淺析城市道路下穿通道邊坡降排水施工技術(shù)研究

周丹

摘要 基礎(chǔ)建設(shè)所形成的人工邊坡和自然邊坡可能會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全造成極大威脅。這些地質(zhì)災(zāi)害大部分是由地下水引起的，若不采取適當(dāng)?shù)呐潘胧昙緯r(shí)地下水水位升高，將使邊坡穩(wěn)定性降低。因此文章以成灌高速望帝路下穿工程為例，對(duì)邊坡的降排水施工技術(shù)和注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析，希望能為城市道路降排水施工的安全提供保障。

關(guān)鍵詞 下穿通道；降排水；注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào) TV66文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）12-0063-03

0 引言

城市道路在雨季易發(fā)生水毀，邊坡失穩(wěn)，阻礙車輛正常通行。因此，提高城市道路下穿通道邊坡的降排水施工技術(shù)，可以最大程度地保證邊坡的穩(wěn)定性，保障城市道路的施工質(zhì)量安全，提高城市下穿通道邊坡抗水毀的能力。設(shè)置有效的公路排水系統(tǒng)，將路域降雨匯集并沿邊坡溝渠迅速排離路域范圍，在整個(gè)公路減災(zāi)過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。

1 工程概況

成灌高速望帝路下穿工程是一項(xiàng)市政工程。望帝路下穿成灌線，起點(diǎn)是蘭家院子規(guī)劃路，終點(diǎn)是清水河北橋，全長(zhǎng)878.581 m。其中道路段長(zhǎng)292.894 m、寬35 m；船槽段315.687 m、寬35 m；框架段長(zhǎng)270 m，框架全寬為19.5 m，結(jié)構(gòu)凈高為6.218 m，兩孔結(jié)構(gòu)，單孔凈寬為8.45 m，通道凈空為5.718 m。該工程包括城市下穿隧道開(kāi)挖、防護(hù)和降排水施工。由于施工場(chǎng)地開(kāi)闊，除了局部地塊需要保護(hù)以外，其余地塊皆可以利用。該工程采用放坡開(kāi)挖的形式，僅在局部保護(hù)地塊設(shè)置支護(hù)樁支擋。支護(hù)結(jié)構(gòu)為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，安全等級(jí)一級(jí)，為支護(hù)樁、旋噴樁、降水井、噴錨網(wǎng)防護(hù)相結(jié)合。噴混凝土厚度為10 cm。旋噴樁和支護(hù)樁整體設(shè)置于邊坡開(kāi)挖線外1 m處。除邊坡與文物保護(hù)地塊交界處采用支護(hù)樁外，其余均采用旋噴樁[1]。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及穩(wěn)定性

該區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬于九頂山地區(qū)的華夏紀(jì)、青城—青霞地區(qū)的新華夏紀(jì)兩個(gè)地區(qū)。其東南部為成都凹陷區(qū)，以龍泉山斷裂和龍門山褶皺斷裂為切入點(diǎn)，發(fā)育有較深的第四紀(jì)冰水、沖洪積。

整體上，郫都區(qū)的斷層結(jié)構(gòu)和地震活動(dòng)相對(duì)薄弱，松潘、平武以及5.12汶川等大地震都對(duì)其產(chǎn)生了一定的影響，但是這一區(qū)域?qū)儆诓皡^(qū)，而非震中區(qū)，其破壞程度并不大，就其地殼穩(wěn)定性而言應(yīng)該屬于穩(wěn)定區(qū)，是被周邊地震活動(dòng)包圍的穩(wěn)定塊體。

蒲江－新津斷層位于成都平原第四紀(jì)沉積物下，為 NE-NW向伸展的斷裂帶。1734年蒲江5、1966年5.1、1971年新都3.4，系一條活躍的斷裂帶，穿越擬建場(chǎng)區(qū)東南方40～55 km。龍門山斷裂帶是一個(gè)具有北15～40°E方向，傾向北西，傾角35～70°的壓性逆沖推覆斷裂，此斷層距離擬建場(chǎng)區(qū)大約55～60 km。

2.2 地形地貌

該項(xiàng)目的建設(shè)地點(diǎn)在成都市郫都區(qū)的德源鎮(zhèn)。該線路穿越了兩個(gè)地形差異明顯的地貌單元。擬建設(shè)用地為岷江河床一級(jí)階地，其地貌特征與生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。規(guī)劃路線范圍內(nèi)公路縱橫，成灌高速、繞城二圈高速、太清路、望叢路、西源大道、鄉(xiāng)道、縣道，以及許多鄉(xiāng)村公路交叉縱橫，交通極為便利。沿線的土地主要是耕地、空地、拆遷的房屋和現(xiàn)有的道路等。該地區(qū)的地貌較為平坦，但有一些地區(qū)的地貌有很大的起伏。

