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钢波纹管加固在处理湿软地基中的应用

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浏览:- 发布日期:2018-02-01 10:08:33【

第41卷第36期 2 0 1 5年1 2月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vo1.41 No.36 Dec. 2015 ·59 · 文章编号:1009—6825(2015)36—0059·02 钢波纹管涵加固在处理湿软地基中的应用 李亮宾 (山西路桥集团国际交通建设工程有限公司,山西太原030006) 摘要:介绍了打孔钢波纹管涵加固的材质及受力特性,并结合工程实例,从施工放样、基坑开挖、钢波纹管涵加固安装、回填等方面,阐述了钢 波纹管在湿软地基处理中的应用,指出打孔钢波纹管涵加固操作简单、施工效率高、耐久性强,值得推广应用。 关键词:钢波纹管,基坑,软基处理,地下水 中图分类号:TU447 文献标识码:A 1 概述 我国目前由于基础设施建设的不断加大,耕地面积越来越 少,高速公路的选线大多在山岭重丘区,而穿越V字形山沟,软基 处理成为施工需要面对的难题,传统的处理软基的方法很多,如 CFG桩,片石挤淤、换填砂砾、换填碎石等,但对于地下水位较深、 水量较大的地区,传统的处理方法不能彻底解决施工中的难题, 通车后都会因为地下水位的上升引起路基的下沉,造成路面的损 坏。随着我国经济的发展,新材料、新工艺不断被应用到高速公 路建设中,钢波纹管涵加固作为一种新材料及新结构,具有延伸性好,变 形能力强,抗不均匀沉降性能好,能适应不同的复杂地形等优点, 此外还具有重量轻、设计简单、施工难度低、周转快等特点,因此 把钢波纹管打孔埋入地下,把地下水位控制在一定高度并快速排 出,既节省了工期,又保证了软基处理的质量。 2 打孔钢波纹管涵加固的构造及特性 2.1 钢波纹管的材质 打孔钢波纹管采用镀锌钢管,管的直径为500 m/El,孔的直径 为5 mm,孔间距75 mm,每断面3孔错位排列,管底部1/4高度范 围内不打孔,在其上部分均匀分部打孔,为了运输及吊装方便,做 成4 m一截,采用法兰连接。


2.2 受力特性 1)变形能力强。打孔钢波纹管涵加固是一种柔性结构,在结构上具 有横向补偿位移的优良特性,可充分发挥钢材抗拉性能强,变形 性能优越的特点,具有较大抗变形能力和抗沉降能力,因而避免 了路基的不均匀沉降,提高了路基的整体稳定性。2)耐久性好。 钢波纹管涵加固采用工厂加工制作,出厂前管身及配套配件均经过热镀 锌处理,每一道制作工序都有严格的质量检测把关。3)操作简 单、便于抢工期。软基处理,对施工工期要求严,一场雨过后,给 软基处理带来更大的麻烦,采用打孔钢波纹管涵加固具有安装快,操作 简单,更适合抢工期。钢波纹管涵加固基础完成后,1 d可以安装完成 100 m,并立即发挥效用,减少了人力、物力的投入,产生的经济效 益是其他处理方法无法比拟的。采用法兰加螺栓连接,施工工具 简单,具有可操作性。4)避免大量开挖,对生态破坏小。钢波纹 管不需要大面积开挖,而且采用钢结构,避免使用大量的片石、 砂、水泥等材料,更利于环保。 3 工程实例 1)山西省某高速公路在施工过程中有300 m路基位于山沟 地带,两侧山体高度在100 m左右,路基从山沟穿过,山体土质为 Q ,Q,黄土覆盖,下面为N 红粘土,由于常年雨水,覆盖的黄土 雨水下渗,而红粘土为隔水层,所以在两种土质的结合部位出现 收稿日期:2015-10—16 作者简介:李亮宾(1980一),男,工程师 了渗水现象,而且水位高,流量较大。山沟地带植被覆盖,受洪水 的影响,多年沉积,出现了淤泥层,厚度在4 m一5 m左右,在施工 过程中,机械无法清表。 针对上述情况,处理软地基必须解决地下水的问题,把地下 水控制在一定高度,而且使地下水顺利排出,成为首要问题。地 下出水点在原地面3 m以下,受地形限制,不适合大面积开挖,考 虑到地基承载力、混凝土不宜浇筑等诸多因素的影响,传统的混 凝土管施工存在很大的困难。打孑L钢波纹管的使用,解决了很多 混凝土管不利的施工条件,在排出地下水中,起到了很好的作用。 2)打孔钢波纹管涵加固的材质要求。钢波纹管涵加固要求采用镀锌钢管, 管的直径为500 mm,孔的直径为5 mm,孔间距75 mm,每断面 3孔错位排列,管底部1/4高度范围内不打孔,在其上部分均匀分 部打孔。


