CN111236281A - 一种钢板桩围堰的止水方法 - Google Patents

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    • E02D5/04Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles made of steel

Abstract

本发明提供一种钢板桩围堰的止水方法,其特征在于:包括有三个步骤:修筑围堰结构、配置络合溶液、注入溶液;该止水方法降低了河床土的渗透率,解决了由于土的渗透率而导致的频繁抽取围堰内部渗透水的问题,对环境影响小,具有大范围、耐久性、长期稳定性好并具备潜在的效率和成本效益,弥补常规钢板桩围堰止水技术的不足,为工程的保证围堰底部开挖安全和可靠性。

Description

一种钢板桩围堰的止水方法
技术领域
本发明涉及建筑领域,尤其涉及一种钢板桩围堰的止水方法。
背景技术
围堰是在水利工程中,使用钢板桩或其他临时结构封堵外侧水土,以便于建造永久性水利设施。钢板桩围堰技术已经是这些年来桥梁深水基础施工克服深水影响的主要措施,为安全进行封底混凝土、承台及桥墩的施工,现有技术主要使用钢板桩或其他临时结构封堵外侧水土,钢板桩嵌入土层一定深度,达到止水的效果。事实上自然界的事物并不是这样,河床并不是以人的意志来形成的,河床土的渗透率根据土质的组成而变得不尽相同,在使用钢板桩围堰进行止水的同时围堰外部水通过河床土渗入围堰内部,施工单位需不断用抽水泵进行内部抽水,以确保施工的便利及施工安全性。钢板桩围堰止水的效果是保证正常水下施工的屏障,关系到施工人员的生命健康,因此,如何尽量降低钢板桩围堰的渗水速率问题显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种钢板桩围堰的止水方法,该止水技术对环境影响小,具有大范围、耐久性、长期稳定性好并具备施工效率和成本效益,保证了围堰底部开挖安全和可靠性。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种钢板桩围堰的止水方法,包括三个步骤:修筑围堰结构、配置络合溶液、注入溶液;
所述围堰结构由钢板桩插打围合而成,该钢板桩均为预制的钢筋混凝土板件结构,钢板桩围绕施工设计地点围合呈矩形空间,且钢板桩围合而成的围堰结构在内部空间的四个直角位置修筑有连接两边直角边的加强稳定板,围堰结构中部修筑有连接围堰两平行边的中心加强稳定板;
所述配置络合溶液,该络合溶液包括有铝溶液和有机质溶液,其中铝溶液由氯化铝与水混合而成,浓度为0.09~0.11g/l;有机质溶液由腐殖酸与水混合而成,浓度为0.5~0.74g/l;
所述注入溶液,在围堰外侧地质条件较弱处沿围堰周边外2m打入萃取管、氯化铝溶液注入管及腐殖酸溶液注入管;其中,萃取管及注入管均为32mm直径的注浆管,氯化铝溶液注入管及腐殖酸溶液注入管分别与萃取管相隔1m;将氯化铝溶液和腐殖酸溶液按照5m3/d分别注入粗砂层,当两种溶液混合后,产生络合反应,诱导铝-有机质络合物原位形成并沉淀;同时,通过萃取管按照50m3/d 将地下水进行采收,提高氯化铝溶液与腐殖酸溶液浓度,以在砂层中形成渗透系数小于10e-7cm/s的垂直流动屏障;重复此步骤直至薄弱处地层全部形成垂直流动屏障。
进一步地,所述注入溶液中,最后的重复步骤,将氯化铝溶液注入管、腐殖酸溶液注入管和萃取管取出,在相隔3m处将萃取管打入至细砂层,重复操作注入溶液步骤,直至薄弱处地层全部形成垂直流动屏障。
本发明的有益效果是:该止水技术对环境影响小,具有大范围、耐久性、长期稳定性好并具备施工效率和成本效益,保证了围堰底部开挖安全和可靠性。
附图说明
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,但并不构成对本发明的限定。
图1为围堰外侧注入管及萃取管剖面示意图,图2为围堰外侧注入管及萃取管平面示意图,图3为高渗流率土壤示意图,图4为低渗流率土壤示意图。
其中:1为氯化铝溶液注入管,2为萃取管,3为腐殖酸溶液注入管,A为水体,B为淤泥层,C为细砂层,D为粗砂层,E为围堰底。
具体实施方式
结合附图,对本发明作进一步的详细说明。
如图所示,一种钢板桩围堰的止水方法,包括三个步骤:修筑围堰结构、配置络合溶液、注入溶液;
所述围堰结构由钢板桩插打围合而成,该钢板桩均为预制的钢筋混凝土板件结构,钢板桩围绕施工设计地点围合呈矩形空间,且钢板桩围合而成的围堰结构在内部空间的四个直角位置修筑有连接两边直角边的加强稳定板,围堰结构中部修筑有连接围堰两平行边的中心加强稳定板;
所述配置络合溶液,该络合溶液包括有铝溶液和有机质溶液,其中铝溶液由氯化铝与水混合而成,浓度为0.09~0.11g/l;有机质溶液由腐殖酸与水混合而成,浓度为0.5~0.74g/l;
所述注入溶液,在围堰外侧地质条件较弱处沿围堰周边外2m打入萃取管2、氯化铝溶液注入管1及腐殖酸溶液注入管3;其中,萃取管2及注入管均为32mm 直径的注浆管,氯化铝溶液注入管1及腐殖酸溶液注入管3分别与萃取管2相隔1m;将氯化铝溶液和腐殖酸溶液按照5m3/d分别注入粗砂层D,当两种溶液混合后,产生络合反应,诱导铝-有机质络合物原位形成并沉淀;同时,通过萃取管按照50m3/d将地下水进行采收,提高氯化铝溶液与腐殖酸溶液浓度,以在砂层中形成渗透系数小于10e-7cm/s的垂直流动屏障;重复此步骤直至薄弱处地层全部形成垂直流动屏障。
具体实施时,所述注入溶液中,最后的重复步骤,将氯化铝溶液注入管1、腐殖酸溶液注入管3和萃取管2取出,在相隔3m处将萃取管2打入至细砂层C,重复操作注入溶液步骤,直至薄弱处地层全部形成垂直流动屏障。
在实施例一中,某围堰采用钢板桩插打围合而成,围堰深度为15m,嵌固深度为7m,围堰设置四道支撑,本工程水深5m,土层厚度自上到下分别为:淤泥层2.5m、细砂层1.5m、粗砂层3m、强风化泥质砂岩10.5m、中风化泥质砂岩15m。为降低钢板桩围堰深水效率,工程采用注入氯化铝和腐植酸的溶液使其发生灰化反应,具体操作如下:
首先,进行对铝溶液与有机质溶液的制备:铝溶液由氯化铝与水混合而成,浓度为0.09~0.11g/l;有机质(Organic Matter)溶液由腐殖酸与水混合而成,浓度为0.5~0.74g/l;这样的配比有利于保证铝溶液-有机质溶液的金属-碳 (M/C)比大于临界比值0.06;(注:铝溶液-有机质溶液的金属-碳(M/C)比的临界值为0.06。当M/C>=0.06时,两种溶液迅速产生络合反应生成Al-OM絮凝状沉淀物;当M/C<0.06,无法产生络合反应)。
第二步,在围堰外侧地质条件较弱处沿围堰周边外2m打入萃取管、氯化铝溶液注入管及腐殖酸溶液注入管。其中,萃取管及注入管均为32mm直径的注浆管,氯化铝溶液注入管及腐殖酸溶液注入管分别与萃取管相隔1m。
第三步,将氯化铝溶液和腐殖酸溶液按照5m3/d分别注入粗砂层,当两种溶液混合后,产生络合反应,诱导铝-有机质络合物(Al-OM)原位形成并沉淀。同时,为保证氯化铝溶液与腐殖酸溶液充分反应,在注入的同时通过萃取管按照50m3/d将地下水进行采收,提高氯化铝溶液与腐殖酸溶液浓度。大约三天后,砂层中可形成渗透系数小于10e-7cm/s的垂直流动屏障。
aAl(aq)+bOM(aq)→cAl-OM(aq) (1)
式中,假设b=c=1,a=0.06
第四步,将注入管及萃取管取出,在相隔3m处将萃取管打入至细砂层,重复操作第二步及第三步,直至薄弱处地层全部形成垂直流动屏障。
沉淀的生成大大降低了土壤孔隙率,使渗透率高的土壤转化为渗透率低的土壤。

