CN116397683B - 一种应急突涌封堵结构的施工方法 - Google Patents

一种应急突涌封堵结构的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应急突涌封堵结构的施工方法,封堵结构包含位于集水坑内的观测孔,套接于观测孔外侧封堵钢管、连接于钢管顶部的封堵板、设置于集水坑内部底层的碎石层以及连接于碎石层上方的钢筋混凝土层;本发明通过封堵钢管和封堵板的联用,分两次压入地下,一次临时快速封堵突涌点,第二次含封堵板将承压水压至设计标高,不影响后续基础施工;通过钢筋网的固定,加固区的喇叭形设置等利于保证突涌点的进一步封堵;且可在后续混凝土浇筑时定位封堵钢管不发生偏移;通过混凝土、碎石层、加固区以及原先的覆土层,形成新的加固厚度的承压水上部土层,保证了承压水不再突涌,做到了更大范围的处置。

Description

一种应急突涌封堵结构的施工方法
技术领域
本发明属于应急突涌处置技术领域,特别涉及一种应急突涌封堵结构的施工方法。
背景技术
在基坑施工中,发生突涌会极大影响施工质量和安全。为了应对突涌,常会通过钢管进行封堵,且往钢管中填入粘性土或封堵材料,并将钢管中的水进行抽出;但是这样的处置方式,不利于现场快速处置,因为钢管正对应承压水的突涌点,其承压水的水头高,流速大,极不易进行管内封堵;还有将封堵的钢管与上部支撑梁连接,这样不仅不利于钢结构的稳定,而且承压水会与上部结构产生相互力的作用,影响施工质量。
发明内容
本发明提供了一种应急突涌封堵结构的施工方法,用以解决快速进行突涌点的封堵、封堵的加固以及适应基础施工等技术问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种应急突涌封堵结构的施工方法,应急突涌封堵结构包含位于集水坑内的观测孔,套接于观测孔外侧封堵钢管、连接于钢管顶部的封堵板、设置于集水坑内部底层的碎石层以及连接于碎石层上方的钢筋混凝土层;
所述观测孔向下穿出覆土层至承压水层,观测孔内填充满承压涌水,承压涌水突涌为点状;
所述封堵板位于钢筋混凝土层内部,钢筋混凝土层顶部与集水坑顶部齐平;
应急突涌封堵结构的施工方法,具体步骤如下:
步骤一、根据集水坑内承压涌水的位置,结合承压涌水量,分析承压涌水来自的地下水层,而后确定封堵钢管的长度;根据集水坑底部观测孔的直径确定封堵钢管的直径;其中封堵钢管的直径大于观测孔的外径;
步骤二、将封堵钢管向下压入直至封堵钢管底部伸入覆土层或承压水层,封堵钢管内填充承压涌水且承压涌水的水头在封堵钢管顶面以下;
步骤三、在封堵钢管顶部焊接封堵板,焊接为满焊且封堵板厚度适应承压涌水水头的强度;而后再向下压封堵钢管,封堵板至集水坑高度满足设计基础基层厚度;
步骤四、将集水坑内的承压涌水内的滞水进行抽出,并清理集水坑底部的淤泥;待清理完成后,在封堵钢管的四周预埋注浆管;
步骤五、注浆采用压力注浆,对封堵钢管四周形成密实的加固层;待加固层达到设计强度,在基坑底部铺设碎石层并在碎石层上绑扎钢筋网;
步骤六、钢筋网绑扎完成,浇筑混凝土;混凝土顶面与集水坑顶面齐平,养护混凝土完成后即完成了突涌的封堵。
进一步的,在碎石层处封堵钢管四周填充砂浆,填充的砂浆与注浆管在覆土层中形成的加固层一体连接。
进一步的,在钢筋网处的封堵钢管四周焊接锚固钢筋,至少包含十字形固定钢筋;在多层钢筋网处还设置有竖向加强筋或斜撑。
进一步的,注浆管为双液注浆,注浆管以封堵钢管为中心布置,中心密向四周稀疏布置;中心区的注浆管自上而下设置有注浆孔,四周的注浆管注浆孔布置依次增高。
进一步的,注浆时自下而上形成加固层;加固层以封堵钢管为中心的喇叭状或八字状。
进一步的,封堵板内部设置有防水垫或防水镀层,且封堵板顶部设置有应力传感器;在插入和封堵过程中监测封堵板压力不超过设计值。
进一步的,钢筋网包含水平横筋、水平纵筋和竖向筋,其中竖向筋连接于水平横筋和水平纵筋形成的钢筋网片上;所述水平横筋和水平纵筋的长度对应混凝土尺寸所需长度。
进一步的,碎石层为级配碎石,碎石层厚度不小于200mm且适应上方混凝土的浇筑;混凝土为高强防渗混凝土。
进一步的,混凝土浇筑完成后,通过混凝土、碎石层、封堵钢管和封堵板以及加固区结合原先的覆土层形成新的承压水的上覆土层;再通过应力传感器监测突涌点的压力变化,直至压力平稳封堵板至集水坑高度满足设计基础基层厚度。
