浅析富水地层明挖基坑渗水处理方案

浅析富水地层明挖基坑渗水处理方案

鹿鸣

中铁十二局集团有限公司   山西太原   030024

摘要：地铁车站明挖基坑施工过程中,由于地质条件复杂,漏水有时不可避免。本文根据北京地铁7号线百子湾车站在基坑开挖过程中出现的渗水情况,提出了基坑渗水的治理原则,阐述了该明挖地铁车站施工中基坑渗水的治理方案,从而保证施工的顺利进行。

关键词：明挖基坑；地质条件；基坑渗水；激励方案

1 工程概况

（1）设计概况

北京地铁7号线百子湾站主体及一号风道采用明挖法施工，一号风道和车站西端设盾构始发井。盾构井处基坑开挖深度约19m，基坑标准段开挖深度约17m。

车站主体及一号风道采用Ф800mm@1300mm钻孔灌注桩及Ф1000mm@1500mm钻孔灌注桩，桩间施作Ф900长螺旋旋喷搅拌水泥土桩，内支撑采用Ф609×16钢管，支撑间距2.5～3.5m，局部设锚索。

钻孔桩与长螺旋旋喷搅拌桩关系图如下：

图1  钻孔桩与长螺旋旋喷搅拌桩关系图

2、工程地质及水文地质

主体基坑开挖深度范围内主要包括以下土层：粉土填土①层、杂填土①1层、粉土③层、粉质粘土③1层、粉细砂③3层、粉细砂④3层、中粗砂④4层、圆砾卵石⑤层、粉质粘土⑥层等。

基坑内粉细砂④3层层厚5m～7.8m，圆砾卵石⑤层层厚4m～6m，基底圆砾卵石⑤层层厚0.5m～2.7m。圆砾卵石⑤层饱和，低压缩性，最大粒径不小于80mm，一般粒径2～40mm，大于2mm超过50%。

地下水情况见下表所示。

2 基坑开挖及渗漏情况

在1号风道及车站主体基坑内设置疏干井，疏干井间距15m，共设20眼，疏干井井深22m。

图2  疏干井平面布置图

1号风道1～4号疏干井在基坑开挖前20天开始抽水，基坑开挖前，测量水位，1号井水位降至基坑底以上2m，2号、3号井水位降至基坑底以下2～3m。4号井水位降至基坑底以上3米左右。

一号风道基坑开挖至标高+21.100（水位以下1～2米左右）处，出现坑内积水情况，如下图所示：

图3  开挖积水情况

3 应对措施

（1）在基坑四周设置排水沟，中间设置积水坑，用水泵（100m3/h）24小时派专人观察水位情况并及时抽水，2小时左右需抽水，抽水时间20分钟；

（2）将基坑内1号疏干井水泵由原12m3/h换成20m3/h的泵，同时开启1～5号疏干井，1号疏干井水位可降至基坑底以下1m左右，集水坑的水泵同时抽水，集水坑内抽水时间有所延长大致3～4小时抽水一次；

（3）针对此种情况，在基坑西南角用小挖掘机小范围开挖，开挖深度1m，基底出现积水，坑壁渗水情况不明显。

图4  基坑小范围开挖情况

4 处理方案

采用在基坑内注浆堵漏的处理方案，启动车站主体基坑内靠近1号风道的部分疏干井抽水，截断从基坑东边流向西边的水源，并在1号风道盾构井基坑周边增设应急预案降水井，作为水位观测和应急降水用，具体方案如下：

（1）采用设置疏干坑等方式进一步降低地下水位；

（2）沿基坑周边分段跳挖寻找漏水点，分段纵向长度不大于3m，挖一段填一段；

若没有发现漏水点，则分段开挖挂网喷混凝土支护。盾构井三边分为6段，采用跳挖的方法，开挖深度不大于1m。若桩间土塌落严重，可采用桩间打设钢管的方式进行超前支护，钢管采用φ50钢管，长度1.5m～2m。钢管前端打尖封闭，采用振动锤打设。每两根钻孔桩间打设2-4根。桩间土塌落部分需采用喷射混凝土填实。

图5  基坑开挖及超前支护图

（3）若发现漏水点，对发现漏水点的桩间，依据漏水情况采用针对性封堵措施，如下：

①漏水点较小时，首先将漏水点掏成孔，孔径5cm，孔深大于10cm，然后将裹网带花眼水管插入将水导出，水管周围用水不漏等速效堵漏材料进行封堵，堵漏材料按粉：水=1：0.25下料，搓揉成团堵于水管周围。水管里的水集中在集水坑内进行抽排。以实现这部分水的有序排放;待管周围堵漏材料达到一定强度后，将该排水管弯折封堵，采用堵漏材料将水管封闭入混凝土中，即可实现堵漏。

②漏水点较大时，采用手电钻在钻孔桩上打孔，插入钢筋或膨胀螺栓，在漏水点底部同样打孔插钢筋，支横向和竖向模板，埋入带阀门的花管，花管部位用滤网包裹，将水引出，实现有序排放。支模后填入混凝土，并加入速凝早强剂，待混凝土达到强度后，拆模，将阀门关闭，从而实现堵漏的目的。如下图所示。

③出现系统性的漏水点时，则采用袖阀管注浆技术，在漏水部位分段分片的注浆堵漏，其中浆液采用快速凝固的水泥单液注浆（配比水灰比1:1）或双液注浆（水玻璃水泥双液）。注浆材料采用PC32.5水泥或水泥水玻璃配制而成。所注浆液水灰比为0.8:1，水泥及水玻璃的体积比为1:1。

开挖后发现有系统性漏水，及时用基坑内土方回填至漏水点标高上1.0m，堆成平台并碾压，留出钻机作业平台，为堵漏创造施工作业条件，钻机紧贴坑壁斜向下打孔，采用袖阀管注浆方法。

袖阀管注浆施工工序如下图所示：

附注：①钻孔②下套壳料③施作袖阀管④开始注浆⑤施作第一段注浆⑥施作第二段注浆

基坑的注浆袖阀管采用柔性塑胶φ50×5袖阀管。

普通水泥浆水灰比为1：1，注浆压力控制在1MPa。如现场条件有变化，则根据现场试验确定注浆参数。

标1 注浆参数表

表2 主要设备及材料一览表

现场施工设置4名技术管理人员，设项目组长1名、技术人员2名、资料员1名。各类技工16人，现场工人分为2班，其中每班设钻工3人，注浆工3人，杂工2人。

基坑漏水点采取针对性封堵措施处理后，再采用上述无漏水情况的施工方法进行开挖，挂网喷混凝土支护。

5 结语

目前部分地区由于环保要求，深基坑地下水处理不允许使用降水，大多设计采用止水帷幕的方法来起到隔水作用，然而地下地质情况复杂加上施工存在误差，往往会造成基坑渗水现象，带来极大安全隐患，所以基坑渗水要高度重视，在基坑开挖工程中，要加强施工现场巡视和监控工作，并根据现场实际情况要不断优化方案，才能保证安全和进度。

参考文献

[1]肖伟.明挖地铁车站基坑渗漏水及治理措施[J].商品与质量·建筑与发展,2013, 000(012):138-138.

[2]秦忠.临河深基坑漏水处理技术措施剖析[J]. 粉煤灰, 2018, 002(004):41-44.

[3]何世鸣.长螺旋旋喷搅拌帷幕桩的施工工艺. ZI 2010 1 0238461.4

[4]裴保国.长螺旋旋喷搅拌桩在北京地铁站止水帷幕中的应用.中华建设, 2012(4):186-187．