排涝站深基坑防渗围封优化设计探析

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1、排涝站深基坑防渗围封优化设计探析　　摘要：目前水利工程中排涝站对城市及乡村排涝减灾起着越来越重要的作用，尤其在最近十年，出现了大批大中型排涝站新建并相继竣工，取得了不少经验，但在施工过程中也存在不少问题。本文主要探讨排涝站强透水地基在深基坑开挖过程中普遍存在大量渗水所采取的防渗方案进行优化设计。关键词：排涝站、深基坑、围井试验、防渗围封、优化设计中图分类号：TU528.32文献标识码：A文章编号：由于围封效果直接影响排涝站基坑开挖的成败，非常关键，设计方要求先做围井试验，并结合实际施工情况综合考虑围封方案，从而对原设计方案进行进一步优化。1工程概况勘察单位对某排涝站所在的站址位置进行了地质

2、钻探，钻探结果表明，站址建基面下砂层较厚，且埋藏深。当时因考虑高压定喷比高压摆喷节省费用，且站闸范围底部主要为深厚砂层，仅混有少量小砾石，故综合建设成本等因素后，推荐使用了高压定喷方案进行防渗围封处理，孔距为1.60m。2定喷围封试验情况5为验证防渗效果，施工单位在排涝站站闸左侧进行高压定喷围井试验，围井试验在钻孔过程中，对地质进行抽芯取样，取了3个样，发现底部粗砂层含有少量卵砾石，用抽水机做抽水试验时发现渗水量较大经过反复多次抽水试验都无法有效降低地下水位，表明围封效果较差；为了查明定喷的有效长度和厚度，工程的建设单位、设计、监理要求施工单位增加做了一个试验孔，定喷完成7天后，开挖出来成

3、墙最厚约12cm，最薄约2cm，预计在含有卵砾石的粗砂层最薄弱处可能成墙不连续，导致漏水较严重。3防渗围封方案一次优化根据原地质勘查报告及试验过程所反映的问题和现场察看的地质钻探取出的岩芯情况表明，在下部粗砂层的确存在少量卵砾石，根据高压喷射灌浆规范（DL/T5200-2004）中各种形式高喷墙的适用条件：定喷和小角度摆喷适用于粉土和砂土地层，大角度摆喷适用于各种地层（特别是卵砾石层）。当时选择了高压定喷灌浆方案是出于节约成本的考虑，但由于底部粗砂层含少量卵砾石的存在（处于临界条件），根据试验情况，实际高压定喷灌浆方案达不到预期效果，需要修改设计方案，为此决定由设计单位提出摆喷围封方案，并

4、重新做试验，再根据试验情况确定最终方案。1）设计计算5由于围封效果直接影响排涝站基坑开挖的成败，非常关键，本次优化方案设计根据围封位置的地质情况，并结合实际施工情况综合考虑将原高压定喷围封改为高压摆喷围封方案。高压定（摆）喷注浆孔孔距计算参考《地基处理与基坑支护工程》（中国地质大学出版社）高压定（摆）喷地面最大孔距计算公式：式中：L0—喷射板墙有效长度，参考《高压喷射注浆施工操作技术规程》（HT/T20691-2006)并结合实际施工经验，砂砾中摆喷板墙有效长度L0=1.0，定喷L0=1.05；H—钻孔设计深度，H=21.55m；θ—喷射方向与喷射孔连线的夹角，θ=15°；λ—钻孔垂直度偏

5、差，按《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》（DL/T5200-2004）取值为1%；计算得高压摆喷最大孔距为1.52m，为确保有效搭接，根据相关类似工程的经验，试验孔距实际取1.50m。2）摆喷围封试验情况为了验证高压摆喷灌浆在本次围封实施的可行性与高压摆喷灌浆在该土质中成墙后的渗透性和成墙的有效长度及桩间搭接效果，最终确定正常施工的施工参数，施工方进行围井试验。围井由4根桩构成，采用三管法高压摆喷灌浆工艺，折线连接，夹角15°摆角30°，间距1.5m。底部进入相对不透水层1.0m，顶部至地面。52011年5月24日，进行注水试验。依据现场围井试验数据及设计基坑高程数据计算得出渗透系数为k

6、＝2.16×10-5cm/s。6月6日，围井内外侧开挖2m。从上部2m墙体来看，墙体喷射的半径长度不均匀，最长半径可达1.2m，最短的仅有0.7m，较短半径部位墙体搭接不充分。墙体最小厚度8～10cm，最厚部位25cm左右。墙体呈青灰色，强度较高。4防渗围封方案二次优化1）设计计算（1）内河泵房侧基坑渗水量计算计算参数依据现场围井试验数据及设计基坑高程数据：渗透系数K＝2.16×10-5cm/s,围封墙平均厚为15cm，泵房基坑底高程约为4.0m，外江侧基坑高程约为6.5m，汛期地下稳定水位为9.50m，不透水层高程为-9.0m。泵房基坑围封周长L＝285m，其他部分围封周长L＝436m。

7、1）泵房基坑渗水量计算（按1小时计算，下同）式中:V—基坑渗水量，m3；K—渗透系数,依据现场围井试验数据K＝2.16×10-5cm/s；L—基坑周长，L=285m；H—地下水位至不透水层的深度，H=9.50-（-9.0）＝18.50m；h0—基坑底至不透水层的深度，h0＝4-(-9.0)=13m；5t0—摆喷墙平均厚，t0＝15cm；t—渗透时间，按1小时计算,t＝3600s。5