CN109056767A - 一种富水粉土地层降水与回灌施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程技术领域，为了解决于富水粉土地层的降水与回灌没有系统的回灌理论、缺乏回灌设计及施工工艺标准、回灌井易堵塞、抽灌设备集成程度低、回灌与基坑周围环境控制无法协同等问题，本发明提供了一种富水粉土地层降水与回灌施工方法，通过在基坑围护结构内施工降水井，然后在围护结构外侧设置回灌井，降水井与回灌井之间设有沉淀池和集水坑并通过管路连通，降水井内的水通过管路依次经沉淀池和集水坑后注入注水管内进行回灌；施工过程依次为回灌井成井施工、注水管路布置、回灌运行和回灌井回填。有效保证了富水地层的地铁车站深基坑工程在安全、快速、低成本开挖的基础上可以达到有效的工程效果,降低了施工难度,节约了施工成本。

Description

一种富水粉土地层降水与回灌施工方法

技术领域

本发明属于工程技术领域，特别是涉及一种富水粉土地层降水与回灌施工方法。

背景技术

近年来我国地铁工程建设得到了迅速发展，下穿运营隧道在掘进过程中，会穿过不同的地质环境和地理环境。当施工地段为富水粉土地层时，若仍采用常规的施工方法，将会造成基坑突涌、围护结构变形以及周边建筑物的不均匀沉降等不利后果。粉土渗透性较好，是潜水与地表水的良好联系通道，两者水力联系密切，且在非饱和状态的粉土毛细现象活跃，因此，当施工地段为富水粉土地层时，往往地下水埋深较浅且水量较为丰富。在施工过程中为了保证基坑安全，基坑工程普遍需要大量降水，确保基坑开挖处于无水作业环境，然而基坑降水不当往往会造成地下水资源耗竭以及严重影响周边建筑物安全等工程问题。基坑降水回灌是把基坑降水抽取的地下水回补至基坑外含水层中，坑内抽取回补至坑外的地下水不仅能够避免浪费地下水资源，而且可以提升回灌点周边的地下水位，保持土体有效应力，减少差异沉降量，减弱基坑降水对周边建筑物的影响。现有地铁车站深基坑富水粉土地层降水与回灌施工技术仍不十分成熟,相关研究明显滞后于工程实践，在施工技术中还存在一些问题和不足:没有系统的回灌理论、缺乏回灌设计及施工工艺标准、回灌井易堵塞、抽灌设备集成程度低、回灌与基坑周围环境控制无法协同等。

发明内容

本发明为了有效保证富水粉土地层的地铁车站深基坑工程在安全、快速、低成本开挖的基础上可以达到有效的工程效果,降低施工难度,节约施工成本，提供了一种富水粉土地层降水与回灌施工方法。

本发明采用如下技术方案：

一种富水粉土地层降水与回灌施工方法，是通过在基坑围护结构内施工降水井，然后在围护结构外侧设置回灌井，降水井与回灌井之间设有沉淀池和集水坑并通过管路连通，降水井内的水通过管路依次经沉淀池和集水坑后注入注水管内进行回灌；施工过程依次为回灌井成井施工、注水管路布置、回灌运行和回灌井回填。降水井沿基坑中线布置，沿基坑纵向降水井间距10m左右；回灌井在基坑围护结构外2m左右，沿基坑纵向回灌井间距15m左右。

所述回灌井成井施工包括准备工程、布孔定线、钻机就位、成孔、清孔、硬质PVC管安装、回填砂料、洗井、埋设注水管、回填黏土、安装井盖、浇筑路面、回灌，具体过程如下：

A、准备工程，施工现场落实三通一平，满足设备、设施就位和进出场条件；

B、布孔定线，①布孔定线必须按设计图纸的井位平面布置图进行，平面偏差不大于50cm；②遇到障碍物，不得不调整管井井位时，应通知设计和监理单位到场确认；

C、钻机就位，钻机架设必须平整牢固，确保钻孔圆正、垂直；

D、成孔，采用反循环钻机成孔，孔径400mm，施工至设计深度；

E、清孔，①钻到预定孔深后为防止泥浆沉淀和井孔坍塌，应及时清孔换浆，置换的泥浆含沙量不大于5%；②孔底沉渣厚度不得大于30cm；

F、硬质PVC管安装，安装井管前，先在底部抛填500mm厚的中砂滤料，严禁强行将井管压入井孔；为了防止井管的孔眼被土砂堵塞，管底封底，并在孔眼四周至少外包2层60目尼龙纱网并且用铁丝握紧，孔眼布置为D=10@100×100；

