关于沉井施工中流沙的处理方法
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管井井点是在沉井周围每隔一定距离设一个管井,每个管井单独用一台抽水泵不断地抽水,从而降低地下水位。根据管井的材料,管井可分为金属管、竹木管与混凝土管等。管井的埋设宜采用泥浆护壁钻孔法。
2.2.3 喷射井点法主要设备包括有扬水器的井点管、进水总管、回水总管、高压水泵和循环水池(或水箱)。主要原理是:地下水经高压水泵加压的工作水由扬水器而提升到地面。
2.2.4 深井井点法主要设备包括深井、深井泵(或深井潜水泵)和排水管路等。地下水依靠深井泵(或深井潜水泵)叶轮的机械力量直接从深井内扬升到地面排出。
2.3 化学固结形成防渗帷幕的施工方法
利用化学溶液或胶黏剂,通过压力灌注到沉井外围刃脚下的土层,而将土粒胶黏起来,以改善沉井外围刃脚下土层的物理力学性质,这种处理方法叫化学加固法。其主要目的不仅是提高岩土的力学强度和变形模量,而且还能降低土的渗透性,减小地下水的渗流量,提高土的抗剪强度和抗渗能力,使其在沉井下形成一层新的闭合防渗帷幕,截阻地下水流和治理流沙,使沉井能继续下沉施工,或者预先通过化学加固沉井下沉位置附近可能出现流沙的土层,以形成强度高,抗渗力好的新土层,从而为日后沉井下沉施工创造良好条件,杜绝流沙的产生。化学加固能否得到预期的效果主要决定于能否根据各土层具体土质条件,选择适当的化学浆液(溶液和胶黏剂)和有效的施工工艺。
目前化学加固的浆液主要采用,黏土水泥浆、黏土水玻璃浆、水泥粉煤灰混合物、丙凝Ac-Ms、铬木素以及无机试剂为固化剂的硅酸盐浆液等。目前发展高强、无毒、易透的浆液是化学加固法的发展方向。
2.3.1 高压喷射注浆法利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,以高压设备使浆液成为20 m左右的高压流从喷嘴中向四周围喷射,冲击破坏土体,使土粒与浆液混合。旋喷时,喷嘴一面喷射一面旋转和提升,胶结硬化后,即在土层中形成直径比较均匀的圆柱体,当旋转喷射位置环绕沉井外围一定的均匀距离施工时,便成一个闭合的帷幕。高压旋喷法的主要设备是高压脉冲泵和带有特殊喷嘴的钻头。其他设备有钻机和浆液搅拌机等。喷射注浆的基本方法有:单管法、二重管法和多重管法。
2.3.2 灌浆法用气压、液压把某些能固化的浆液注入沉井位置下的土层中,以改善土层的物理力学性质,它是一种静态的高压喷射注浆法,其中以“袖阀管法”较为先进。其施工工艺是:钻孔插入袖阀管,浇注套壳料,灌浆,有时也采用边钻孔边灌浆的施工方法。
2.3.3 电硅化法利用硅酸钠(水玻璃)为主要的混合液进行化学加固土层的方法叫硅化加固。该法是在透水性较大的土中,利用一定的压力将浆液通过一根下端带孔的管子注入土中,使土中的硅酸盐达到饱和程度。硅酸盐在土中分解形成凝胶变为固态胶结物,把土粒胶结起来,也可分别注入硅酸钠和氯化钙两种溶液。氯化钙溶液的作用主要是促进硅胶的形成,其反应Na2nSO2+CaCl2+nH2O →nSO2(m-1)H2O+Ca(OH)2+2NaCl,所生成的是凝胶氢氧化钙和氯化钠。
硅化加固的效果与所用的化学溶液的浓度、土的透水性及压力有关。对于渗透系数在1×10-6 m/min~1×10-5 m/min 的土应用本法加固。如果渗透系数小于1×10-5 m/min的黏性土,则具有压力水玻璃溶液难以注入的孔隙中,那就要借助于电渗作用,使水玻璃液能进入土的孔隙中。施工时,先在沉井两边土中打入两个电极(即两根金属管子),然后将水玻璃溶液和氯化钙溶液先后由阳极(下端有金属管子)压入土中,通以电流,使溶液在土中电渗,这种加固方法称为电动硅化法。
采用电动硅化法加固土层,不但对土的加固作用快,抗剪力强,而且抗渗能力极好,是理想的制止流沙、堵塞泉眼的施工方法。
以上是沉井下沉过程中流沙处理的3个途径10种施工方法。在施工实践中往往是1种或2种方法结合起来共同使用