本发明的有益效果体现在:
1)本发明通过封堵钢管和封堵板的联用,分两次压入地下,一次临时快速封堵突涌点,第二次含封堵板将承压水压至设计标高,不影响后续基础施工;其中第一次压入后不在封堵钢管内进行封堵和抽水,可快速进行涌水封堵;
2)本发明通过钢筋网的固定,加固区的喇叭形设置等利于保证突涌点的进一步封堵;且可在后续混凝土浇筑时定位封堵钢管不发生偏移;
3)本发明通过混凝土、碎石层、加固区以及原先的覆土层,形成新的加固厚度的承压水上部土层,保证了承压水不再突涌,做到了更大范围的处置。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解;本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
图1是集水坑内突涌点位置俯视示意图;
图2是集水坑内突涌点位置竖向剖面示意图;
图3是封堵钢管插入施工示意图;
图4是封堵板安装施工示意图;
图5是待封堵板再次插入施工示意图;
图6是清理集水坑底部施工示意图;
图7是注浆管分布示意图;
图8是注浆管剖面施工示意图;
图9是钢筋网施工示意图;
图10是浇筑混凝土施工示意图。
附图标记:1-集水坑、2-观测孔、3-承压涌水、4-覆土层、5-封堵钢管、6-封堵板、7-注浆管、8-碎石层、9-钢筋网、10-混凝土。
具体实施方式
以某会议中心永久会址施工为例,在施工基坑时,突遇观测点涌水。涌水处直径约150mm的突涌井点,出水量巨大,每小时约130m³/h,经地勘人员现场分析得出此水来自第六层承压水。为防止水泡槽,决定对此突涌井进行封堵措施如下:
地勘人员现场分析得出此水来自第六层承压水,为防止水泡槽,决定对此突涌点进行封堵措。应急突涌封堵结构包含位于集水坑1内的观测孔2,套接于观测孔2外侧封堵钢管5、连接于钢管顶部的封堵板6、设置于集水坑1内部底层的碎石层8以及连接于碎石层8上方的钢筋混凝土层;观测孔2向下穿出覆土层4至承压水层,观测孔2内填充满承压涌水3,承压涌水3突涌为点状;封堵板6位于钢筋混凝土层内部,钢筋混凝土层顶部与集水坑1顶部齐平。其中,碎石层8为级配碎石,碎石层8厚度不小于200mm且适应上方混凝土10的浇筑;混凝土10为C40、P8高强防渗混凝土。其中,封堵板6为500×500×15mm厚钢板制作而成,钢管直径为300mm, 壁厚5mm,长度为6米。
结合图1至图10所示,进一步说明应急突涌封堵结构的施工方法,具体步骤如下:
步骤一、根据集水坑1内承压涌水3的位置,结合承压涌水3量,分析承压涌水3来自的地下水层,而后确定封堵钢管5的长度;根据集水坑1底部观测孔2的直径确定封堵钢管5的直径;其中封堵钢管5的直径大于观测孔2的外径。
步骤二、将封堵钢管5向下压入直至封堵钢管5底部伸入覆土层4或承压水层,封堵钢管5内填充承压涌水3且承压涌水3的水头在封堵钢管5顶面以下;封堵钢管5垂直压入突涌点500mm,封住水不向外流,由于此水为承压水,插入钢管后水在压力作用下,水头上涨距离坑底约2米,未冒出钢管顶部。
步骤三、在封堵钢管5顶部焊接封堵板6,焊接为满焊且封堵板6厚度适应承压涌水3水头的强度;通过挖掘机再向下压封堵钢管5,封堵板6至集水坑1高度满足设计基础基层厚度;其中,封堵板6内部设置有防水垫或防水镀层,且封堵板6顶部设置有应力传感器;在插入和封堵过程中监测封堵板6压力不超过设计值。垂直向下压管,使得钢管顶部距离坑底700mm时停止。
步骤四、将集水坑1内的承压涌水3内的滞水进行抽出,并清理集水坑1底部的淤泥;待清理完成后,在封堵钢管5的四周预埋注浆管7。
步骤五、注浆采用压力注浆,对封堵钢管5四周形成密实的加固层;待加固层达到设计强度,在基坑底部铺设碎石层8并在碎石层8上绑扎钢筋网9。
本实施例中,注浆管7为双液注浆,注浆管7以封堵钢管5为中心布置,中心密向四周稀疏布置;中心区的注浆管7自上而下设置有注浆孔,四周的注浆管7注浆孔布置依次增高。注浆时自下而上形成加固层;加固层以封堵钢管5为中心的喇叭状或八字状。
本实施例中,在碎石层8处封堵钢管5四周填充砂浆,填充的砂浆与注浆管7在覆土层4中形成的加固层一体连接。其中,碎石层8200mm厚。
步骤六、钢筋网9绑扎完成,浇筑混凝土10;混凝土10顶面与集水坑1顶面齐平,养护混凝土10完成后即完成了突涌的封堵。
