淺析城市道路下穿通道邊坡降排水施工技術研究

周丹

摘要 基礎建設所形成的人工邊坡和自然邊坡可能會引發(fā)地質災害，對人民群眾生命和財產安全造成極大威脅。這些地質災害大部分是由地下水引起的，若不采取適當的排水措施，雨季時地下水水位升高，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，對邊坡的降排水施工技術和注意事項進行了分析，希望能為城市道路降排水施工的安全提供保障。

關鍵詞 下穿通道；降排水；注意事項

中圖分類號 TV66文獻標識碼 A文章編號 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，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量安全，提高城市下穿通道邊坡抗水毀的能力。設置有效的公路排水系統，將路域降雨匯集并沿邊坡溝渠迅速排離路域范圍，在整個公路減災過程中起著關鍵作用。

1 工程概況

成灌高速望帝路下穿工程是一項市政工程。望帝路下穿成灌線，起點是蘭家院子規(guī)劃路，終點是清水河北橋，全長878.581 m。其中道路段長292.894 m、寬35 m；船槽段315.687 m、寬35 m；框架段長270 m，框架全寬為19.5 m，結構凈高為6.218 m，兩孔結構，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挖、防護和降排水施工。由于施工場地開闊，除了局部地塊需要保護以外，其余地塊皆可以利用。該工程采用放坡開挖的形式，僅在局部保護地塊設置支護樁支擋。支護結構為臨時結構，安全等級一級，為支護樁、旋噴樁、降水井、噴錨網防護相結合。噴混凝土厚度為10 cm。旋噴樁和支護樁整體設置于邊坡開挖線外1 m處。除邊坡與文物保護地塊交界處采用支護樁外，其余均采用旋噴樁[1]。

2 工程地質條件

2.1 區(qū)域地質構造及穩(wěn)定性

該區(qū)的地質結構屬于九頂山地區(qū)的華夏紀、青城—青霞地區(qū)的新華夏紀兩個地區(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，發(fā)育有較深的第四紀冰水、沖洪積。

整體上，郫都區(qū)的斷層結構和地震活動相對薄弱，松潘、平武以及5.12汶川等大地震都對其產生了一定的影響，但是這一區(qū)域屬于波及區(qū)，而非震中區(qū)，其破壞程度并不大，就其地殼穩(wěn)定性而言應該屬于穩(wěn)定區(qū)，是被周邊地震活動包圍的穩(wěn)定塊體。

蒲江－新津斷層位于成都平原第四紀沉積物下，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，穿越擬建場區(qū)東南方40～55 km。龍門山斷裂帶是一個具有北15～40°E方向，傾向北西，傾角35～70°的壓性逆沖推覆斷裂，此斷層距離擬建場區(qū)大約55～60 km。

2.2 地形地貌

該項目的建設地點在成都市郫都區(qū)的德源鎮(zhèn)。該線路穿越了兩個地形差異明顯的地貌單元。擬建設用地為岷江河床一級階地，其地貌特征與生態(tài)環(huán)境密切相關。規(guī)劃路線范圍內公路縱橫，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15 m、20 m兩類，15 m長670根，20 m長636根。采用跳孔施工，防止塌孔。施工流程如圖1所示。

3.1.1 施工準備

首先對利用全站儀測定旋噴樁的施工點進行標記，然后進行再次測量，待驗線合格后用鋼尺和測線設置樁位。一個樁位設置一個竹簽，將樁孔中心的移位偏差控制在50 mm以內[2]。其次是排污和灰漿拌制系統的修建，旋噴樁施工產生的廢漿液經過沉淀處理可以進行無公害的排放。沉淀下來的泥土在邊坡開挖時被統一運走。全場的污水處理系統主要包括沉淀和排污兩個方面。灰漿拌制設備、灰漿儲存設備、灰漿輸送設備共同組成了灰漿拌制系統，設置在水泥地附近。

3.1.2 鉆機就位

安裝完鉆機之后，調平、對中鉆機，保證樁機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%。為了使鉆機正常運轉，提前調試好空壓機和泥漿泵。用紅油漆在鉆塔旁邊標注鉆桿的深度，校驗鉆桿的長度，以確保孔底標高達到設計的高度。在鉆機安裝之前，必須先在地表上進行噴射試驗，待鉆孔機器運行正常后，才能進行引孔作業(yè)。在打孔時，應做好鉆桿節(jié)數的詳細記錄，以確保打孔深度的精確。

3.1.3 拔出巖芯管、插入注漿管

當鉆孔達到預定深度時，取出巖心管，換上新的注水套管，并將其放入預定深度。在插入管道的時候，為了防止泥漿和沙粒堵塞管道，在插入管道時，一定要邊插入管道邊進行噴射，水壓不能大于1 MPa，以免因為壓力過大而導致孔壁破裂，同時還要用一層塑料薄膜將管道包裹起來，防止泥漿滲透到管道中。

