談仰斜式排水孔在處理機(jī)場(chǎng)高填方邊坡滯水時(shí)的應(yīng)用

王 彩 霞

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

在處理機(jī)場(chǎng)高填方邊坡滯水問(wèn)題時(shí)，采用仰斜式排水孔施工能夠快速降低填筑體邊坡的地下水位，降低填筑體含水量，從而加速固結(jié)沉降速率，降低沉降收斂周期，增加邊坡穩(wěn)定性。

1 工程簡(jiǎn)況

貴州某民用機(jī)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)支線機(jī)場(chǎng)中土石方量較大、地質(zhì)條件較復(fù)雜的機(jī)場(chǎng)，本工程為超高填方(填方高度平均達(dá)65 m)。土石方工程施工完成以后，在沉降變形期發(fā)現(xiàn)填筑體內(nèi)部分區(qū)域存在成片分布的上層滯水，變形速率較大，特別是雨季期間變形速率有明顯變大的趨勢(shì)，為了不影響工程質(zhì)量及施工進(jìn)度，采用了仰斜式排水孔對(duì)高填方邊坡滯水進(jìn)行處理。

2 高填方填筑體邊坡滯水的原因分析及處理方法

2.1 原因分析

2.1.1填料的原因

本工程土石方施工時(shí)采用了挖方區(qū)開(kāi)挖的炭質(zhì)泥巖及砂巖作為土石方填料，該類(lèi)填料中泥巖為軟巖，具有強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性不良、遇水軟化的特點(diǎn)，存在較為明顯的蠕變效應(yīng)。泥巖含量的多少對(duì)填料的含水量、滲透性和固結(jié)性具有很大的影響。

在高填方施工過(guò)程中，由于沒(méi)有控制好泥巖和砂巖的混合比例，泥巖比例較大，土石方填筑時(shí)雨水的存在使得填料含水量增大，且未及時(shí)處理，存在了滯水現(xiàn)象。

另外在土石方完成后，沉降期內(nèi)經(jīng)歷雨期，雨水滲透到填筑體內(nèi)，由于泥巖遇水軟化的特點(diǎn)，填筑體內(nèi)形成了大量滯水。

2.1.2地下水的存在

本工程原地基及填筑體與原有邊坡搭接處存在地下水，地下水在填筑體的沉降變形及破壞中起著舉足輕重的作用。因?yàn)榈叵滤拇嬖跁?huì)軟化高填方填筑體的填料，使得填料性質(zhì)變化，水壓力上升從而降低高填方邊坡穩(wěn)定性；地下水的滲流會(huì)帶走填筑體土體的細(xì)顆粒土，降低土體的密實(shí)度，加劇填土的沉降變形，使得變形收斂速率變慢；地下水若流速流量過(guò)大，會(huì)沿著阻力最小路徑在高填方坡面出現(xiàn)集中出水，形成“水毀”現(xiàn)象，進(jìn)一步降低填土密實(shí)度，降低邊坡穩(wěn)定性，導(dǎo)致高填方填筑體變形收斂速度慢。

2.2 處理方案

結(jié)合本工程巖土、水文特點(diǎn)，為處理填筑體邊坡內(nèi)滯水，本工程采用仰斜式排水孔進(jìn)行處理：仰斜式排水孔采用系統(tǒng)排水孔+隨機(jī)排水孔的方案，試驗(yàn)性施工+分批次施工+動(dòng)態(tài)施工的原則。設(shè)置在排水孔附近形成以孔軸為中心的“V”字形的水位降落谷，各孔之間降落谷相互影響和疊加，達(dá)到降低水位、排除填筑體邊坡內(nèi)滯水的目的。

3 仰斜式排水孔的施工方法

3.1 總體施工方法

施工時(shí)首先進(jìn)行鉆孔，完成具有一定上傾角(仰角不小于6°)的鉆孔，在鉆進(jìn)中采用跟管鉆進(jìn)，防止塌孔。然后采用人工或機(jī)械下入PVC排水管。

3.2 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→鉆孔機(jī)具安裝與調(diào)試→鉆孔施工→鉆孔(跟管鉆進(jìn))→成孔自檢→安裝排水管，拔出鋼套管→終孔驗(yàn)收。

3.3 各工序施工方法

3.3.1仰斜式排水孔內(nèi)排水管的制作

仰斜式排水孔內(nèi)的排水管采用直徑為75 mm～90 mm的帶進(jìn)水孔的PVC管。進(jìn)水孔直徑10 mm，豎向間距75 mm，呈120°螺旋狀均勻布置。長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。施工時(shí)為防止泥土將滲水孔堵塞，管體四周外包2層滲水土工布作反濾層，其外再用扎絲綁扎，末端采用鋼絲濾網(wǎng)作反濾層。

3.3.2仰斜式排水孔位置設(shè)置及定點(diǎn)放孔

本工程采用系統(tǒng)排水孔+隨機(jī)排水孔的方案，若上層滯水豐富、邊坡變形速率大、邊坡不利現(xiàn)象明顯時(shí)采用系統(tǒng)排水孔，長(zhǎng)度分別為20 m,40 m,60 m；其他區(qū)域根據(jù)出水點(diǎn)及監(jiān)測(cè)資料情況布置隨機(jī)排水孔，長(zhǎng)度為5 m～15 m。本項(xiàng)目采用的仰斜式排水孔距離馬道坡腳的垂直高度為1 m～1.5 m；排水孔孔徑127 mm，內(nèi)置直徑為75 mm～90 mm的帶進(jìn)水孔的PVC管，仰角不小于6°。

