本文摘要：滲降水井施工和投入使用后，路基論文由于滲降水過程中會隨水流帶出部分細微土粒，再加上降水后土體的含水量降低，上部土體內靜水壓力逐漸消失，會使上部濕軟土體逐漸產生壓密固結效應，可能會引起滲降水周圍的路基和分隔帶發生沉降，施工期間和施工結束后必
滲降水井施工和投入使用后，路基論文由于滲降水過程中會隨水流帶出部分細微土粒，再加上降水后土體的含水量降低，上部土體內靜水壓力逐漸消失，會使上部濕軟土體逐漸產生壓密固結效應，可能會引起滲降水周圍的路基和分隔帶發生沉降，施工期間和施工結束后必須隨時進行觀測，如沉降較大，應及時進行養護管理，以防影響交通安全。
《路基工程》(雙月刊)創刊于1983年，由中國鐵道工程建設協會;中鐵二局集團有限公司;西南交通大學主辦。是國內唯一的以研究路基工程為主要對象的專業學術期刊，在專業學術領域有著諸多的建樹。內容覆蓋鐵路、公路、水利、水電、礦山、港口、機場等眾多行業，聘請了全國鐵路、公路等行業的著名專家、學者、管理干部擔任編委，眾多企業和機構參與協辦。
分析了某公路路基病害形成的原因，針對該段路基水文地質條件，提出采用井點滲透降水的方案，清除路基水文地質病害，并對其施工工藝及技術要求進行了闡述，總結了相應的質量保證和預防措施，從而提高公路路基的整體穩定性。
關鍵詞:
高速公路，路基，滲降水，水文地質，滲水井
1工程概況及現狀
某高速K1003+560處位于半溝隧道與松卜嶺隧道之間，設計為分離式路基，單幅路基寬度12.25m，分離式路基中央分隔帶寬度27.05m。該段原屬滑坡路段，2014年初右幅路基K1003+532～K1003+590段的行車道與硬路肩出現縱向環狀裂縫，路基局部向右側發生了輕微位移和沉降。目前，經過注漿處治后，路基處于相對穩定狀態，但在先后施工過程中，仍發現右幅路基與分離式路基中央分隔帶內下伏地基內存在范圍較大的地下水，致使路基地基土濕軟嚴重，對路基和右側路堤邊坡穩定性影響嚴重，為排除地下水工程隱患，高速公路管理部門擬在本路段布設滲降水井，用以疏干路基范圍內地下水，改善地基濕軟條件，從而提高路基穩定性。
2滲降水施工設計目的與總體思路
2.1滲降水設計目的通過路基范圍滲降水井施工，能夠使路基范圍內的地下水在最有利的區域內通過布設的多個滲降水井通道，使影響路基穩定的下伏的淺部地下水全部滲入地下較深部的透水性巖層中，并能夠快速流出該地下水系統，促使地基內的原滑體、滑動帶等飽和濕軟土體逐漸硬化固結，并不再長期浸水，從而防止和控制右幅路基與路堤邊坡側向變形及沉降，提高本段路基整體穩定性。
2.2滲降水設計總體思路由于本段線路在分離式路基中央分隔帶及右幅路基范圍內均存在淺層地下水，因此徹底疏干大范圍地基濕軟土內的地下水分是施工設計的最佳目的。但是，由于右幅路基超、行車道及硬路肩并不允許和適合滲降水施工，僅有分離式路基中央分隔帶具有永久滲降水施工的場地條件，因此，本次施工選擇將滲水井布設于分離式路基中央分隔帶內，其目的一是保持滲水井長久存在，并有效發揮滲降水功能;二是疏干路基中央分隔帶范圍內存在的淺部地下水;三是有效降低左側路基內存在的淺層地下水;四是徹底切斷地下水向右幅路基范圍的淺部地基內徑流排泄。基于本段路基內地下含水層、隔水層和地下深部的透水層產出狀態均為中緩傾斜狀，因此滲水井的布設排列、深度均結合產出狀態總體上按兩排滲水井以近似“梅花形”布局，并依據水文地質資料與水文計算確定其深度和間距，做到滲水井疏密得當，深淺適宜，能效優良，經濟可靠。滲水井布置如圖1所示。
3工程水文地質條件
