关于沉井施工中流沙的处理方法(二)
2.2.2流沙情况下,除轻型井点法外,还可采用管井点法,也可采用土法安装,特别是在渗透系数大、地下水丰富的土层中。当用轻型井点法解决永远解决不了的问题时,宜用管井点法。
管井的井点是在沉井周围一定距离设置一个管井,每个管井由水泵独立抽水,从而降低地下水位。根据管井的材质,管井可分为金属管、竹管和混凝土管。这口井应该用泥浆护壁钻孔掩埋。
2.2.3喷射井点法的主要设备有带水泵的井点管、进水总管、回水总管、高压水泵、循环水池(或水箱)。主要原理是:高压水泵加压的工作水被提水器提升到地面。
2.2.4深井井点法的主要设备有深井、深井泵(或深井潜水泵)、排水管道等。地下水依靠深井泵(或深井潜水泵)叶轮的机械力,直接从深井中提升到地面排出。
2.3化学固结形成防渗帷幕的施工方法。通过压力将化学溶液或粘合剂灌注到沉井周边边缘底部的土层中,并将土颗粒粘合在一起,以改善沉井周边边缘底部土层的物理力学性质。这种处理方法称为化学加固法。其主要目的不仅是提高岩土的力学强度和变形模量,还可以降低土体的渗透性,减少地下水的渗流,提高土体的抗剪强度和抗渗性,从而在沉井下形成新的封闭防渗帷幕,拦截地下水流,控制流沙,使沉井继续下沉, 或者提前对沉井下沉位置附近的土层进行化学加固,形成强度高、抗渗性好的新土层,以便日后沉井。 能否达到化学加固的预期效果,主要取决于能否根据各土层的具体土质情况,选择合适的化学浆液(溶液和粘结剂)和有效的施工工艺。
目前化学加固浆主要有粘土水泥浆、粘土水玻璃浆、水泥粉煤灰混合物、丙烯酸混凝AC-MS、铬木质素和以无机试剂为固化剂的硅酸盐浆。目前,开发高强度、无毒、可渗透的浆液是化学加固的发展方向。
2.3.1高压喷射灌浆法是用钻机将带喷嘴的灌浆管钻到土层中的预定位置,然后用高压设备使浆液变成20 m左右的高压流,从喷嘴向四周喷射,冲击破坏土壤,使土粒与浆液混合。旋转喷涂时,喷嘴一边旋转一边升降。胶结硬化后,在土层中形成直径相对均匀的圆柱体。当旋喷位置施工在沉井周边一定的均匀距离时,就成了一个封闭的帷幕。高压旋喷法的主要设备是高压脉冲泵和带特殊喷嘴的钻头。其他设备包括钻机和泥浆搅拌机。灌浆的基本方法有:单管法、双管法和多管法。
2.3.2注浆法利用气压和水压向沉井下的土层中注入一些可固化的浆液,以改善土层的物理力学性质。是一种静态高压喷射灌浆法,其中“袖阀管法”较为先进。其施工工艺为:钻孔插入袖阀管,浇注套管材料,灌浆,有时采用钻孔灌浆的施工方法。
2.3.3电硅化法以硅酸钠(硅酸钠)为主要混合溶液对土层进行化学加固的方法称为硅化加固。这种方法是在透水性较高的土壤中,利用一定的压力,通过下端有孔的管道将浆液注入土壤中,使土壤中的硅酸盐达到饱和水平。硅酸盐在土壤中分解形成凝胶,变成固体水泥,将土壤颗粒胶结起来。也可以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,其反应为na2so 4+CaCl 2+NH2O→NSO 2(m-1)H2O+Ca(OH)2+2 NaCl,生成凝胶氢氧化钙和氯化钠。
硅化加固的效果与化学溶液的浓度、土壤的透水性和压力有关。渗透系数为1× 10-6 m/min ~ 1× 10-5 m/min的土宜采用这种方法加固。如果粘性土的渗透系数小于1× 10-5 m/min,则压力水玻璃溶液很难注入孔隙中,因此需要通过电渗作用使水玻璃溶液进入土的孔隙中。施工时,将两个电极(即两根金属管)打入沉井两侧的土壤中,然后通过阳极(下端有金属管)将水玻璃溶液和氯化钙溶液先后压入土壤中,施加电流使溶液在土壤中电渗。这种强化方法称为电硅化法。
用电硅化法加固土层,不仅对土体的加固效果快,抗剪能力强,而且抗渗性能优异。是一种理想的止流沙堵泉的施工方法。
以上是沉井下沉过程中流沙处理的3种方式,10种施工方法。在施工实践中,常常是一种或两种方法一起使用。
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