一种细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法与流程

本发明涉及基坑地下水控制，尤其涉及一种细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法。

背景技术：

1、江河一级阶地地区一般会在细粒土下部存在深厚的砾卵石层，最大厚度甚至超过50m。砾卵石粒径大且密实，最大粒径能达到10cm，且富含地下水。在这种地层中的基坑工程需要设计竖向止水帷幕，确保基坑开挖不受地下水的影响。当竖向帷幕为落底式止水帷幕时，帷幕的最大深度可超过50m。在砾卵石层中施工帷幕难度很大，而帷幕越深，施工难度就越大，需要采用特殊工艺，才能保证帷幕的施工质量。

2、目前基坑工程中常见的超深帷幕施工工艺有三轴搅拌桩、csm工法水泥土搅拌墙、trd工法水泥土搅拌墙和mjs工法桩等。

3、三轴搅拌桩和trd工法在砾卵石层中施工难度大，并且三轴搅拌桩帷幕深度一般不超过35m；csm工法机械设备高大，且对场地要求高，砾卵石层厚度超过3m时，帷幕质量较差。而mjs工法费用过于高昂，超深止水帷幕应用较少。

4、专利cn 219011277 u，对围堰防渗体采用液压抓斗成槽后，槽内铺设防渗土工膜和回填粘土方式形成防渗墙。但是该方式土工膜对土体有污染，槽内存在大量泥浆，回填粘土不易施工，而且窄槽内粘土难以压实，防渗土工膜施工时可能导致破损，防渗效果难以保证。抓出土体废弃，污染环境。

5、专利cn 113174983 a采用液压抓斗成槽后，向槽内回填素土，然后再用三轴搅拌桩机形成水泥土搅拌墙帷幕。槽内存在大量泥浆，回填粘土不易施工；三轴搅拌桩机形成的帷幕深度有限，不超过35m，并且轴搅拌桩高大，占地面积大，涉及到多种设备，不利于施工组织。抓出土体废弃，污染环境。

6、因此，需要创新性地提出一种适用于深厚砾卵石层中的超深竖向帷幕技术。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法，实现在深厚砾卵石层中实施竖向帷幕，最大深度可达到70m；平均渗透系数小于1×107cm/s，隔渗效果良好；施工设备较小，对场地要求不高；抓出的渣土可就地利用制造水泥土浆，护壁泥浆可二次利用，保护环境，节省造价；向槽内泵压水泥土浆置换出泥浆，工艺简单，操作方便。。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法，包括如下步骤：

3、s1：在细粒土层表面定位出止水帷幕的位置，并施工所述止水帷幕两侧的槽段导墙；

4、s2：采用液压抓斗成槽机从所述止水帷幕两侧的槽段导墙之间抓出细粒土层的细粒土和砾卵石层的砾卵石至设计标高，以形成帷幕槽段，并同步向所述帷幕槽段内注入泥浆；

5、s3：将抓出的所述细粒土破碎成渣土；

6、s4：将所述渣土、水泥和水的混合物搅拌，形成搅拌水泥土浆；

7、s5：采用泵压系统，将所述搅拌水泥土浆从所述帷幕槽段底部灌入，并同步置换出泥浆；

8、s6：养护形成等厚水泥土墙止水帷幕，施工下一槽段，并使槽段在平面上闭合。

9、本发明的有益效果是：本发明的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法，通过在细粒土层表面止水帷幕的定位位置先施工槽段导墙，然后将止水帷幕两侧的槽段导墙之间抓出细粒土层的细粒土和砾卵石层的砾卵石抓出，并同步注入泥浆，起到护壁的作用，然后将利用细粒土破碎成的渣土制成搅拌水泥土浆，并通过泵压系统泵入帷幕槽段，实现在深厚砾卵石层中实施竖向止水帷幕，最大深度可达到70m；施工设备较小，对场地要求不高，抓出的渣土可就地利用制造水泥土浆，护壁泥浆可二次利用，保护环境，节省造价，向槽内泵压水泥土浆置换出泥浆，工艺简单，操作方便。

10、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

11、进一步：所述s1中，所述槽段导墙为钢筋混凝土结构。

12、上述进一步方案的有益效果是：钢筋混凝土结构施工方便，并且通过施工混凝土结构可以方便所述液压抓斗成槽机从两侧的槽段导墙之间抓出细粒土层的细粒土和砾卵石层的砾卵石，从而形成帷幕槽段，以便于后续施工形成止水帷幕。

13、进一步：所述s2中，所述细粒土层位于所述砾卵石层的上部，且所述砾卵石层的厚度不小于20m。

14、进一步：所述s2中，每副所述帷幕槽段的长度l不小于6m，宽度w不小于0.6m，且相邻两副所述帷幕槽段之间咬合设置，并形成长度s不小于0.3m的咬合部。

15、上述进一步方案的有益效果是：通过相邻两副所述帷幕槽段之间咬合设置可以使得相邻两副所述帷幕槽段之间连接更加稳定，确保接缝不漏水，并使得所有所述帷幕槽段形成一个整体，保证其整体结构的隔水性。