G、回填砂料，在回填砂料时井管必须居中，滤料采用中砂，用铁锹均匀对称的抛撒在井管四周，填料填至地面下100mm；

H、洗井，填料完成后采用循环水洗井，井内的沉渣厚度不得超过20cm；

I、埋设注水管，回填黏土，安装井盖，浇筑路面；

J、回灌，对清洗好井管的回灌井验收合格后，对回灌井进行封闭，在围挡内的集水坑内注水进行回灌。

注水管路的布置过程如下：

A、在回灌井靠近基坑方向开挖沟槽，预埋注水管，沟槽宽600mm、深1100mm；

B、在沟槽两端及中间间隔开挖若干集水坑，集水坑不少于10个。

当降水井始运行时即启动回灌时，维持集水坑内的水位位于地面下1.0m处。

回灌井回填处理前，基坑停止降水后观测一周，且在此期间地下水位未出现下降现象，处于稳定状态，则回灌井可进行回填处理。

回灌压力先期采用无压力回灌，当潜水水位无法满足目标要求时，或回灌量难以增加时再逐步加压回灌。

回灌井成井施工时的成孔过程采用反循环钻机成孔，孔径为400mm；硬质PVC管安装前，先在底部抛填500mm厚的中砂虑料。

回灌井采用C15素混凝土进行水下浇筑回填。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中的富水粉土地层降水与回灌技术适用于富水地层基坑防水施工,在富水地层粉土地层条件下的地铁车站深基坑防水效果尤为明显；本发明中的成孔过程采用反循环钻机成孔，孔径400mm，施工至设计深度；本发明的硬质PVC管（10）安装环节采用直径273mm的硬质PVC管，安装井管前，先在底部抛填500mm厚的中砂滤料，严禁强行将井管压入井孔。为了防止井管的孔眼被土砂堵塞，管底封底，并在孔眼四周外包2层60目尼龙纱网并且用铁丝握紧，孔眼布置为D=10@100×100；本发明中的回填砂料在回填砂料时井管必须居中，滤料采用中砂，用铁锹均匀对称的抛撒在井管四周，填料填至地面下100mm；本发明中的注水管路布置环节是在回灌井（7）靠近基坑方向开挖沟槽，预埋注水管，沟槽宽600mm、深1100mm；本发明中的富水粉土地层降水与回灌技术减少了人员、机械以及施工方法调整的繁琐性,降低了施工成本。

附图说明

图1为回灌运行示意图；

图2为集水坑结构示意图；

图中：1-抽水管路、2-沉淀池、3-自然地面、4-集水坑、5-注水总管、6-注水支管、7-回灌井、8-降水井、9-围护结构、10-硬质PVC管、11-集水坑结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种富水粉土地层降水与回灌技术，包括如下步骤：

第一部分为回灌系统的构建，具体实施如下：

步骤A：回灌井7成井施工

（1）准备工程

施工现场落实三通一平，满足设备、设施就位和进出场条件。

（2）布孔定线

①布孔定线必须按设计图纸的井位平面布置图进行，平面偏差不大于50cm。

②遇到障碍物，不得不调整管井井位时，应通知设计和监理单位到场确认。

（3）钻机就位

钻机架设必须平整牢固，确保钻孔圆正、垂直。

（4）成孔

采用反循环钻机成孔，孔径400mm，施工至设计深度。

（5）清孔

①钻到预定孔深后为防止泥浆沉淀和井孔坍塌，应及时清孔换浆，置换的泥浆含沙量不大于5%。

②孔底沉渣厚度不得大于30cm。

（6）硬质PVC管10安装

本工程回灌井7管采用直径273mm的硬质PVC管10，安装井管前，先在底部抛填500mm厚的中砂滤料，严禁强行将井管压入井孔。为了防止井管的孔眼被土砂堵塞，管底封底，并在孔眼四周外包2层60目尼龙纱网并且用铁丝握紧，孔眼布置为D=10@100×100。