3.1地層與巖性1)第四系松散堆積物。第四系松散堆積物分布于右幅路基和中央分隔帶地表上部，分別由人工回填土(Qfal4)和第四系上更新統粉質粘土(Qdl+pl3)組成，分布厚度及狀態在路基范圍內變化較大，其中人工回填土(Qfal4)在中央分隔帶范圍的厚度為4m～7m，在右幅路基范圍的厚度約7m～13m。巖土組成為粉質粘土和碎塊石，由二者分層碾壓或混合碾壓組成，以粘性土為主，均一性較差，孔隙較大，下部土層因含水濕軟嚴重，呈飽和軟流塑狀態;第四系上更新統粉質粘土(Qdl+pl3)下伏于人工回填土(Qfal4)之下，厚度變化總體不大，中央分隔帶范圍的厚度約1m～3m，右幅路基范圍的厚度約3m，為下伏基巖表層殘留的第四系前期堆積物。巖性為粉質粘土，局部含不均勻碎塊石薄層(底礫層)，總體呈中密狀態，但因含水濕軟嚴重亦呈軟流塑狀態，造成路基失穩變形和滑移最不利巖土層(水文地質見下述)。2)石炭系上統太原組(C3t)。本套巖層為煤系地層，巖性為強～中風化泥頁巖夾砂巖、灰巖等，根據前期勘察鉆探資料，自分隔帶左側起至右幅路基邊緣，石炭系上統太原組(C3t)埋深為6m～14.0m，其中分隔帶范圍內基巖埋深為6m～11.1m，由上而下分為7個巖性段，如表1所示(以分隔帶右側緣計)。
3.2水文地質根據施工期的部分勘探資料和前期注漿施工掌握的水文情況，右幅路基與分隔帶內均存在地下水，現分述如下:地下水類型及含水層:右幅路基與分隔帶地基地下水類型為第四系松散堆積物孔隙水，含水層巖性為人工回填(Qfal4)的粉質粘土、碎塊石、自然狀態堆積的上更新統(Qdl+pl3)粉質粘土及碎塊石，含水層厚度平均約為5.0m。地下水水位:分隔帶范圍地下水靜止水位埋深均約3.5m(豐水期)，右幅路基范圍地下水靜止水位埋深均約4.5m(路基與分隔帶高差約0.8m)。地下水隔水層:隔水層為石炭系上統太原組(C3t)強～中風化泥頁巖。地下水補給、徑流與排泄:路基與隔離帶范圍地下水補給源自本范圍大氣降水和左幅路基左側邊坡在雨季集中排泄的地表水入滲形成的地下水側向補給，徑流方向為由左向右，地下水在右側路基回填土孔隙內蓄積;在一定層位孔隙或裂隙內溢流滲出及土體內自然蒸發為主要的排泄方式。因此，本滲水井工程的目的即就是改善本段路基內地下水的排泄方式，由自然蒸發、被動溢流排泄改為人工滲降水井主動排泄。
3.3地質構造右幅路基及分隔帶范圍地質構造形態較為簡單，人工路基回填土與第四系上更新統地層與下伏地層之間的構造關系整體上屬于披蓋接觸關系，下伏石炭系上統太原組(C3t)砂泥巖地層在區域范圍內為單斜構造，北西320°方向傾斜，傾角約27°;其中人工路基回填土一般屬于分層水平回填碾壓，與下伏的第四系上更新統地層間也為臺階接觸的披蓋接觸。地基深部巖性層間分布與變化受地質構造總體上控制。
4滲降水井設計與計算
4.1降水方法選擇與比較根據本段路基工程的水文地質條件，目前引起路基變形和失穩的主要因素為路基和地基范圍內存在地下水，且不能自然而且安全地向路基外排泄，造成地下水在路基回填土內孔隙中大量蓄積，從而引起路基填土反復濕軟，在某些蒸發不大的季節，最終引起路基變形和失穩;因此降低地下水水位，改善排泄方式是本段路基工程必須而且更緊迫的選擇。由于路基范圍地下水主要存在于回填土和下伏的第四系粉質粘土、碎塊石土中，水平方向因路基右側填土多為粉質粘土而排泄受阻，垂向下滲排泄受下伏的泥頁巖隔水邊界受阻。針對路基范圍的地下水存在形式，可供選擇的降水方式主要有:1)輕型淺井抽排降水;2)重型深井滲排降水;3)路基邊坡橫向近水平斜孔降水。各方案比較如下:1)輕型淺井抽排降水:主要依靠水泵抽排，該方法優點為:降水井較淺，隨積隨抽隨排;缺點為抽排水持續不斷，時間不固定，后期管理維護費用較大。2)重型深井滲排降水:主要依靠自然入滲至地下深部透水性較好的巖層，該方法優點為:降水井較深，隨積隨滲隨排，疏干排水效果好，后期無額外費用;缺點為井深需要根據地下深部的透水性巖層進行選擇，一般滲井較深，前期投入費用相對較大。3)路基邊坡橫向近水平斜孔降水:主要依靠橫向近水平斜孔將回填土內飽和地下水引出。該方法優點為:斜孔深度一般較淺，初期費用相對。缺點為只有當路基右側可排泄位置處富含飽和地下水時才可有效排泄，被動性太強，往往當該排泄孔內有水排泄時，說明路基穩定性已存在較大的隱患，而且水平斜孔易于淤塞，降水效果總體最差。通過以上比較，本工程采用深井滲排降水，即滲降水井進行降水。