Claims (2)

1.一种钢板桩围堰的止水方法,其特征在于:包括三个步骤:修筑围堰结构、配置络合溶液、注入溶液;
所述围堰结构由钢板桩插打围合而成,该钢板桩均为预制的钢筋混凝土板件结构,钢板桩围绕施工设计地点围合呈矩形空间,且钢板桩围合而成的围堰结构在内部空间的四个直角位置修筑有连接两边直角边的加强稳定板,围堰结构中部修筑有连接围堰两平行边的中心加强稳定板;
所述配置络合溶液,该络合溶液包括有铝溶液和有机质溶液,其中铝溶液由氯化铝与水混合而成,浓度为0.09~0.11g/l;有机质溶液由腐殖酸与水混合而成,浓度为0.5~0.74g/l;
所述注入溶液,在围堰外侧地质条件较弱处沿围堰周边外2m打入萃取管、氯化铝溶液注入管及腐殖酸溶液注入管;其中,萃取管及注入管均为32mm直径的注浆管,氯化铝溶液注入管及腐殖酸溶液注入管分别与萃取管相隔1m;将氯化铝溶液和腐殖酸溶液按照5m3/d分别注入粗砂层,当两种溶液混合后,产生络合反应,诱导铝-有机质络合物原位形成并沉淀;同时,通过萃取管按照50m3/d将地下水进行采收,提高氯化铝溶液与腐殖酸溶液浓度,以在砂层中形成渗透系数小于10e-7cm/s的垂直流动屏障;重复此步骤直至薄弱处地层全部形成垂直流动屏障。
2.根据权利要求1所述的一种钢板桩围堰的止水方法,其特征在于:所述注入溶液中,最后的重复步骤,将氯化铝溶液注入管、腐殖酸溶液注入管和萃取管取出,在相隔3m处将萃取管打入至细砂层,重复操作注入溶液步骤,直至薄弱处地层全部形成垂直流动屏障。
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