3 邊坡降排水

3.1 旋噴樁施工

高壓旋噴樁采用三重管施工工藝，樁徑1 000 mm，樁長(zhǎng)15 m、20 m兩類，15 m長(zhǎng)670根，20 m長(zhǎng)636根。采用跳孔施工，防止塌孔。施工流程如圖1所示。

3.1.1 施工準(zhǔn)備

首先對(duì)利用全站儀測(cè)定旋噴樁的施工點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，然后進(jìn)行再次測(cè)量，待驗(yàn)線合格后用鋼尺和測(cè)線設(shè)置樁位。一個(gè)樁位設(shè)置一個(gè)竹簽，將樁孔中心的移位偏差控制在50 mm以內(nèi)[2]。其次是排污和灰漿拌制系統(tǒng)的修建，旋噴樁施工產(chǎn)生的廢漿液經(jīng)過(guò)沉淀處理可以進(jìn)行無(wú)公害的排放。沉淀下來(lái)的泥土在邊坡開(kāi)挖時(shí)被統(tǒng)一運(yùn)走。全場(chǎng)的污水處理系統(tǒng)主要包括沉淀和排污兩個(gè)方面?；覞{拌制設(shè)備、灰漿儲(chǔ)存設(shè)備、灰漿輸送設(shè)備共同組成了灰漿拌制系統(tǒng)，設(shè)置在水泥地附近。

3.1.2 鉆機(jī)就位

安裝完鉆機(jī)之后，調(diào)平、對(duì)中鉆機(jī)，保證樁機(jī)的垂直度使得鉆桿和樁位在同一條線上，偏差不大于10 mm，使鉆孔不得偏離垂直0.3%。為了使鉆機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提前調(diào)試好空壓機(jī)和泥漿泵。用紅油漆在鉆塔旁邊標(biāo)注鉆桿的深度，校驗(yàn)鉆桿的長(zhǎng)度，以確?？椎讟?biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)的高度。在鉆機(jī)安裝之前，必須先在地表上進(jìn)行噴射試驗(yàn)，待鉆孔機(jī)器運(yùn)行正常后，才能進(jìn)行引孔作業(yè)。在打孔時(shí)，應(yīng)做好鉆桿節(jié)數(shù)的詳細(xì)記錄，以確保打孔深度的精確。

3.1.3 拔出巖芯管、插入注漿管

當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，取出巖心管，換上新的注水套管，并將其放入預(yù)定深度。在插入管道的時(shí)候，為了防止泥漿和沙粒堵塞管道，在插入管道時(shí)，一定要邊插入管道邊進(jìn)行噴射，水壓不能大于1 MPa，以免因?yàn)閴毫^(guò)大而導(dǎo)致孔壁破裂，同時(shí)還要用一層塑料薄膜將管道包裹起來(lái)，防止泥漿滲透到管道中。

3.1.4 旋噴提升

當(dāng)噴射灌漿管到達(dá)一定深度后，啟動(dòng)泥漿泵，自下而上，一邊排出泥漿，一邊自下而上地旋噴。注漿時(shí)，應(yīng)先保證一定的注入壓力，待漿液完全流出后，再逐漸提升，以免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為了保證樁底的質(zhì)量，噴頭下沉到設(shè)計(jì)深度后，必須在原地旋轉(zhuǎn)10 s左右，待孔內(nèi)出漿狀態(tài)恢復(fù)正常后，方可進(jìn)行旋噴。要不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)和提起鉆桿，不得中斷[3]。當(dāng)鉆機(jī)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)停止起吊筆轉(zhuǎn)動(dòng)，以避免發(fā)生斷樁，并及時(shí)修理和解決問(wèn)題。為提高樁底質(zhì)量，應(yīng)在樁底1.0 m以內(nèi)適當(dāng)?shù)卦黾鱼@管噴漿和旋噴時(shí)間。在旋轉(zhuǎn)水柱提升過(guò)程中，可根據(jù)土層的不同，調(diào)整水柱提升過(guò)程中的各參數(shù)。當(dāng)旋噴提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，提起鉆頭出孔口，清理注漿泵和輸送管道，移動(dòng)鉆機(jī)。

