公路工程中渗井排水关键施工工艺浅析.doc

1、公路工程中渗井排水关键施工工艺浅析摘要：结合施工工程，笔者较为详细的介绍了渗井排水技术的应用，并着重阐述小渗井施工工艺以及质量控制措施。实践表明，渗井排水系统排水效果良好，取得了良好的社会经济效益。 关键词：公路工程、渗井排水、小渗井施工工艺、质量控制 中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号： 渗井排水是一项较为先进的排水施工技术，能有效降低路堤填筑高度，节约土方量，有效节约施工成本。该技术在某高速公路中得到应用，该高速公路全长为 174km，下挖通道采用渗井排水，共设 135 处渗井。本文主要论述渗井施工技术中最为关键的工序小渗井施工技术。 1 渗井排水施工概述 渗井排水是通过集水井

2、、排水管将雨水蓄积到渗井，然后通过小渗井将雨水排送到地下透水层，从而起到排水作用。渗井主井采用的是钢筋混凝土结构，直径在 620m 范围内。渗井主井施工与桥梁沉井基础的施工方式相似，就是先在原地面进行开挖，支模浇筑第一节，待混凝土强度达到设计强度 70%以上后挖土下沉，沉至一定标高后浇筑第二节，重复以上步骤直至达到设计标高。渗井主井的施工关键在于解决渗井下沉过程遇到的问题，主要的处理方法有采用在渗井一侧集中挖土、在一侧加重物或高压射水冲松土层等方式处理渗井倾斜或偏移；采用提前浇筑上节渗井增加自重、高压射水减少外壁摩阻力、泥浆润套管、壁后压气沉井法等方式处理渗井下沉困难，其施工工艺可参考桥梁沉井

3、施工，本文在此不再赘述。小渗井施工是渗井渗透排水的关键，其成败直接关系到渗井的使用效果，在实际施工中也出现过因各种原因造成小渗井无法满足渗水要求的情况，其施工技术与质量控制要点需认真研究总结。 2 小渗井施工工艺流程 小渗井施工工艺流程：测量定位钻机成孔物探测井井内下管井外填砾黏土球止水洗井注水试验。在施工中应严格按流程施工，不得随意改变施工顺序。 3 小渗井施工一般要求 1)施工前应进行现场踏勘了解施工条件地下水开采情况。 2)现场踏勘后应编制管井施工组织设计。 3)井身应圆正、垂直，井身直径不得小于设计井径，小于等于 100 m 的井段其顶角的偏斜度不得超过 1；大于 100 m 的井段，

4、每百米顶角偏斜的递增速度不得超过 1.5.井段的顶角和方位角不得有突变。 4)冲洗介质应根据地层岩性、钻进方法和施工条件选择清水、泥浆、空气或泡沫等，应保证井壁的稳定，减少对含水层渗透性和水质的影响，提高钻进效率。 5)小井地层岩性的划分应根据水文物探测井资料及钻岩屑综合分析确定。 6)小井安装前应根据小井结构设计进行配管；对井管质量进行检查并应符合要求；下管方法可采用提吊下管法、托盘下管法、多级下管法；下置井管时，井管必须直立于井口中心，上端口应保持水平。 7)洗井必须及时进行；洗井效果检查：出水量、含砂量应满足设计要求。 8)注水试验应连续进行不中断，出水量不宜小于管井设计出水量。 4 施

5、工质量控制要点 4.1 测量定位 按照设计图纸提供的桩号、坐标测量定位。 4.2 钻机成井 钻机进场后平整场地，保证钻机机台水平，钻机选用冲击钻或回转钻机，钻孔成孔采用二级成孔，即小径钻进大径扩孔，先用小钻头钻进，再用稍大钻头扩孔。小钻头钻进时要轻压满转，保证钻孔垂直度。全孔采用优质泥浆护壁，做到孔内清洁沉淀少、孔壁稳定、不塌孔、不漏涌。用小钻头钻至设计深度后，用大钻头进行扩孔。扩孔达到设计孔深时为了防止孔内泥浆沉淀和保证下管深度，必须将孔内含有大量泥沙的稠泥浆全部换为新泥浆，待孔内泥浆比重达到 1.31.4 时提钻，当使用冲击钻进时，可使用提砂桶将孔内的稠泥浆掏出，同时注入稀泥浆或清水。 4

