2018超高层深基坑大水量管井法兰片法封堵施工方案分析

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　　 摘 要：基坑工程是建筑物的基础，它的地域性和综合性很强，在开挖过程中很容易造成含水层被切断，进而使大量地下水渗入基坑，若基坑浸水则会降低地基的承载力以及管涌和边坡失稳等现象，所以对基坑采取有效的排水措施。因此本文对超高层深基坑大水量管井法兰片法封堵施工方案进行浅析。
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　　 关键字：超高层深基坑；法兰片封堵；设计
　　 中图分类号：TV551.4文献标识码：A
　　
　　 一、超高层深基坑工程
　　 超高层深基坑工程主要是指开挖深度超过五米或者地下室在三层以上，以及开挖深度虽然未超过五米，但水文地质条件和周围的环境因素极其复杂的工程。它是在地表以下的一个地下空间及其配套的支护体系，主要包括支护体系的设计与施工和土方开挖两大部分，其中土方开挖施工组织的合理性直接关系到支护体系的成功与否。一旦在土方开挖施工过程中出现差错，就很可能导致地下主体结构的桩基变位，支护结构也会因此变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。因此在土方开挖施工过程当中，应该加强监测，力求实行信息化施工。
　　 超高层深基坑工程还具有很强的环境效应，因为基坑开挖势必会引起周围的地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围的地基土体变形，进而给周围建筑物以及地下管线造成一定的影响，情况严重的还将危及其正常使用或者安全。另外超高层深基坑工程还涉及到施工所在地的水文地质条件对基坑开挖所造成的影响，以及基坑支护体系的设计强度与稳定性的控制。因此超高层深基坑工程是一项综合性很强的系统工程，涉及到岩土、水文、结构、环境等许多方面，一直以来它都是岩土工程界的难点，而且经过大量的实践证明大部分的基坑工程事故都与地下水的渗漏有关，它不仅使工作条件变得恶劣，而且易造成坑底隆起、流沙和坑壁的剥落、坍塌，甚至引起周围建筑物沉降、倾斜、裂缝和倒塌等。另外，在地下水含量丰富的地区进行超高层深基坑开挖作业时，由于受到地下水的影响，地层力学性质更差，其难度更为突出。因此在进行超高层基坑开挖的过程中，需要岩土工程和结构工程的技术人员相互配合、因地制宜，图示1为地下局部平面结构结构平面图。
　　
　　
　　 二、超高层深基坑排水方案设计
　　 超高层深基坑排水方案设计要根据工程的具体地层情况，在遇到地下水位较高的地区时要格外留意含水层对基坑工程的施工影响，由于在开挖过程中很容易将含水层切断，在压差作用下，地下水必然会不断地渗流入基坑，如不采取有效的排水措施，大量的地下水就会渗入基坑内，使现场的施工状况变差，严重情况下还会导致地基承载力下降，甚至在水压的作用下还能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象。因此，为确保基坑施工安全，必须对深基坑采取必要的排水措施。一般情况下，对超高层深基坑的排水方案设计有：
　　 （一）排水沟和集水井的设计
　　 为了避免基坑被地下水长时间浸泡致使土体软化，要及时排放地下水，同时方便基坑内的施工作业。在基坑内、外各设置一条排水沟，呈环形封闭状，用砖砌以及水泥砂浆抹面修筑，要在基坑开挖施工前预先修好排水沟。另外，还应该注意的是在雨期施工前应该首先检查现场的排水系统，保证水流畅通。
　　 （二）回灌井的设计
　　 基坑中的降水随基坑的不断开挖而逐步加深，由于基坑降水后，不可避免地会造成基坑周围地下水位的下降，从而导致基坑周边的地面原有建筑物以及地下构筑物因不均匀沉降而受到不同程度的损伤。为了减少这些影响以及损伤，就要在基坑和需要保护的建筑物之间采取回灌措施，是地下水位均与变化，根据本基坑的地层特点，回灌措施采用坑外回灌井，此外为了解地下水位变化，及时调整回灌水量，还应在基坑周围设置水位观测井。
