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關於沈井施工中流沙的處理方法(二)

2.2.2 管井井點法在遇有流沙的情況,除采用輕型井點外,還可以土法上馬,采用管井井點,特別是在土的滲透系數大,地下水比較豐富的土層中,采用輕型井點解決不了的問題時,宜采用管井井點法。

管井井點是在沈井周圍每隔壹定距離設壹個管井,每個管井單獨用壹臺抽水泵不斷地抽水,從而降低地下水位。根據管井的材料,管井可分為金屬管、竹木管與混凝土管等。管井的埋設宜采用泥漿護壁鉆孔法。

2.2.3 噴射井點法主要設備包括有揚水器的井點管、進水總管、回水總管、高壓水泵和循環水池(或水箱)。主要原理是:地下水經高壓水泵加壓的工作水由揚水器而提升到地面。

2.2.4 深井井點法主要設備包括深井、深井泵(或深井潛水泵)和排水管路等。地下水依靠深井泵(或深井潛水泵)葉輪的機械力量直接從深井內揚升到地面排出。

2.3 化學固結形成防滲帷幕的施工方法利用化學溶液或膠黏劑,通過壓力灌註到沈井外圍刃腳下的土層,而將土粒膠黏起來,以改善沈井外圍刃腳下土層的物理力學性質,這種處理方法叫化學加固法。其主要目的不僅是提高巖土的力學強度和變形模量,而且還能降低土的滲透性,減小地下水的滲流量,提高土的抗剪強度和抗滲能力,使其在沈井下形成壹層新的閉合防滲帷幕,截阻地下水流和治理流沙,使沈井能繼續下沈施工,或者預先通過化學加固沈井下沈位置附近可能出現流沙的土層,以形成強度高,抗滲力好的新土層,從而為日後沈井下沈施工創造良好條件,杜絕流沙的產生。化學加固能否得到預期的效果主要決定於能否根據各土層具體土質條件,選擇適當的化學漿液(溶液和膠黏劑)和有效的施工工藝。

目前化學加固的漿液主要采用,黏土水泥漿、黏土水玻璃漿、水泥粉煤灰混合物、丙凝Ac-Ms、鉻木素以及無機試劑為固化劑的矽酸鹽漿液等。目前發展高強、無毒、易透的漿液是化學加固法的發展方向。

2.3.1 高壓噴射註漿法利用鉆機把帶有噴嘴的註漿管鉆進至土層的預定位置後,以高壓設備使漿液成為20 m左右的高壓流從噴嘴中向四周圍噴射,沖擊破壞土體,使土粒與漿液混合。旋噴時,噴嘴壹面噴射壹面旋轉和提升,膠結硬化後,即在土層中形成直徑比較均勻的圓柱體,當旋轉噴射位置環繞沈井外圍壹定的均勻距離施工時,便成壹個閉合的帷幕。高壓旋噴法的主要設備是高壓脈沖泵和帶有特殊噴嘴的鉆頭。其他設備有鉆機和漿液攪拌機等。噴射註漿的基本方法有:單管法、二重管法和多重管法。

2.3.2 灌漿法用氣壓、液壓把某些能固化的漿液註入沈井位置下的土層中,以改善土層的物理力學性質,它是壹種靜態的高壓噴射註漿法,其中以“袖閥管法”較為先進。其施工工藝是:鉆孔插入袖閥管,澆註套殼料,灌漿,有時也采用邊鉆孔邊灌漿的施工方法。

2.3.3 電矽化法利用矽酸鈉(水玻璃)為主要的混合液進行化學加固土層的方法叫矽化加固。該法是在透水性較大的土中,利用壹定的壓力將漿液通過壹根下端帶孔的管子註入土中,使土中的矽酸鹽達到飽和程度。矽酸鹽在土中分解形成凝膠變為固態膠結物,把土粒膠結起來,也可分別註入矽酸鈉和氯化鈣兩種溶液。氯化鈣溶液的作用主要是促進矽膠的形成,其反應Na2nSO2+CaCl2+nH2O →nSO2(m-1)H2O+Ca(OH)2+2NaCl,所生成的是凝膠氫氧化鈣和氯化鈉。

矽化加固的效果與所用的化學溶液的濃度、土的透水性及壓力有關。對於滲透系數在1×10-6 m/min~1×10-5 m/min的土應用本法加固。如果滲透系數小於1×10-5 m/min的黏性土,則具有壓力水玻璃溶液難以註入的孔隙中,那就要借助於電滲作用,使水玻璃液能進入土的孔隙中。施工時,先在沈井兩邊土中打入兩個電極(即兩根金屬管子),然後將水玻璃溶液和氯化鈣溶液先後由陽極(下端有金屬管子)壓入土中,通以電流,使溶液在土中電滲,這種加固方法稱為電動矽化法。

采用電動矽化法加固土層,不但對土的加固作用快,抗剪力強,而且抗滲能力極好,是理想的制止流沙、堵塞泉眼的施工方法。

以上是沈井下沈過程中流沙處理的3個途徑10種施工方法。在施工實踐中往往是1種或2種方法結合起來***同使用。