3.1.4 旋噴提升

當噴射灌漿管到達一定深度后，啟動泥漿泵，自下而上，一邊排出泥漿，一邊自下而上地旋噴。注漿時，應先保證一定的注入壓力，待漿液完全流出后，再逐漸提升，以免產生扭轉現象。為了保證樁底的質量，噴頭下沉到設計深度后，必須在原地旋轉10 s左右，待孔內出漿狀態(tài)恢復正常后，方可進行旋噴。要不斷地轉動和提起鉆桿，不得中斷[3]。當鉆機發(fā)生故障時，應停止起吊筆轉動，以避免發(fā)生斷樁，并及時修理和解決問題。為提高樁底質量，應在樁底1.0 m以內適當地增加鉆管噴漿和旋噴時間。在旋轉水柱提升過程中，可根據土層的不同，調整水柱提升過程中的各參數。當旋噴提升至設計樁頂標高時，停止轉動，提起鉆頭出孔口，清理注漿泵和輸送管道，移動鉆機。

3.2 支護樁施工

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

3.3 降水井施工

降水井管徑φ800 mm，間距15 m，井長18 m、20 m、26 m 3類。降水井施工流程如下：場地平整→測量施放井點→鉆機對位→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。過濾材料要在井口兩側慢慢對稱地填滿，防止過濾材料在中間堵塞和井管錯位，在油井填1～2 m時用黏土填滿。填石時，如果油井發(fā)生碎石逆流，應及時停止填石。填滿過濾器材料后，立即使用井管外部干凈的注水循環(huán)技術清洗井，提鉆，不斷循環(huán)，直到水變干凈為止。洗井結束后，測量井底和清理井底，使井底沉淀少于0.3～0.5 m。然后泵離井底約1.0～2.0 m。降水井施工結束后，降水井的管道應比自然地面高20～50 cm，并增加保護蓋，防止雜物掉入井中，最后記錄觀測井的位置，驗證施工方案的正確性[4]。

3.3.2 邊坡降排水施工要求

首先是在基坑開挖一個月之前對基坑進行預降水，并按照“按需疏干”的要求，保證基坑內的地下水不超過1 m。其次要確保管井直徑為Φ800，井管下為Φ325×4，孔內填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、風化料或其他黏土，嚴格控制填濾料的規(guī)格，防止水井淤塞而無法抽出清水。在鉆井的過程中使用稀的泥漿在保證水井施工質量的同時也可以保證水井的出水量。成井后，應立即進行洗井，可用空壓機由下向上洗至水清，井底無泥砂。洗井結束后，應裝設泵，單井試水，并做好工作壓力、水位和抽水情況的記錄。在基坑開挖前，應提前兩個星期做好排水工作，以確保基坑表面無明水。對于長時間未挖的邊坡，應保證每天抽水一次，直至有清水流出，并持續(xù)抽水1～2 h。泵的安裝深度應控制在設計深度之內。泵的吸水位置應保持在水平面以下。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

基礎工程應該保證滿足主體結構的抗浮能力，控制斜坡內排水井井底的水位穩(wěn)定在2～3 m后關閉排水井。及時觀測開閉式降水井的出水情況、水位變化值、穩(wěn)定水位和泵站標高。

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度為0.5 m，在鋼管外包裹麻絲，用水泥密封。然后將兩個半圓的鋼環(huán)焊接在鋼管的外側，形成完整的沒有縫隙的止水翼環(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，填充與底板同一標號的混凝土，并焊接鋼板，采用微膨脹混凝土澆灌[5]。最后，當底板鋼筋遇到降水井鋼管時，從周邊繞過，但必須另加四根同直徑鋼筋，一端彎起250 mm與鋼管焊接，另一端水平長度不少于1.0 m。

4 降排水施工的注意事項

（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：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；轉速為20 r/min。

（4）鉆機安裝必須豎直，旋轉噴嘴的容許偏差不能超過1%；鉆進點與設計點的誤差不能超過50 mm。在經過28 d的養(yǎng)護后，對高壓旋噴樁的抗壓強度提出了不低于3.0 MPa的要求。

（5）將噴漿管插入地下，并使噴頭升至設計高度，就可以進行噴漿作業(yè)。噴射管段升高的重疊長度不應少于100 min[6]。

（6）在進行噴漿時，要密切監(jiān)測冒漿的數量，一旦發(fā)現有不正常現象，要及時找出原因，采取對策。

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

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

5 結語

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

參考文獻

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

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

[3]郝雨. 基坑降水對基坑邊坡穩(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深基坑開挖及降排水方案[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的應用研究[J]. 施工技術， 2019（S1）： 619-621.

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