3.2 支護(hù)樁施工

支護(hù)樁位于邊坡與保護(hù)地塊交界處，交界范圍長(zhǎng)21.93 m。支護(hù)樁直徑φ1 200 mm，采用旋挖樁基施工時(shí)需注意以下事項(xiàng)：成樁后需施工冠梁將支護(hù)樁連接，同時(shí)在邊坡開(kāi)挖時(shí)需進(jìn)行樁間土防護(hù)，即鋼筋網(wǎng)片噴混凝土防護(hù)。鋼筋網(wǎng)與橫向拉筋采用鐵絲綁扎連接，橫向鋼筋與掛網(wǎng)鋼筋采用單面焊接。支護(hù)樁間土防護(hù)示意圖如圖2所示。

3.3 降水井施工

降水井管徑φ800 mm，間距15 m，井長(zhǎng)18 m、20 m、26 m 3類。降水井施工流程如下：場(chǎng)地平整→測(cè)量施放井點(diǎn)→鉆機(jī)對(duì)位→成孔→下放井管→充填濾料→洗井→下放水泵→抽水。降水井施工流程圖如圖3所示

3.3.1 施工方法

首先使用直徑800 mm的反循環(huán)鉆頭制造小孔，粗紡車比率<1.05。下管前，坑底沉渣厚度不超過(guò)20 cm，才能將濾管送下去。然后安裝井管，填入石子。在填滿石子前，井管必須安排在中間，使填滿的石子厚度均勻。過(guò)濾材料要在井口兩側(cè)慢慢對(duì)稱地填滿，防止過(guò)濾材料在中間堵塞和井管錯(cuò)位，在油井填1～2 m時(shí)用黏土填滿。填石時(shí)，如果油井發(fā)生碎石逆流，應(yīng)及時(shí)停止填石。填滿過(guò)濾器材料后，立即使用井管外部干凈的注水循環(huán)技術(shù)清洗井，提鉆，不斷循環(huán)，直到水變干凈為止。洗井結(jié)束后，測(cè)量井底和清理井底，使井底沉淀少于0.3～0.5 m。然后泵離井底約1.0～2.0 m。降水井施工結(jié)束后，降水井的管道應(yīng)比自然地面高20～50 cm，并增加保護(hù)蓋，防止雜物掉入井中，最后記錄觀測(cè)井的位置，驗(yàn)證施工方案的正確性[4]。

3.3.2 邊坡降排水施工要求

首先是在基坑開(kāi)挖一個(gè)月之前對(duì)基坑進(jìn)行預(yù)降水，并按照“按需疏干”的要求，保證基坑內(nèi)的地下水不超過(guò)1 m。其次要確保管井直徑為Φ800，井管下為Φ325×4，孔內(nèi)填1～5 min的綠豆砂。將磨圓度較好的石英砂和綠豆砂填充在抽水井的周圍，禁止填充棱角狀石渣料、風(fēng)化料或其他黏土，嚴(yán)格控制填濾料的規(guī)格，防止水井淤塞而無(wú)法抽出清水。在鉆井的過(guò)程中使用稀的泥漿在保證水井施工質(zhì)量的同時(shí)也可以保證水井的出水量。成井后，應(yīng)立即進(jìn)行洗井，可用空壓機(jī)由下向上洗至水清，井底無(wú)泥砂。洗井結(jié)束后，應(yīng)裝設(shè)泵，單井試水，并做好工作壓力、水位和抽水情況的記錄。在基坑開(kāi)挖前，應(yīng)提前兩個(gè)星期做好排水工作，以確?；颖砻鏌o(wú)明水。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間未挖的邊坡，應(yīng)保證每天抽水一次，直至有清水流出，并持續(xù)抽水1～2 h。泵的安裝深度應(yīng)控制在設(shè)計(jì)深度之內(nèi)。泵的吸水位置應(yīng)保持在水平面以下。坡面上所有排水井的水必須低于基坑底部1 m。

3.3.3 封井措施

基礎(chǔ)工程應(yīng)該保證滿足主體結(jié)構(gòu)的抗浮能力，控制斜坡內(nèi)排水井井底的水位穩(wěn)定在2～3 m后關(guān)閉排水井。及時(shí)觀測(cè)開(kāi)閉式降水井的出水情況、水位變化值、穩(wěn)定水位和泵站標(biāo)高。