本实施例中,钢筋网9包含水平横筋、水平纵筋和竖向筋,其中竖向筋连接于水平横筋和水平纵筋形成的钢筋网9片上;所述水平横筋和水平纵筋的长度对应混凝土10尺寸所需长度。其中,在钢筋网9处的封堵钢管5四周焊接锚固钢筋,至少包含十字形固定钢筋;在多层钢筋网9处还设置有竖向加强筋或斜撑。
混凝土10浇筑完成后,通过混凝土10、碎石层8、封堵钢管5和封堵板6以及加固区结合原先的覆土层4形成新的承压水的上覆土层4;再通过应力传感器监测突涌点的压力变化,直至压力平稳封堵板6至集水坑1高度满足设计基础基层厚度。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应急突涌封堵结构的施工方法,其特征在于,应急突涌封堵结构包含位于集水坑(1)内的观测孔(2),套接于观测孔(2)外侧封堵钢管(5)、连接于钢管顶部的封堵板(6)、设置于集水坑(1)内部底层的碎石层(8)以及连接于碎石层(8)上方的钢筋混凝土层;
所述观测孔(2)向下穿出覆土层(4)至承压水层,观测孔(2)内填充满承压涌水(3),承压涌水(3)突涌为点状;
所述封堵板(6)位于钢筋混凝土层内部,钢筋混凝土层顶部与集水坑(1)顶部齐平;
应急突涌封堵结构的施工方法,具体步骤如下:
步骤一、根据集水坑(1)内承压涌水(3)的位置,结合承压涌水(3)量,分析承压涌水(3)来自的地下水层,而后确定封堵钢管(5)的长度;根据集水坑(1)底部观测孔(2)的直径确定封堵钢管(5)的直径;其中封堵钢管(5)的直径大于观测孔(2)的外径;
步骤二、将封堵钢管(5)向下压入直至封堵钢管(5)底部伸入覆土层(4)或承压水层,封堵钢管(5)内填充承压涌水(3)且承压涌水(3)的水头在封堵钢管(5)顶面以下;
步骤三、在封堵钢管(5)顶部焊接封堵板(6),焊接为满焊且封堵板(6)厚度适应承压涌水(3)水头的强度;而后再向下压封堵钢管(5),封堵板(6)至集水坑(1)高度满足设计基础基层厚度;
步骤四、将集水坑(1)内的承压涌水(3)内的滞水进行抽出,并清理集水坑(1)底部的淤泥;待清理完成后,在封堵钢管(5)的四周预埋注浆管(7);
步骤五、注浆采用压力注浆,对封堵钢管(5)四周形成密实的加固层;待加固层达到设计强度,在基坑底部铺设碎石层(8)并在碎石层(8)上绑扎钢筋网(9);在碎石层(8)处封堵钢管(5)四周填充砂浆,填充的砂浆与注浆管(7)在覆土层(4)中形成的加固层一体连接;
步骤六、钢筋网(9)绑扎完成,浇筑混凝土(10);混凝土(10)顶面与集水坑(1)顶面齐平,养护混凝土(10)完成后即完成了突涌的封堵;
混凝土(10)浇筑完成后,通过混凝土(10)、碎石层(8)、封堵钢管(5)和封堵板(6)以及加固区结合原先的覆土层(4)形成新的承压水的上覆土层(4);再通过应力传感器监测突涌点的压力变化,直至压力平稳封堵板(6)至集水坑(1)高度满足设计基础基层厚度。
2.如权利要求1所述的一种应急突涌封堵结构的施工方法,其特征在于,在钢筋网(9)处的封堵钢管(5)四周焊接锚固钢筋,至少包含十字形固定钢筋;在多层钢筋网(9)处还设置有竖向加强筋或斜撑。
3.如权利要求1所述的一种应急突涌封堵结构的施工方法,其特征在于,注浆管(7)为双液注浆,注浆管(7)以封堵钢管(5)为中心布置,中心密向四周稀疏布置;中心区的注浆管(7)自上而下设置有注浆孔,四周的注浆管(7)注浆孔布置依次增高。
4.如权利要求1所述的一种应急突涌封堵结构的施工方法,其特征在于,注浆时自下而上形成加固层;加固层以封堵钢管(5)为中心的喇叭状或八字状。
5.如权利要求1所述的一种应急突涌封堵结构的施工方法,其特征在于,封堵板(6)内部设置有防水垫或防水镀层,且封堵板(6)顶部设置有应力传感器;在插入和封堵过程中监测封堵板(6)压力不超过设计值。
6.如权利要求1所述的一种应急突涌封堵结构的施工方法,其特征在于,钢筋网(9)包含水平横筋、水平纵筋和竖向筋,其中竖向筋连接于水平横筋和水平纵筋形成的钢筋网(9)片上;所述水平横筋和水平纵筋的长度对应混凝土(10)尺寸所需长度。
7.如权利要求1所述的一种应急突涌封堵结构的施工方法,其特征在于,碎石层(8)为级配碎石,碎石层(8)厚度不小于200mm且适应上方混凝土(10)的浇筑;混凝土(10)为高强防渗混凝土。
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