　　 （三）集水井的设计
　　 集水井应该设置在基坑角或者每隔一段距离设置一个。井壁可用挡土板作临时支护，井底还要铺上一层砾石，用来防止泥砂堵塞水泵。由于基坑明沟降水适用于降水深度不大的工程，所以要根据工程的实际情况采用管井井点降水，同时基坑开挖也应设计明沟，但它只是收集基坑中和坑壁局部渗出的地下水和其它施工时遗留下的地下水,图2为集水坑设计图。
　　
　　
　　 除此以外，还应该注意排水沟与集水井要保持一定的高差，集水井应该比排水沟低，而排水沟应该比挖土面低。用抽水设备将集水井中的水排至基坑外部，严禁排出的水回流于基坑内。人工挖孔桩施工时，降水以管井降水为主，具体步骤包括放线定位、挖设泥浆沟、埋置钢护桶、装设井机、成孔以及井管就位、填充滤料、封井、安装排水管道，最后架设抽水泵进行抽水，其中井管的选材应该具有足够的强度、抗腐蚀以及具有一定的耐久性，辅以桩孔内污水泵明排抽水，边抽边挖。
　　
　　 三、大水量管井法兰片封堵施工方案
　　 法兰片作为一种具备高强度并且能够产生塑性形变的材料，常被用于连接地下管道的中间介质。在超高层深基坑大水量管井中利用法兰片法进行封堵施工是一项最基本的技术，按照设计图纸的要求，用法兰片进行管道的连接安装，对于超大直径的钢管采用法兰连接，根据施工图设计上的要求配好管道，将两个管道的接头固定在支撑架上，确保接口的稳定性，然后再在接口处各自固定一个法兰片，在两个法兰片之间加3?L后的橡胶垫片，然后将镀锌单头的螺栓紧固。
　　 管道连接完毕后仔细检查连接处的法兰片平整度以及垂直度，具体通过检查两条连接管的中轴线，尽量使中轴线保持一致，然后调整法兰片连接的密封圈，使穿入螺栓口的镀锌单头螺栓的朝向保持一致，套上螺母后先用手进行调节，然后选择尺寸合适的扳手将螺母拧紧，在紧固螺母时应该注意采用对角紧固法进行，并且必须将法兰片连接偏差控制在安全范围之内，符合施工设计的要求。在对接口处进行检查完后还需要分系统对管道进行水压试验，水压试验前应该对各管路清查一遍，是否存在未封接口及通向设备的管喉，一旦发现立存在泄露，就要立即进行封堵。
　　 封堵时关闭管道两端的阀门，然后测量泄漏点的位置以及尺寸，当连接处的法兰片间隙小于1?L并且两者间的压力比较小时，可以利用手锤将法兰连接缝捻实形成密封的空腔，然后通过专用的螺栓注剂接头将注剂注射到密封腔内，最终达到封堵的目的，在注射密封剂时还应该考虑到介质的温度以及环境的温度对密封剂的影响，常温环境下并且介质的温度高于40℃时，则可以进行正常注射，如果周围环境温度较低，并且介质温度低于40℃时需要加热注射器以提高密封剂的流动性，为了控制密封剂的用量，事先应该估算出空腔的容积避免将注剂注入到泄露系统中。当两个法兰片之间的压力不高于2MPa，间隙不大于5?L时，现在管道的泄漏处装设夹具，调节夹具上的螺母迅速装好螺栓专用注剂接头，将螺母拧紧，拆卸夹具再距离泄漏点较远的距离按照如上操作装设第二支注剂接头，用两倍与法兰周长的铜丝插入法兰间隙内，用球形冲子将法兰连接缝隙冲出塑性变形，最后注射密封剂。
　　
　　 四、结束语
　　 超高层深基坑降水方案的设计要根据土层性质以及开挖的深度等特点，经过技术、经济和节能比较后确定，但由于土层地质条件的复杂性，以及施工部门的各项施工数据取值是否正确将直接影响到超高层深基坑降水方案设计的准确性，从而致使目前基坑降水工程设计在技术、结构上不合理的现象十分普遍，文章以超高层深基坑大水量管井发兰片法封堵施工方案进行分析。总之必须要在实践中要采用信息化施工，定时检测降深、出水量以便进一步优化超高层深基坑降水设计以及大水量管井法兰片法封堵的施工方案。
　　
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　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。