（7）回填砂料

在回填砂料时井管必须居中，滤料采用中砂，用铁锹均匀对称的抛撒在井管四周，填料填至地面下100mm。

（8）洗井

填料完成后采用循环水洗井，井内的沉渣厚度不得超过20cm。

（9）埋设注水管，回填黏土，安装井盖，浇筑路面。

（10）回灌

对清洗好井管的回灌井7，验收合格后，对回灌井7进行封闭，在围挡内的集水坑4内注水进行回灌。

步骤B：注水管路布置

如图1所示，在回灌井7靠近基坑方向开挖沟槽，预埋注水管，沟槽宽600mm、深1100mm。

在沟槽两端及中间每隔45m开挖一个集水坑，将坑内降水井抽出的水经沉淀池2沉淀后注入集水坑4内，然后通过集水坑4注入注水管内进行回灌。集水坑4共计10个。

步骤C：回灌运行

如图2所示，回灌运行流程为：

（1）回灌井7的启动：当降水井8开始运行时即启动回灌，维持集水坑4内的水位位于地面下1.0m左右。

（4）回灌井7停止运行条件：基坑停止降水后观测一段时间，若水位恢复正常，即可停止回灌。

（5）回灌水源：回灌水源主要以基坑内降水井8抽出的地下水作为回灌水，如地下水位供应不上采用自来水作为回灌水源。

（6）回灌压力：先期采用无压力回灌，当潜水水位无法满足目标要求时，或回灌量难以增加时可适当加压回灌，回灌压力不能过大，过大后会影响回灌井周边地层结构，回灌压力以小到大，实注水压力以监测报告索取数值控制，如监测报告水位过高将减少注水压力。

（7）回灌井7的监控：回灌过程中对基坑外观测井水位密切监控，要求水位观测每12小时一次。

（8）回灌井7实施回灌的同时，基坑内降水井8正常继续运行，为了节约地下水资源可以采用抽出来的地下水进行回灌。

步骤D: 回灌井7回填处理

（1）回填时间

基坑停止降水后观测一周，如果在此期间地下水位未出现下降现象，处于稳定状态，则回灌井7可进行回填处理。

（2）回填要求

回灌井7采用C15素混凝土进行水下浇筑回填。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，通过在基坑围护结构内施工降水井，然后在围护结构外侧设置回灌井，降水井与回灌井之间设有沉淀池和集水坑并通过管路连通，降水井内的水通过管路依次经沉淀池和集水坑后注入注水管内进行回灌；施工过程依次为回灌井成井施工、注水管路布置、回灌运行和回灌井回填。

2.根据权利要求1所述的富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，所述回灌井成井施工包括准备工程、布孔定线、钻机就位、成孔、清孔、硬质PVC管安装、回填砂料、洗井、埋设注水管、回填黏土、安装井盖、浇筑路面、回灌，具体过程如下：

A、准备工程，施工现场落实三通一平，满足设备、设施就位和进出场条件；

B、布孔定线，①布孔定线必须按设计图纸的井位平面布置图进行，平面偏差不大于50cm；②遇到障碍物，不得不调整管井井位时，应通知设计和监理单位到场确认；

C、钻机就位，钻机架设必须平整牢固，确保钻孔圆正、垂直；

D、成孔，采用反循环钻机成孔，孔径400mm，施工至设计深度；

E、清孔，①钻到预定孔深后为防止泥浆沉淀和井孔坍塌，应及时清孔换浆，置换的泥浆含沙量不大于5%；②孔底沉渣厚度不得大于30cm；

F、硬质PVC管安装，安装井管前，先在底部抛填500mm厚的中砂滤料，严禁强行将井管压入井孔；为了防止井管的孔眼被土砂堵塞，管底封底，并在孔眼四周至少外包2层60目尼龙纱网并且用铁丝握紧，孔眼布置为D=10@100×100；

G、回填砂料，在回填砂料时井管必须居中，滤料采用中砂，用铁锹均匀对称的抛撒在井管四周，填料填至地面下100mm；

H、洗井，填料完成后采用循环水洗井，井内的沉渣厚度不得超过20cm；

I、埋设注水管，回填黏土，安装井盖，浇筑路面；

J、回灌，对清洗好井管的回灌井验收合格后，对回灌井进行封闭，在围挡内的集水坑内注水进行回灌。

3.根据权利要求2所述的富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，注水管路的布置过程如下：

A、在回灌井靠近基坑方向开挖沟槽，预埋注水管，沟槽宽600mm、深1100mm；

B、在沟槽两端及中间间隔开挖若干集水坑，集水坑不少于10个。

4.根据权利要求3所述的富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，降水井沿基坑中线布置，沿基坑纵向的降水井间距为10m；回灌井在基坑围护结构2m外，沿基坑纵向回灌井间距为15m。

5.根据权利要求4所述的富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，当降水井始运行时即启动回灌时，维持集水坑内的水位位于地面下1.0m处。

6.根据权利要求5所述的富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，回灌井回填处理前，基坑停止降水后观测一周，且在此期间地下水位未出现下降现象，处于稳定状态，则回灌井可进行回填处理。

7.根据权利要求6所述的富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，回灌压力先期采用无压力回灌，当潜水水位无法满足目标要求时，或回灌量难以增加时再逐步加压回灌。

8.根据权利要求7所述的富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，回灌井成井施工时的成孔过程采用反循环钻机成孔，孔径为400mm；硬质PVC管安装前，先在底部抛填500mm厚的中砂虑料。

9.根据权利要求8所述的富水粉土地层降水与回灌施工方法，其特征在于，回灌井采用C15素混凝土进行水下浇筑回填。