水管漏水造成地面下陷的处理方案

1 工程概况 某生活小区南侧沿主干路人行道近100米范围内地面塌陷、局部空洞,给居民交通及邻近建筑物造成重大安全隐患。原因是地下-5.6米深直径600㎜的主排污管道破裂,冲刷地下土层并随地下水流将周边部分土体带走,造成地面沉陷及38#、32#、29#住宅楼不均匀沉降、倾斜。必须对该管道进行开挖维修。具体情况如下: 1) 周边情况复杂,施工段沿线管道离38#楼最近处仅6.5米,管道上部埋设有一道煤气管道、一道暖气管沟及六孔通讯电缆一道。埋置深度在1.0~2.0米。 2) 地质情况 ①填土:可塑,性质不均匀,厚度1米左右;②Q4 黄褐色亚粘土和轻亚粘土交互成层,厚度2米左右,[R]=1.2㎏/C㎡ ES=60㎏/C㎡;③Q4灰色轻亚粘土、亚粘土呈薄层交互出现,厚度5米左右,[R]=1.0㎏/C㎡ ES=50㎏/C㎡;④Q4淤泥质粉质粘土,灰色,含分解和未分解有机质,厚度4米左右,[R]=0.8㎏/C㎡ ES=40㎏/C㎡;3) 水文情况 地下水埋深0.65~1.9米,为潜水型地下水。 4) 管道破损点的探明 利用管线探测仪(德国IPEK-摄像检测系统)深入地下管道内进行探测。见图1。检测出管道破裂的准确位置、破裂程度,为正确处理方案提供最直接依据。管线探测仪其技术特点①180度宽的观测视角②操作简便快速,一次检测即可探测管道内所有错接破裂等泄漏点③精确定位管道缺陷和泄露点(精确度1㎝)。 图1 5)经测量,38#、32#、29#楼均有不均匀沉降38#稍大但都在倾斜度允许范围内[Δ/Η≤1/1000],必须立即有效控制。 施工前现场平面见图2。 2 施工难点 1)基坑周边地埋通讯线路、暖气管沟特别煤气管道必须有力支护。 2)地下水位较高,位于基底之上;基坑较深,距建筑物较近,地下结构施工期间应阻止外围水进入坑内。需要确保支护止水体不产生渗漏现象,谨防基坑土壁坍塌,保证基坑安全。同时更要确保建筑物安全。 3)由于施工工期较长,在施工期间要保证排污畅通不影响附近三个居民小区的正常生活。 4)夜间居民区禁止施工,隔时施工的相邻桩与桩之间不能满足正常搭接要求,在接缝处要正确处理才能保证开挖后不漏水。 5)要切实做好措施,保证桩身质量。尤其是如何做好上部送桩以保证地面下1M的桩顶质量。 3 基坑支护方案设计 根据基坑开挖深度、场区内地质条件及现场周边实际情况以及规范要求,并考虑工期、经济、施工便捷方案可行,决定采用深层搅拌桩支护止水方案。 1)深搅桩间相互咬合,两桩间相互咬合横向≥15㎜、纵向≥20㎜,形成可靠的止水帷幕。 2)深搅桩中插入∮100长3M毛竹作为插筋,顶高控制在自然地面下-1M。插筋有利于与桩协同变形,保证基坑边坡稳定性。毛竹在桩成型后插入。实施效率高,效果可靠。 4 深搅桩的设计 1)应用重力式挡土墙设计原理,以最不利点考虑,选取三排格构式布置,加固宽度2.9M,桩长9M(-9M以下为不透水粘土层),有效桩长8M;经计算抗倾覆KP值≥1.5,满足支护要求。其主要作用是止水和护坡。 2)在38#楼南侧沿线43.1M及29#、32#楼南侧沿线40.9M采用?700双头桩、三排格构式布置。在38#、32#之间暖气管膨胀弯10M范围内三排桩布置。见图3、图4。 3)水泥选用P0.32.5普通硅酸盐水泥,掺入量为15%。 5 主要施工技术 总体施工顺序: 测量放线定位 深搅桩施工(同时插入毛竹筋) 养护 上部压顶施工 土方开挖及管线支护 井点降水 污水导流排放 施工测量监控 污水管道的修复 路面恢复 1)深层搅拌桩施工 ①施工工艺流程 采用四搅二喷成桩工艺,水灰比0.6~0.7,aw=15%。工艺流程如下: 测量定位 就位对中 制作固化剂浆液 开钻 延时9分钟 预搅下沉至设计深度 延时13分钟 搅拌提升 延时9分钟 重复下沉 延时13分钟 重复提升 桩机移位 ②主要技术措施 a根据工程地质报告显示加固深度范围内土层特性,选用ZJ37型双轴深层搅拌桩机两台,功率37KW双动力装置,满足本工程要求。 