3)施工工艺。 a.施工放样。在沿路基的前进方向左中右各埋一道管,最后 在最低处埋设横向管,把水引出路基之外,采用三通连接,放样完 成后,洒开挖灰线,并做好原地面标高测量工作。 b.基坑的开挖。采用220型挖掘机沿灰线开挖,根据现场多 处开挖探坑所掌握的情况,基坑深度在3 m左右,基坑挖到红粘 土与黄土结合部位1 iT/以下,坡度不得小于0.25% ,开挖宽度 1.5 m,随时测量开挖深度,挖出的淤泥装车运到指定地点。 c.基坑的处理。基坑开挖完成后,人工进行整平,为了防止 地下水下渗,整平完成后下铺防渗土工布,防渗土工布宽度为基 坑宽度,两边预留50 cm的高度,然后机械配合人工铺20 cm厚 30 mm一50 mm碎石,作为找平层,再次复核波纹管中线、高程。 d.钢波纹管涵加固的安装。为了防止泥沙堵住渗水孔,用渗水土工 布包裹,安装时1/4不打孔面朝下,钢波纹管涵加固从上游开始安装,采 用吊车吊装,安放第一节管使管中心与基础纵向中心线平行,同 样把第二节管放置就位,当两根管相邻3 cm~5 cm缝隙时,用小 撬棍对准法兰上的螺栓孔,使其两根管法兰上的螺栓孔对正,这 时从第二节管的另一端用撬杠撬动管节,使其纵向平移,当两法 兰间距在2 cm左右时,穿上螺栓,拧上螺丝,带平扣即可。此后以 此方式逐节依次连接,三道波纹管可同时进行。纵向波纹管安装 完成后,分别采用三通与横向管连接,注意横向管的坡度,使水流 能顺利排出路基之外。 e.回填。钢波纹管涵加固安装完毕后,在基坑两侧铺渗水土工布, 然后回填30 mm~50 mm碎石,填筑到距离管顶300 mm时,采用 打夯机夯实,然后每层填筑厚度不超过300 mm,逐层夯实,直至与 原地面高度一致。 f注意事项。钢波纹管涵加固安装前要准确放出波纹管的轴线,确定 第41卷第36期 · 60· 2 0 1 5年1 2月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vo1.41 NO.36 Dee. 2015 文章编号:1009—6825(2015)36—0060.03 瞬变电磁法在煤矿采空区积水探测中的应用 路翠霞 (山西省地质勘查局二一二地质队,山西长治046000) 摘要:简述了瞬变电磁法的工作原理及其优势,介绍了瞬变电磁仪的特征和使用方法,结合工程实例,论述了瞬变电磁法的具体 应用,并分析了瞬变电磁法的实际勘探效果,指出该方法进行采空区积水探测是可行的、有效的,值得推广应用。 关键词:瞬变电磁法,采空区,电阻率 中图分类号:P631.325 2009年,山西煤矿企业兼并重组后,各煤矿由原来的短壁刀 柱炮采、以掘代采等回采率较低的采煤方法转变为长壁式采煤方 法,采用综合机械化一次采全高的先进采煤工艺。但同时大部分 矿井也面临上组煤层资源枯竭,需开采下组煤层的局面。而在开 采下组煤层时,老空(窑)积水、矿井回采后采空区积水、采空区下 山巷道封闭积水可能溃入矿井,因其瞬间水量较大,极易造成恶 性人身伤害或透水停产事故。按照“预测预报、有掘必探、有采必 探、先探后掘、先探后采”的防治水工作原则,需采用地球物理勘 探等科学手段,查明矿井水文地质情况,特别是采空区、相邻矿井 之间及关闭矿井老空(窑)积水等情况,为煤矿防治水工作提供依 据,保证煤矿安全生产。 瞬变电磁法利用电磁感应原理,以其勘探深度大、体积效应 小、工作效率高、受地形影响小、横向分辨率高、对低阻地质体反 应灵敏等优点,在探测煤层采空区积水、煤层顶底板含水层及构 造富水性等方面越来越受到人们的重视。本文结合实际工作分 析总结了瞬变电磁法在采空区积水探测中的实用性和有效性。 1 瞬变电磁法工作原理 瞬变电磁法(TEM)是利用不接地回线或接地电极向地下发 送脉冲式一次电场,用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应 的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布,从而来解决有 关地质问题的时间域电磁法。TEM是以电磁感应定律为原理,以 水流方向,横向管的位置设置,波纹管的安装必须按照图纸所示 的位置和坡度敷设。管身安装前检查碎石垫层是否平整,管身必 须紧贴碎石层,中间不得有空隙,碎石顶标高要准确测量。管身 安装要先安装上游,安装完成后检查管节连接是否牢固,不得出 现管道凹陷和逆坡。