4.2滲降水井的滲水目的巖層與滲井深的選擇根據前述水文地質條件，隔離帶地基范圍內有較好入滲條件(裂隙發育，厚度較大)的巖層僅可能為地基內的中風化砂巖，頂板平均埋深27.5m，即隔離帶右側邊緣30m，左側邊緣25m，要求滲水井底端入巖5m以上，即要求分隔帶左側滲水井深必須超過30m，右側滲水井深超過35m。
4.3井徑與井管根據工程范圍地質和水文條件及施工經驗，為擴大滲降水井含水層的滲水部位有效面積，本次滲降水井井徑按500mm成孔，滲降水井管徑為273mm(內徑)鋼質濾水管(也可選擇無砂混凝土管，由業主最終確定)。
4.4降水井設計計算擬設降水范圍橫向寬度為37.5m(隔離帶27.5m，各向兩側路基范圍擴大5m)，路線走向長度為70m(各向兩端路基邊界擴大5m)，降水范圍按矩形進行計算，面積為70×37.5=2625m2。若折合為降水基坑。
5施工工藝流程及技術要求
1)施工前期技術準備。在設計的滲降水范圍應安排取芯孔1個(必要時選2個)，觀測和確定孔內含水層特征、透水層埋深、透水性大小及確定或調整滲水井的深度(由于本范圍缺少近期水文鉆孔的具體資料，需現場掌握并動態調整)。2)設備材料進場→施工前準備及試驗→微調并確定方案→放點定位→滲水井鉆探成孔(驗收)→井點管安裝(驗收)→外管壁填充→洗井→水文觀測→內管填充→總驗收。3)松散層采用無芯鉆進，基巖層采用稀泥漿鉆進，鉆進結束后采用清水充分洗孔，特別針對透水層，保證裂隙的通透性，必要時對透水層進行炮震，擴大巖體裂隙，提高滲透性。4)防止孔斜，及時糾偏并保證井管投放順暢。5)鉆進過程中應及時觀測巖性變化、泥漿漏失變化。6)井管結構。井管自上而下采用鋼質管，其中濾水管采用橋式濾水管，地表0m～2.0m間為非花管，2.0m～10.5m安裝橋式濾水管，10.5m～35m為鋼質花管。花管四周按孔徑15mm“米字形”相間布設，間距為10cm。花管及橋式濾水管外壁用80目尼龍紗網包裹2層。7)井管連接與投放。井管采用焊接方式進行連接，井管投放要自然順暢，嚴禁壓入。井管上端口高出地面0.3m。8)孔壁及孔內充填。下管完成后，井管外壁與井壁間采用3mm～10mm砂礫填充，觀測滲水情況，滲降水效果正常后，向管內投入5mm～13mm砂礫填充，如未達到滲水效果或效果較差，應查找原因，必要時進行前一工序的返工;如滲水效果觀測正常，即可對井口段0m～1m范圍采用粘性土搗實封閉，經驗收后進行下一滲水井點施工。
6工程質量保證措施
1)組建強有力的施工團隊，選用精良設備投入施工。開工前施工技術人員應充分領會施工意圖，編制方案，工程參建人員對工程總體施工質量、技術要求均要做到心中有數，深刻領會。2)充分運用理論與實踐相結合的方針，精心組織，精心施工，精心管理。3)嚴格遵循施工組織設計及相關規范、規定進行施工。4)具體保證項目。a.鉆孔孔徑保證符合要求。b.井管加工保證:特別是花管小孔間距、孔徑保證及管壁外包裹符合設計要求。c.井管投放保證:特別強調井管投放順暢、管壁與井壁間隙保證。d.應對滲水井逐一巡視檢查滲降水情況，進行水位觀測和數據記錄。井點降水出水應先大后小，先混后清，若發現異常情況核查原因。5)井壁及管內回填必須以充分觀測為前提，如未達到滲降水目的，應停止回填，查清原因，進行補救，保證滲降水目的落實到位。
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