城市不良地质条件下沉井抢修施工方法

吕 克 金

(上海普陀市政工程有限公司，上海 200062)



城市不良地质条件下沉井抢修施工方法

吕 克 金

(上海普陀市政工程有限公司，上海 200062)

结合某沉井下陷抢修施工实例，分析了沉井下沉的主要原因，并针对流砂等不良地质条件和交通不利条件，提出了沉井事故的处理方案，监测结果表明，流砂得到了控制且沉井及周围沉降控制均在允许范围内。

流砂地质，沉井，高压旋喷桩，监测技术

0 引言

城市不良地质区域中排水管道与沉井接口处理不好，会产生流砂现象，导致沉井下沉、井壁开裂、管道不均匀沉降、接口撕裂及周围地面沉降等严重后果。在城市市区一旦发生上述情况，特别是在重交通道路上，存在施工处理难度较大，交通影响大，施工现场条件有限，不利于开展抢险施工等诸多难点，国内外学者采用降低地下水位、止水帷幕、注浆法等方法处理流砂现象[1-8]。基于前人经验，结合本工程沉井和路面下沉的严重程度、周边环境和现场条件等,采用“围、堵、加固”等综合措施处理该沉井下沉事故,获得成功。

1 工程概况

该沉井位于上海市金沙江路和枣阳路交叉口，沉井尺寸为1.5 m×1.5 m,地面标高为3.430 m，井底板标高为-1.670 m,共有4根管道接入该井，分别是1根DN1 200雨水管道，2根DN600雨水管道，1根DN1 200合流管道。

管理单位在道路巡检发现沉井周围地面沉降严重，及时采取了注浆方式抢修，鉴于该井所在道路交通流量大，且该井位于交叉路口，周围均为居民小区，沉降范围内地下管线较多(有上水、通讯管线、雨水管、电力过路排管等)，为切实保证该沉井及周边地面道路的安全，保证沉井周边管线的安全和正常使用，需对该井进行检查并进行修复处理。

2 场地工程地质条件简述

该沉井施工范围内地基土按成因类型、形成时代、工程性质等自上而下可分为5层。场地地层情况及物理力学性质如表1所示。

表1 场地地层及主要物理力学性质表

3 事故发生原因

引起沉井下沉及地面沉降的原因是，新接入该井的DN1 200雨水管道与沉井接口处密封不严，沉井及管道内雨水长时间渗漏，加之场地不良土质，导致流砂现象产生，沉井及管道内涌入大量流砂，管道下沉，与沉井接口撕裂，加速流砂涌入沉井和管道，最终导致沉井下沉，井壁开裂，管道不均匀沉降，管道接口撕裂脱节，地面沉降严重等后果。

4 抢修方案分析与设计

根据现状，结合周围交通，环境和施工条件等因素，采取土体加固+止水帷幕+翻挖重建等综合施工措施：

1)高压旋喷桩+拉森钢板桩组成止水帷幕。

沉井周围采用拉森钢板桩加双排φ600高压旋喷桩。拉森钢板桩采用U400×170钢板桩，钢板桩长度为12 m，采取咬合方式密排在沉井周围，距井壁约1 m。高压旋喷桩搭接200 mm，止水帷幕桩顶标高为现状地面以下1 m，桩端标高为沉井底板底标高以下4 m。沉井底板下加固厚度为井底板下标高以下3 m。高压旋喷桩采用强度为42.5级的普通硅酸盐水泥，水灰比为1∶1，水泥掺量为350 kg/m3，桩体28 d单轴抗压强度不小于1.5 MPa，渗透系数小于1×10-8cm/s。

2)双液压注浆+槽钢钢板桩。

井周围管道两侧采用40c槽钢钢板桩支护，长度为6 m，钢板桩外侧和管道底部采取双液压压密注浆对土体进行加固，注浆深度为管道底部以下3 m，自下而上注浆，使其水泥浆液与水玻璃迅速混合，快速凝固，加固管道两侧和底部土体，防止管道侧向位移和底部沉降，保护管道安全。水泥浆浆材采用42.5级普通硅酸盐水泥；在水泥浆注浆孔边侧0.2 m处同时设水玻璃浆液注浆孔，注浆深度、孔数同水泥浆注浆孔。

3)临时排水。

根据该沉井日常流水情况，并且考虑确保水泵的抽水效率，拟在上游检查井内架设350QZ-100G潜水轴流泵一用一备；并对接入该井的管道上下游进行临时封堵，确保施工范围内沉井及管道内无水流。