6、.3 物探测井 成孔后应立即进行物探测井。物探测井必须测梯度、电阻率、自然电位 3 条曲线，必须全孔进行物探测井。根据物探曲线划分咸淡水分界线，确定砂层厚度。分析砂层时应结合钻探记录相互对照进行。根据咸淡水分界线确定止水位置，确保咸淡水分开。应采用深层水作为渗井的透水层，透水层的砂层厚度必须大于 10 m. 如果满足要求可进行下道工序施工，如果地层不满足要求，需继续钻孔，直至满足达到排水要求的地层。 4.4 井内下管 小渗井管材有玻璃钢管和钢管两种材质，依据设计文件选用材质类型，花管按规范和设计要求制作过滤器。根据工程实际情况下管采用提吊下管法，先下沉淀管，再根据测井确定的花管和白管位置依次下

7、入。下置井管时，井管必须直立于井口中心，上端口应保持水平。井管外应设置扶正器。 4.5 井外填砾 根据物探测井资料及钻孔资料确定滤料的粒径，在均质砂层中以含水层颗粒粒径 D5060（指筛分时留在筛上的颗粒重量为 50%60%时的筛孔直径）的 810 倍作为填料规格，粒料填充井管与孔壁间隙之间。投料时采用动水投料法，以防滤料架桥或下沉不均匀，出现梗阻现象。填砾时应沿井管四周均匀连续填入，随填随测。当发现填入数量及深度与计算有较大出入时，应及时找出原因排除。到预定止水位置时，填入黏土球止水，应选用优质黏土球，大小为 2030mm，并在半干状态下缓慢填入，投放速度不宜过快，以免中途阻塞。应该在确定的

8、止水位置以上全部用黏土球止水。 4.6 洗井 洗井的目的是要彻底清除井内泥浆，破坏井壁泥皮，抽出渗入含水层中的泥浆和细小颗粒，使过滤器周围形成一个良好的人工过滤层，以增加井孔涌水量。为了防止泥皮硬化，在下管填料后应立即进行洗井。洗井方法应根据含水层特性、管井结构与管井强度等因素选用。当选用钢管时，可采用活塞加水泵抽水洗井。选用玻璃钢管时可选用大流量水泵抽水洗井。洗井应达到水的含砂量小于 1/200 000（体积比） ，总之，洗井工艺是关系到注水量的关键因素。 4.7 注水试验检查 应选用稳定水源进行注水，并连续进行不能中断，如因故中断应重新进行试验。采用流量计记录注水量，水位计记录动水位。管路

9、应密封不能漏水。试验全程记录静水位、动水位、注入量等有关数据。并编制Q-t、H-t 曲线分析地层渗水能力。检查静水位是否符合设计要求，静水位必须大于大井井底。在动水位不超过大井井底的情况下，3 d 渗水量不小于 170 m3. 5 小渗井施工实例 本合同段于 2011 年 5 月 10 日进行 K63+870 处小渗井首件工程施工，采用回转钻机进行钻孔，于 4 月 12 日成孔，成孔深度 130 m. 成孔后进行物探测井。 物探测井确定的咸淡水分界线为 102 m，其下砂层厚度为 13 m，用过滤料沿井管四周均匀连续填入，厚度不小于 10 cm，在止水位置处填入优质黏土球一直填充至渗井主井井底

10、确保完全止水，填充厚度不小于 10 cm. 填料沉淀 3 h 以上，待填料完全沉淀后进行洗井，采用大流量水泵进行抽水洗井，水泵口径 75 mm、出水量大于 25 m3/h、扬程 80 m，抽出泥浆和细沙颗粒等沉淀物后，试验检测含砂率为 1/200000，注水试验采用 1 台 10 t 固定水车注水，1 台 10 t 水车备用，防止注水中断。 K63+870 处渗井主井深度 20 m，注水试验静水位 31.582 m，注水量183.25 m3/3d，满足设计及质量控制要求。 6 总结 1)小渗井施工质量的好坏直接影响到渗井排水系统的正常运行，因此必须严格按照工艺流程与质量控制要点进行控制。 2)物测探井为小渗井的关键工序，需由专业技术人员分析测井曲线，合理确定止水位置确保渗水层厚度，如地层不满足要求适当加深钻孔。 3)黏土球止水的效果关系到渗井的成败，建议按确定的止水位置以上全部用黏土球止水。 参考文献： 1 路桥集团第一公路工程局.JTJ 0412000 公路桥涵施工技术规范S.北京：人民交通出版社，2000. 2 姚祖康.公路排水设计手册M.北京：人民交通出版社，2002. 3 JTJ 041-2000，公路桥涵施工技术规范S.