滿足上面的條件后，再依次封閉其他的降水井。澆灌墊層，清除墊層下方的降水井外壁，插入直徑273×5的鋼管，鋼管頂部高于底板頂面40 mm，其下端與降水井搭接的長(zhǎng)度為0.5 m，在鋼管外包裹麻絲，用水泥密封。然后將兩個(gè)半圓的鋼環(huán)焊接在鋼管的外側(cè)，形成完整的沒(méi)有縫隙的止水翼環(huán)。止水翼環(huán)有兩塊，一塊位于地面上，另一塊位于地面下100 mm處。封堵降水井后切斷底鏟頂端以下80 mm處的鋼管，接著在墊層中用水泥砂比1∶1的干粉澆注，填充與底板同一標(biāo)號(hào)的混凝土，并焊接鋼板，采用微膨脹混凝土澆灌[5]。最后，當(dāng)?shù)装邃摻钣龅浇邓摴軙r(shí)，從周邊繞過(guò)，但必須另加四根同直徑鋼筋，一端彎起250 mm與鋼管焊接，另一端水平長(zhǎng)度不少于1.0 m。

4 降排水施工的注意事項(xiàng)

（1）高壓旋噴樁的施工方法是三層管，直徑不低于1 000 mm，搭接長(zhǎng)度不低于300 mm，水泥用量為40%，水泥使用42.5普通硅酸鹽水泥。

（2）高壓旋噴樁中心距邊坡頂部邊緣距離為1 m。

（3）高壓旋噴樁的工作參數(shù)：水泥漿比1∶1；空氣壓力0.7 MPa；空氣流量10 m3/min，水壓30 MPa；水量80～120 L/min，升降速率0.1～0.25 m/min；轉(zhuǎn)速為20 r/min。

（4）鉆機(jī)安裝必須豎直，旋轉(zhuǎn)噴嘴的容許偏差不能超過(guò)1%；鉆進(jìn)點(diǎn)與設(shè)計(jì)點(diǎn)的誤差不能超過(guò)50 mm。在經(jīng)過(guò)28 d的養(yǎng)護(hù)后，對(duì)高壓旋噴樁的抗壓強(qiáng)度提出了不低于3.0 MPa的要求。

（5）將噴漿管插入地下，并使噴頭升至設(shè)計(jì)高度，就可以進(jìn)行噴漿作業(yè)。噴射管段升高的重疊長(zhǎng)度不應(yīng)少于100 min[6]。

（6）在進(jìn)行噴漿時(shí)，要密切監(jiān)測(cè)冒漿的數(shù)量，一旦發(fā)現(xiàn)有不正?，F(xiàn)象，要及時(shí)找出原因，采取對(duì)策。

（7）在完成噴射注漿之后，要快速拔出噴射管，對(duì)于因漿液析水作用而導(dǎo)致的固結(jié)體頂部產(chǎn)生的收縮凹穴，要立即用水灰比0.6～1的水泥漿補(bǔ)灌，同時(shí)要避免其他鉆孔中排出的泥土和雜物進(jìn)入。

（8）為了防止旋噴樁上粗下細(xì)的形狀和增大固結(jié)體的大小，可以采取增加噴射壓力、泵量或減小旋轉(zhuǎn)和提升速率的方法，還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件使用重噴工藝。

5 結(jié)語(yǔ)

該文首先介紹了成灌高速望帝路下穿工程的概況，從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及穩(wěn)定性與地質(zhì)地貌兩個(gè)方面分析了工程的地質(zhì)條件，然后從旋噴樁施工、支護(hù)樁施工、降水井施工3個(gè)流程探究了邊坡降排水施工的工藝，最后總結(jié)了邊坡降排水施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)，旨在為其他邊坡降排水施工提供了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]楊舸. 水利工程水閘圍堰施工和降排水技術(shù)[J]. 居業(yè)， 2023（2）： 22-24.

[2]王健偉， 祁孜威， 王高磊. 城區(qū)高邊坡內(nèi)部井管組合排水關(guān)鍵技術(shù)[J]. 鐵道建筑， 2022（11）： 141-144.

[3]郝雨. 基坑降水對(duì)基坑邊坡穩(wěn)定性的影響研究[J]. 江西建材， 2021（10）： 252-253.

[4]孫鋒明. 新溝河延伸拓浚工程新溝口橋主墩承臺(tái)深基坑開(kāi)挖及降排水方案[J]. 江蘇水利， 2020（S2）： 51-53.

[5]馬華， 王健偉， 李讓， 等. 一種新型邊坡地下排水技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 施工技術(shù)， 2019（S1）： 619-621.

[6]李澤杰， 成昌雷. 某深基坑復(fù)合土釘支護(hù)與降排水措施[J]. 西部探礦工程， 2013（11）： 31-32+35.