b保证成桩桩长关键是控制好入土深度≥9.0M,喷浆深度在-1.0M~-9.0M区间。 c控制好桩机垂直度,保证桩的垂直度控制≤0.5%;桩体成型后搭接长度(横向≥15㎜、纵向≥20㎜),以保证止水帷幕的严密性。 d严格执行下沉、提升规定时间和速度,速度要均匀以保证桩体搅拌均匀。本工程下沉速度≤1M/min;提升速度控制在0.5~0.6M/min。 e 开钻前,项目技术负责人对钻进速度、复搅次数、喷浆速度和次数及停浆面向作业人员作技术交底,特别对水泥用量、水泥浆液水灰比进行检查。 d 集料斗中水泥浆液要按每根桩水泥耗料配制和水灰比要求随拌随用,避免存放时间过长,停放时间超过2小时禁用。 c 保证地面下1M的桩头质量。上部送桩时在桩架上划上标高1M~2M分界线,当桩钻提升至2M刻度线时,速度减慢,搅拌上升,当提升到离地面0.5M停止搅拌数秒,保证桩顶0.5M保护层,最后提出地面。 d停浆面控制在与自然地面平齐。做好现场浮浆的清除工作,保证桩机行走移位。 e毛竹插筋施工:采用一根比∮100口径稍大的钢管套筒,在成桩钻具取出后将插筋压入桩中,套筒上部采用红漆标好标高刻度线,确保毛竹插筋的高度控制。插筋上部预留≮150㎜满足伸入压顶内连接锚固。(压顶200㎜厚、C20砼∮10@200双向配筋)。 f桩间接缝处理。施工时因两台机分段作业以及因夜间停息的施工搭接处,已成型部分桩的水泥土已经凝固硬化,为保证止水效果,在阻水面采取外包桩加强、外包桩与工程隔栅桩间采取压力注浆及内补小直径桩法,确保止水效果。见图5。 ③加强施工过程监控,便于对建筑沉降、倾斜观测对比,在远离作业区留好观测永久保护点,做好观测原始资料。 2)土方开挖、管线支护及测量监控 维修工作在桩施工结束28天后进行。为防止机械挖断支护桩造成质量安全事故,土方开挖分层进行。首先土方挖至地面下-1M处,做好桩顶压顶200㎜厚、C20砼、∮10@200双向配筋,砼内掺早强剂。同时开挖管道上部埋置深度在1.0~2.0米煤气管道、暖气管沟及六孔通讯电缆,并在土方开挖区域内用钢管桩、钢桁架分别进行有效支撑。最后分层挖至维修基底。土方的开挖量,以满足基底维修工作面为准。基坑上部除桩基垂直面外其余三面注意安全放坡。基底向上1.5M部位可利用桩基作支点,用木板加水平支撑临时支护。开挖施工期间紧密做好测量监控,发现异常情况及时处置,确保管线、建筑物及人身安全。开挖断面见图6。 3)井点降水 由于止水支护桩已阻断北侧南向的地下水流,故降水不宜太深,以满足污水管道底以下500㎜为宜。采用单排井点降水,井点埋设在维修管道南侧。施工中持续降水, 确保地下水位低于土方开挖面500㎜。 4)污水导流排放 为在施工期间要保证排污畅通,保障附近三个居民小区的正常生活,在污水上游实施截流,用污水泵抽出,通过临时排水管对被截流的污水进行导流排放至下游污水井。下游污水井在本管道口侧同时封堵,直至污水管道修好后恢复。 5)污水管道的修复及路面恢复 挖至维修基底,重新做好管底基础,按规范要求做好防水接口。修复管道结束,拆除井点,分层夯实回填土方。逐一将通讯线路、暖气管沟特别煤气管道的支承回归地面。待管道接口养生结束后,清除两端堵塞,恢复污水流通。最后恢复路面。 6 结语 1)利用管线探测仪(德国IPEK-摄像检测系统)深入人无法到达的地下管道内进行探测,准确检测出管道破裂的位置、破裂程度,为正确处理方案提供了最直接依据。对准确查明城市地下管道破裂位置、程度是个好的办法。 2)本工程从打桩至维修结束,共经历三个多月,从开挖情况来看止水效果良好,通过测量监控,未发现任何异常,证明支护质量良好。达到了预期目的。 3)根据本工程特点,选用三排格构式布置并在深层搅拌桩中插入∮100长3M毛竹作为插筋,加之桩顶压顶结构,形成桩体协同工作,有力保证了基坑边坡稳定,实现了有效止水。实施效率高,效果好,同时节约了工程成本。是针对中小型支护止水项目的尝试和创新。希望我的解答能够帮助到你。 收起