4 检查验收 打孔钢波纹管涵加固安装完成24 h后,管道开始排水,由于碎石的 缘故,排出的水为清水,48 h后水流加大,并一直保持,再次开挖 文献标识码:A 电阻率差异为基础,在没有一次场背景的情况下观测纯二次场异 常,通过测量断电后二次场随时间的变化规律,可得到不同深度 的地电特征。 2 地球物理特征 地球物理勘探方法以各岩层的物理性质差异为勘探对象及 解释依据。瞬变电磁勘探的理论依据是利用组成地下介质层间 的电性差异:含煤地层为沉积岩地层,地层横向稳定、成层性较 好,其电阻率与地层岩性对应,具有较好的成层规律。当煤层采 空后为空洞或塌陷冒落后不含水时,电阻率值远高于周围岩层, 表现为高阻特征;若采空区充水或岩层裂隙发育含水时,电阻率 值则低于周围岩层,在断面图上会形成横向上的低阻异常,在顺 层切片图中可形成封闭的低阻异常。可以依据同一层位中相对 的低阻异常反映来划分采空积水区和富水异常区的分布范围。 3 工作方法技术 瞬变电磁勘探使用仪器为加拿大GEONICS公司生产的PRO. TEM一67型瞬变电磁仪,是目前国际上最先进的瞬变电磁专业仪 器。该系统采用发射和接收分离结构,有5种野外观测装置,适 合不同深度的勘探,PROTEM一67型最大勘探深度为1 000 m一 1 200 m。此外,该仪器关断时间短、信息量大,不易失掉浅层信 号,在地层产状变化大的地区,一次布线可同时测量浅部和深部 信息。同时PROTEM瞬变电磁仪分辨率高,动态范围大,且有较强 探坑后,地下水位有所下降,对路基进一步处理后,没有发现地下 水上升现象,达到了预期的效果。 5 结语 打孔钢波纹管涵加固由于操作简单,对地下水的收集、引流发挥了 很大的作用,与传统的施工方法相比,效率高,见效快,耐久性好, 在处理地下渗水的使用中,非常少见。安装完成7 d后,地下水位 明显下降,土体板结加快,提高了路基的整体稳定性,为下一步路 基的填筑打下了良好的基础。


Application of rigid corrugated pipe in processing wet—soft foundation Li Liangbin (Shanxi Highway Bri@e Group International Traffic Construction Engineering Co.,Ltd,Ta~uan 030006,China) Abstract:With an introduction on material quality and stress properties of holed rigid corrugated pipe,combining with engineering examples, starting from aspects of construction sampling,foundation excavation,rigid corrugated pipe installation and backfill,the paper describes the ap— plieation of rigid corrugated pipe in processing wet—soft~undation,and finally points out its advantages,such as simple operation,high construe’ tion eficiency and strong durability.Therefore.it is worth promoting. Key words:rigid corrugated pipe,foundation,soft f0undation treatment,groundwater 收稿日期:2015—10—15 作者简介:路翠霞(1971 ),女,工程师


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