淺談地下水路塹處理措施

王明

【摘 要】當(dāng)路塹開挖深度在天然地下水位以下時(shí)，施工過程中常常會(huì)遇到地下水的處理問題。在土方開挖過程中，地下水滲入基坑內(nèi)，不但會(huì)使施工條件惡化，而更嚴(yán)重的是會(huì)造成邊坡塌方和地基承載能力下降。因此，在路塹施工過程中應(yīng)對(duì)地下水的處理給予足夠的重視。

【關(guān)鍵詞】地下水路塹；完整井；輕型井點(diǎn)；基床；支撐滲溝；滲水盲溝

0.引言

地層中埋藏的地下水，一般可分為兩種不同的狀態(tài)。其一是受土粒表面電荷和分子力影響而處于被束縛狀態(tài)的水，謂之束縛水或吸附水；其二是在重力作用下，能自由運(yùn)動(dòng)的水，謂之自由水。地層中常見的自由水主要有以下幾種：毛細(xì)水、上層滯水、潛水、承壓水、裂隙水、溶洞水、多年凍土地區(qū)地下水。地下水的存在及活動(dòng)往往引起各種路基病害，例如浸濕軟化、凍脹及鹽漬化、潛蝕及流砂液化等。本文對(duì)降低地下水位，排除地下水等具體措施進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1.項(xiàng)目概述

1.1研究范圍

本次研究范圍為北車長(zhǎng)春軌道客車集團(tuán)有限責(zé)任公司時(shí)速350公里動(dòng)車組制造平臺(tái)建設(shè)牽引試驗(yàn)新建工程鐵路里程DK8+400.00～DK10+500.00地段，總長(zhǎng)2100m。線路以挖方形式通過，線路中心最大挖深13.70m。

1.2地震氣象

地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，相當(dāng)于地震基本烈度六度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s。

本區(qū)的氣候?qū)贇W亞大陸東部中溫帶大陸性半濕潤(rùn)、半干旱季風(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。年平均氣溫4.1℃～4.9℃，7月份平均氣溫23℃，1月分平均氣溫為零下17℃。冬季盛行偏西風(fēng)，夏季盛行東南風(fēng)，春季盛行西南風(fēng)，風(fēng)速季節(jié)變化明顯，春季平均風(fēng)速3.9m/s，最大風(fēng)速30m/s。長(zhǎng)春地區(qū)多年平均降水量500～600mm，降水量不穩(wěn)定，季節(jié)性變化大，年內(nèi)降水量分配不均，汛期（6～9月份）降水量一般占全年降水量的77%，長(zhǎng)春地區(qū)日照時(shí)數(shù)為2637小時(shí)。場(chǎng)地最大凍結(jié)深度1.90米。

1.3地層巖性

本段涉及地層主要為第四系中更新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)黏土。工程地質(zhì)特征描述如下：

種植土：分布于地表，厚約0.5m～1.0m，黑色，稍濕，含植物根系。施工等級(jí)為Ⅰ級(jí)松土。

粉質(zhì)黏土：黃褐色～灰黃色，軟塑至硬塑，稍有光滑，土質(zhì)不均勻，局部夾薄層粉土，層厚約4.0～15.0m。施工等級(jí)為Ⅱ級(jí)普通土；σ0=160 kPa～220kPa。

粉土：黃灰色～灰色，潮濕～飽和，稍密，土質(zhì)不均勻，層厚約3.0～6.0m。施工等級(jí)為Ⅱ級(jí)普通土；σ0=160kPa。

1.4水文地質(zhì)特征

本段地下水類型現(xiàn)分述如下：

勘測(cè)期間地下水主要為孔隙潛水，賦存于第四系粉質(zhì)黏土層中，地下水位埋深較淺，地下水動(dòng)態(tài)變化具有明顯的季節(jié)變化特征，隨降水變化而變化。勘察期間正值枯水期，地下水穩(wěn)定水位在2.4～5.7米之間，水位相對(duì)穩(wěn)定。水位年變幅1～2m。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給。經(jīng)取鉆孔水做侵蝕性分析，地下水對(duì)普通混凝土不具侵蝕性。

2.工程措施

2.1輕型井點(diǎn)降水

2.3支撐滲溝

為了引排地層中的地下水，最后通過滲水盲溝引出路基以外，路塹邊坡設(shè)置支撐滲溝，與拱形骨架結(jié)合，骨架護(hù)坡每間隔2個(gè)拱骨架即10.5m設(shè)置一處支撐滲溝，溝內(nèi)填充部分采用干砌片石，干砌片石應(yīng)沖洗干凈。

路塹邊坡采用4×3m漿砌片石帶截水槽拱型骨架防護(hù)，拱部骨架截面為L(zhǎng)型，寬0.4m，主骨架截面為U型，寬0.8m，骨架嵌入路堤邊坡深0.5m，外露截水槽，骨架以M10水泥砂漿砌片石砌筑，截水槽部分采用C20素混凝土預(yù)制塊砌筑，尺寸為0.3m（長(zhǎng)）×0.25m（寬）×0.1m（厚）。骨架內(nèi)種紫穗槐或當(dāng)?shù)剡m宜植物，為便于養(yǎng)護(hù)，在適當(dāng)位置設(shè)寬0.6m，厚0.5m的M10水泥砂漿砌片石踏步。

2.4滲水盲溝

路塹采用梯形側(cè)溝，側(cè)溝底寬0.4m，溝深0.8m，采用M10漿砌片石砌筑，厚0.3m。側(cè)溝平臺(tái)寬2.0m，采用M10水泥砂漿砌片石砌筑，厚0.3m。側(cè)溝壁預(yù)埋泄水孔，泄水孔采用pvc管，間隔2m，pvc管進(jìn)水端采用透水土工布包裹，沿線路方向每隔20m設(shè)一道伸縮縫。滲水盲溝設(shè)計(jì)于側(cè)溝平臺(tái)下，滲溝內(nèi)填充洗凈碎石，滲水管采用1個(gè)pvc帶孔雙壁波紋滲水管。滲水盲溝上、左、右三側(cè)包裹一層透水土工布，溝底設(shè)置0.2m厚C20混凝土基礎(chǔ)，溝深隨溝底縱坡變化。滲水盲溝出水口采用掩埋式錐體保溫出口，保溫出口四周邊坡（端部、頂部及兩側(cè)）均采用種植紫穗槐防護(hù)。

3.結(jié)論

地下水對(duì)路基的堅(jiān)固和穩(wěn)定關(guān)系密切，為了徹底將地下水排除，需要弄清地下水水文地質(zhì)特征、地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為處理地下水路塹采取有效的工程措施提供可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]TB 10001—2005，鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]TB 10049—2004，鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程[S].

[3]TB 10012—2007，鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[4]鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)路基.北京：中國(guó)鐵道出版社.

[5]陳幼雄.井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)及施工.上海：上?？茖W(xué)普及出版社.

[6]禹華謙.工程流體力學(xué).成都：西南交通大學(xué)出版社.