公路拉槽段地下水控制措施.pdf

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1、器道路与交通工程Road&TrafficEngineering公路拉槽段地下水控制措施黎翔，张思海(北京国道通公路设计研究院，北京100053)摘要：在公路拉槽T程中．地下水的控制多采用盲沟配合泵站降水的方法，因此介绍了一种在公路拉槽工程中能够有效控制地下水的结构——地下连续墙，并着重介绍了使用该结构时对地下水控制的计算方法和措施。关键词：公路；地下连续墙；地下水；水平防渗体系中图分类号：U455．452文献标志码：B文章编号：1009—7767(2013)01—0022—03ControlMeasureso

2、fGroundwaterforHighwayUndercrossingLiXiang，ZhangSihai地下连续墙技术在20世纪50年代初起源于意大利⋯．是综合了石油钻井以及水下浇筑混凝土技术而发展起来的。我国于20世纪50年代末首次将这种结构应用在水利工程防渗墙的建设中。近年来伴随着设计理论、施工技术的快速发展．这项技术已广泛应用于水利、建筑、交通等各行业的建设中。地下连续墙结构不仅具有刚度大、抗渗漏性能好、施T振动小、地质适应性强，能够作为永久工程等优点，而且可以紧靠建筑物边缘施工，对周围的环境影响小，

3、非常适宜在城区建筑密集群内施工。在某些特定的条件下．如公路下挖段处于房屋密集地区。周围有重要建筑物、管道甚至河流堤岸等，不仅路段无法放坡，甚至挡土墙的开挖放坡亦受限导致无法施工，同时伴随着地下水处理、软弱地基等问题的出现．使公路设计人员在道路挡土结构形式上开始采用深基坑防护结构——地下连续墙结构。该结构不仅解决了受放坡限制的下挖段路基开挖的防护问题，并且开挖后的外露部分经简单装饰还可以作为永久性外墙使用。特别是在地下水环境复杂的地区采用该种结构，可以很好地控制地下水，避免了传统的下挖路段设计中长期、大范围的盲

4、沟降水导致的环境污染问题。1地下水的控制与处理地下水的控制与处理一向是公路拉槽T程的难点，特别是对于砂类和粉土类透水性大的地层，能否处理22辛荭投术2013No．1(Jan．)V01．31好地下水往往成为T程成败的关键。公路下穿铁路工程与建筑基坑不同，开挖后不再回填，因此对地下水的处理是一个长期的过程，而传统的、毫无顾忌的降水方式肯定会在越来越多的工程设计中被禁止，这就对工程设计人员提出了在保证T程安全的前提下必须控制降水强度的要求。地下连续墙本身是一种效果非常好的竖向防渗结构．所以不必考虑道路外侧(墙体外侧

5、)的降水，而且这种竖向防渗结构的设置还可以大量减少施工中和运营阶段的降水量。对于墙体内侧下挖路基而言，控制地下水位有2种方法：设置盲沟和水平防渗结构。实际T程中设置盲沟排水较为简便，工程造价也较低，在降水量不大的情况下可优先采用。对于降水量较大、地下水环境敏感度大的地区则应考虑在墙内侧下挖路基处设置水平防渗结构。1．1渗透破坏的形式及判别渗透破坏是由浮力和渗透力共同作用的结果。饱和土体中的压力水头差即动水压力形成渗透力(渗透水流施予单位土体内土粒上的拖拽力称为渗透力[21)，其作用方向与流线平行。基坑工程的破

6、坏点位于流线方向向上的基坑内坡角或渗透系数相差悬殊的地层交接层面处．若有承压水层存在则可能发生突涌破坏和水力劈裂

7、3J破坏。1．1．1流土、流砂【2J在饱和粉土、粉细砂、淤泥等地层中，当渗流方向的渗透力大于或等于其浮密度时．就会产生流土或流砂。墙后地下水的渗流流线在墙后基本上是竖直向下的，绕过墙趾后再向上从坑边附近渗出(如图l所示)。图1流土验算示意图若土层为均质透水层，则地下水渗流的水力坡降，．舰。式中：h为坑内外水位差，m；L为流线总长度，m。如图l所示，判断流土是否产生的公式为：k=hi(h+2t)；／

8、o，=(G。一1)(1一n)。当k，c，假则土处于流土状态。式中：，n。为紧贴墙面的最短流线长度所对应的最大水力坡降：h为坑内外水位差，m；f为墙体埋深，ill；，c，为流土的临界水力比降；G。为土的颗粒密度与水的颗粒密度之比；凡为土的孔隙度，％；E为安全系数。1．1．2管涌在颗粒粗细相差较大的地层中．由于水头差形成的具有较大流速的地下水流将细颗粒带走的现象称为管涌。基坑坡角及附近土体是否形成管涌，可用，<，盯假(其中，cr=芈)来判断，若该式成

9、立则不会发生、／笋管涌。式中：，为该处土体的实际水力坡降；，c，为土的管涌临界水力比降；K为土的渗透系数，ends；cf3为相应于颗粒分布曲线上含量为3％的粒径，cm。1．1．3突涌由于基坑内外存在潜水压力差和潜水接受了新的补给源，当潜水或承压水扬压力超过了坑底上覆不透水层重量及抗剪强度时，就会形成突涌。突涌能将坑底拱裂直接影响工程安全，因此了解基坑地下水位、各层土质状况后，在薄弱位置处可采取井点降