施工時(shí)按設(shè)計(jì)立面圖要求進(jìn)行定點(diǎn)放孔。在排水孔施工范圍內(nèi)，起止點(diǎn)用儀器設(shè)置固定樁，中間視條件加密，并應(yīng)保證在施工階段不得損壞。其他孔位以固定樁為準(zhǔn)鋼尺丈量，全段統(tǒng)一放樣，孔位誤差不得超過(guò)±50 mm。

3.3.3鉆進(jìn)成孔

1)施工工藝流程。確定孔位→鉆機(jī)就位→調(diào)整角度→鉆孔(跟管鉆進(jìn))→清孔。

2)鉆孔設(shè)備。鉆孔機(jī)具的選擇，根據(jù)地層的類(lèi)別、孔徑、深度以及施工場(chǎng)地條件等來(lái)選擇鉆孔設(shè)備。本工程采用錨索鉆機(jī)TL-90鉆孔成孔，在巖層破碎或松軟飽水等易于塌縮孔和卡鉆埋鉆的地層中采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)。

3)鉆機(jī)就位。利用馬道作為鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)，鉆機(jī)可用人工或吊車(chē)抬到平臺(tái)上。鉆進(jìn)施工時(shí)，根據(jù)坡面測(cè)放孔位，準(zhǔn)確安裝固定鉆機(jī)，并嚴(yán)格認(rèn)真進(jìn)行機(jī)位調(diào)整，鉆機(jī)安裝時(shí)仰角不小于6°，施鉆過(guò)程中隨時(shí)檢查。

4)鉆進(jìn)方式。在鉆進(jìn)過(guò)程中可用跟管鉆進(jìn)，防止塌孔。并用沖擊器沖擊進(jìn)孔。若鉆桿及跟管長(zhǎng)度不滿足設(shè)計(jì)深度時(shí)，待鉆進(jìn)一段后，要接長(zhǎng)鉆桿及跟管，繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆孔深度不宜比規(guī)定值大200 mm以上，鉆頭直徑不應(yīng)比規(guī)定的鉆孔直徑小3 mm以上。

鉆孔速度根據(jù)使用鉆機(jī)性能和地層嚴(yán)格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下管困難或其他意外事故。

鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)每個(gè)孔的地層變化，鉆進(jìn)狀態(tài)(鉆壓、鉆速)、水位及一些特殊情況作好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄。若遇障礙難以成孔時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整鉆孔的位置。

5)清孔。鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆1 min～2 min，防止孔底尖滅、達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯，水體全部清除出孔外，不得采用高壓水沖洗。若遇孔中有承壓水流出，待水壓、水量變小后方可安放PVC排水管。

6)檢驗(yàn)。待清孔完畢后，檢測(cè)孔徑、孔深及傾斜度是否滿足設(shè)計(jì)要求，若滿足要求后，才可進(jìn)行下道工序施工。

3.3.4下管

1)成孔后，由人工立即下入PVC管，防止塌孔、掉渣，導(dǎo)致排水管不易下入，同時(shí)保持管子的安定性和使用年限。

2)試驗(yàn)檢測(cè)：在下管之前，首先對(duì)PVC管，土工布及扎絲等材料型號(hào)、規(guī)格、品種以及各部件質(zhì)量和技術(shù)性能做試驗(yàn)檢測(cè)，滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求后，才可使用。

3)仰斜式排水孔排出的水應(yīng)引入馬道排水溝排出。

4 仰斜式排水孔施工措施

仰斜式排水孔施工時(shí)采用傳統(tǒng)的錨索套管跟進(jìn)鉆孔施工技術(shù)附加錨索套管管外增設(shè)大直徑套管的施工方法相結(jié)合，確保鉆孔與后期安裝排水管有效進(jìn)行。

施工過(guò)程中，按照頻率檢查孔徑、軸線偏差、仰角，確保成孔質(zhì)量。

排水孔孔口應(yīng)進(jìn)行灌漿和防曬處理，孔口以下坡面應(yīng)做加固處理，防止沖刷坡面。

施工完成后應(yīng)定期對(duì)排水孔進(jìn)行清理，防止排水孔淤塞。

仰斜式排水孔在上一級(jí)馬道上施工時(shí)，要注意掉落石塊或物體，影響下一級(jí)施工安全。

鉆孔作業(yè)時(shí)，鉆孔方位和角度一定要準(zhǔn)確，鉆機(jī)支撐要穩(wěn)固。

鉆孔作業(yè)時(shí)，應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)孔道仰角和軸線垂直度，隨時(shí)查看鉆出的渣樣。

5 實(shí)施效果

本項(xiàng)目通過(guò)設(shè)置仰斜式排水孔，有效地處理了機(jī)場(chǎng)高填方邊坡滯水問(wèn)題，降低了高邊坡填筑體的地下水位，降低了填筑體內(nèi)含水量，減少并消除了上層滯水，從而增加了邊坡穩(wěn)定性，減小了沉降變形周期，取得了較好的排水效果。

6 結(jié)語(yǔ)

仰斜式排水孔具有排水效果好、地質(zhì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、物機(jī)及人員需求量少、施工安全系數(shù)穩(wěn)定、質(zhì)量可控性穩(wěn)定、環(huán)保性高等特點(diǎn)，并且能夠很好的處理在機(jī)場(chǎng)高填方邊坡出現(xiàn)的滯水問(wèn)題。本工程仰斜式排水孔的應(yīng)用實(shí)施為處理機(jī)場(chǎng)高填方邊坡滯水問(wèn)題積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)為類(lèi)似工程提供了參考。