满足道路工程对此的承载力要求。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于包括如下步骤:
1)、找出管道位置,并进行标记;根据标记开挖水槽;
2)、向水槽内抛石,形成抛石挤淤层;在抛石挤淤层靠近底部位置沿管道方向预埋多根压浆管;
3)、继续向水槽内抛石,形成堆石层;
4)、在堆石层顶部离管道一定距离时,采用石屑进行管道周围的回填,直至填平水槽,形成缓冲层;
5)、在缓冲层表面覆盖防渗土工布;
6)、在防渗土工布上回填砂砾,使砂砾顶标高与水面平齐;
7)、将一部分压浆管与压浆泵进行连接;将一部分压浆管与吸泥泵连接;吸泥泵将淤泥和水抽出,同时形成负压;在负压驱动下,通过压浆泵压注的水泥浆渗透到堆石层、抛石挤淤层、缓冲层;等压入堆石间隙的水泥浆凝结后,形成一个致密的堆石混凝土结构;
8)、压浆完成后,按道路设计的路基要求进行道路路面施工。
2.根据权利要求1所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:所述水槽的截面为倒梯形结构。
3.根据权利要求1所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:每根压浆管下端均与水平支管连接,水平支管上设有若干压浆孔。
4.根据权利要求3所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:压浆管之间的间距为120-170cm。
5.根据权利要求3或4所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:压浆孔之间的间距为15cm -20cm。
6.根据权利要求1所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:抛石挤淤层采用粒径50cm-80cm大块石。
7.根据权利要求1所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:在堆石层与缓冲层之间设有整平层,所述整平层采用10cm-12cm小粒径碎石;整平层的厚度为15-30cm,整平层的顶面距管道管底15-25cm。
8.根据权利要求1所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:与压浆泵连接的压浆管与与吸泥泵连接的压浆管之间的距离为300cm。
9.根据权利要求1或8所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:步骤7)中,先开通压浆泵进行压浆,再开通吸泥泵进行抽泥。
10.根据权利要求1所述的沉管下方悬空软基水下抛石压浆加固方法,其特征在于:步骤6)采用水撼法施工;即先回填砂砾混合料,再用插入式振动器插入砂砾中震撼,使砂砾密实。
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