5 抢修施工技术要求及实施

5.1 高压旋喷桩+拉森钢板桩止水帷幕施工

1)根据设计图纸要求，认真组织施工，施工前按要求进行测量放样，封闭围挡。

2)钢板桩选用U400×170钢板桩，采用打桩机施打“单独打入法”。钢板桩的垂直度偏差不得大于0.5%，桩顶标高允许误差为±100 mm。对锈蚀严重的钢板桩，应整修矫正。打设钢板桩时，若遇地下管线应请公用管线的监护人到现场进行监护，并采用适当的保护措施。

3)高压旋喷桩钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1.5%。就位后，首先进行低压(0.5 MPa)射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

4)就位后进行钻孔，插管，喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值(10 MPa～15 MPa)，坐底喷浆30 s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。

5)桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0 m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5 m，直至桩顶停浆面。

5.2 双液压注浆施工技术

1)注浆设备就位，定出注浆孔位，注浆孔间距1 m，压浆管分段长度设为1.5 m，注浆管径为50 mm，振动沉管器预先埋设在孔位中，将带活络堵头的压浆管振动至设计标高。

2)注浆深度自管底以下3 m至管底，注浆时，每0.5 m为一注浆段，逐节提拔，注浆压力控制在0.3 MPa～0.5 MPa，流量10 L/min～12 L/min，注浆量每段80 L～100 L，每孔注浆量为1 200 L～1 400 L。注浆时根据注浆压力及跟踪测量数据进行调控，保证土体填充均匀。

5.3 施工期间监测技术

在施工前和施工期间，对沉井及周围管线及地表的沉降、位移及地下水位进行监测。及时反馈监测信息，做到信息化施工，根据情况采取措施，调整施工进度和施工方法。

观测要求：

1)监测频率为：初测阶段(2周)1次/d；监测数据稳定后2次/周～3次/周。监测点位共28个。

2)报警值：水平或垂直位移不小于±3 mm/d，累计值不小于±20 mm。若监测达到上述界限，应及时报警，引起各有关方面重视，及时处理。

6 实施效果及结语

经上述加固处理措施后，沉井内流砂现象得以控制，沉井及管道修复施工得以顺利进行，周边环境稳定，施工期间沉井周边沉降范围见表2，从表2中可以看出，沉降趋于平缓，抢修方案正确，实施步骤适当，处理效果良好。

表2 沉井沉降监测点DB1-1沉降量表

本工程采用高压旋喷桩+拉森钢板桩止水帷幕，双液压压密注浆+槽钢钢板桩对管道周围土体加固综合施工措施，安全可靠，效果显著。

[1] 谢石连，郭连江，范利杰.某沉井流砂事故分析与处理[J].地下空间与工程学报，2009,5(3)：621-624.

[2] 叶志德.基坑工程流砂处理方案及效果[J].建筑技术,2005,36(8):625-626.

[3] 周龙茂.流砂对基坑工程的影响及预防[J].西部探矿工程,2001(6):73-74.

[4] 谭凤吉.双液帷幕注浆在流砂层中的应用[J].企业技术开发,2007,26(10):33-35.

[5] 龙 琦，杨光辉，刘 新.某基坑维护工程事故原因分析及处理[J].中国煤田地质,2007,19(2):77-79.

[6] 王中原.某基坑工程流砂事故处理方案[J].施工技术,2004,33(10):77.

[7] 陈晓波，蒋文利.基坑开挖流砂现象的成因分析与防治措施[J].黑龙江水利科技,2005,33(6):33-34.

[8] 张领护，王敬昌.含流沙地质条件下排水管道工程的施工技巧[J].中国积水排水,2003,19(3):99-100.

Repair of open caisson construction under unfavorable geology condition

Lv Kejin

(ShanghaiPutuoMunicipalEngineeringCo.,Ltd，Shanghai200062,China)

The analysis for the main reason of the open caisson sinking was made in combination with an open caisson sinking repair construction. Then the construction scheme was proposed for the unfavorable geology and traffic disadvantage. Results of implementation suggest that quicksand has been controlled and surrounding distortions have been limited within the permissible range.

quicksand, open caisson, high pressure jet grouting pile, monitoring technology

1009-6825(2017)06-0073-02

2016-12-13

吕克金(1984- )，男，硕士，工程师

TU753.64

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