16、进一步：所述s2中，相邻的所述帷幕槽段采用间隔交错施工。

17、上述进一步方案的有益效果是：通过将相邻的所述帷幕槽段采用间隔交错施工，可以方便先施工的所述帷幕槽段有足够的时间初凝固，并且对后施工的帷幕槽段施工时不会对先施工的所述帷幕槽段产生影响，留出足够的施工空间。

18、进一步：所述s4中,所述搅拌水泥土浆的水泥含量不小于18％，搅拌水泥土浆的比重为1.5-1.8。

19、进一步：所述s5中.所述泵压系统包括装有搅拌水泥土浆的储浆罐、给所述搅拌水泥土浆加压的加压泵，所述加压泵的进料端通过输送管与所述储浆罐相连接，所述加压泵的出料端通过灌浆导管通入至所述帷幕槽段的底部。

20、上述进一步方案的有益效果是：通过所述加压泵可以将所述储浆罐内搅拌好的搅拌水泥土浆通过输送管和灌浆导管通入至所述帷幕槽段的底部，实现自动注浆，非常方便。

21、进一步：所述加压泵施加压力为0.5mpa-0.8mpa，所述灌浆导管的下端距离所述帷幕槽段的底部不超过0.5m，所述灌浆导管埋入所述搅拌水泥土浆的深度不小于2m。

22、上述进一步方案的有益效果是：通过控制所述加压泵的压力，可以方便控制所述搅拌水泥土浆的泵入速度，以便于配合控制灌浆导管的位置和深度。

23、进一步：所述s5中，当所述泵压系统将所述搅拌水泥土浆灌入至所述帷幕槽段的中上部时，所述帷幕槽段内的泥浆从所述槽段导墙处溢出，将溢出的所述泥浆收集并掺入水泥搅拌，形成新的搅拌水泥土浆循环利用。

24、上述进一步方案的有益效果是：通过将溢出的所述泥浆与水泥搅拌，形成新的搅拌水泥土浆循环利用，降低施工成本，保护环境，节约资源，提高资源利用率。

技术特征：

1.一种细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述s1中，所述槽段导墙(2)为钢筋混凝土结构。

3.根据权利要求1所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述s2中，所述细粒土层(3)位于所述砾卵石层(4)的上部，且所述砾卵石层(4)的厚度不小于20m。

4.根据权利要求3所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述s2中，每副所述帷幕槽段(5)的长度l不小于6m，宽度w不小于0.6m，且相邻两副所述帷幕槽段(5)之间咬合设置，并形成长度s不小于0.3m的咬合部(6)。

5.根据权利要求4所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述s2中，相邻的所述帷幕槽段(5)采用间隔交错施工。

6.根据权利要求1所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述s4中,所述搅拌水泥土浆(9)的水泥含量不小于18％，搅拌水泥土浆(9)的比重为1.5-1.8。

7.根据权利要求1所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述s5中.所述泵压系统包括装有搅拌水泥土浆(9)的储浆罐(8)、给所述搅拌水泥土浆(9)加压的加压泵(11)，所述加压泵(11)的进料端通过输送管(10)与所述储浆罐(8)相连接，所述加压泵(11)的出料端通过灌浆导管(12)通入至所述帷幕槽段(5)的底部。

8.根据权利要求6所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述加压泵(11)施加压力为0.5mpa-0.8mpa，所述灌浆导管(12)的下端距离所述帷幕槽段(5)的底部不超过0.5m，所述灌浆导管(12)埋入所述搅拌水泥土浆(9)的深度不小于2m。

9.根据权利要求1-8任一项所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述s5中，当所述泵压系统将所述搅拌水泥土浆(9)灌入至所述帷幕槽段(5)的中上部时，所述帷幕槽段(5)内的泥浆(7)从所述槽段导墙(2)处溢出，将溢出的所述泥浆(7)收集并掺入水泥搅拌，形成新的搅拌水泥土浆(9)循环利用。

10.根据权利要求9所述的细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法,其特征在于，所述将溢出的所述泥浆(7)收集并掺入水泥搅拌时，水泥掺入重量m的计算公式为：

技术总结
本发明涉及一种细粒土下伏深厚砾卵石层竖向止水帷幕施工方法，包括如下在细粒土层表面定位出止水帷幕的位置，并施工止水帷幕两侧的槽段导墙；从两侧的槽段导墙之间抓出细粒土层的细粒土和砾卵石层的砾卵石至设计标高，以形成帷幕槽段，并同步注入泥浆；将抓出的细粒土破碎成渣土；将渣土、水泥和水的混合物搅拌形成搅拌水泥土浆，并从帷幕槽段底部灌入，并同步置换出泥浆；养护形成等厚水泥土墙止水帷幕，施工下一槽段，并使槽段在平面上闭合。本发明实现在深厚砾卵石层中实施竖向止水帷幕，最大深度可达到70m；施工设备较小，对场地要求不高，渣土可就地利用制造水泥土浆，护壁泥浆可二次利用，保护环境，节省造价，工艺简单，操作方便。

技术研发人员：鲜少华,杨安民,何亦真,和礼红,蔡清,刘堰陵
受保护的技术使用者：武汉市政工程设计研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29