馬普托大橋地下連續墻漏水事故處理分析

楊　浩

馬普托大橋地下連續墻漏水事故處理分析

楊浩

該項目是莫桑比克首都馬普托市跨越馬普托灣的第一座跨海大橋，項目起點位于馬普托市區終點位于馬普托灣南岸Catembe 鎮，錨錠基坑開挖后，地下連續墻出現墻體漏水情況，通過對圍護止水設計、地下連續墻滲漏判斷方法、含水層滲透性、基坑總涌水量等分析，最終采取降水措施，解決了基坑滲漏問題，馬普托大橋南錨錠深基坑成功完成封底，為大橋的后續建設打下了堅實的基礎。

地下連續墻；漏水；降水法

工程概況：馬普托大橋南錨錠基坑直徑50 m，開挖深度36 m，地下連續墻墻深度56 m，深入下部不透水的泥質砂巖中。上部松散的細砂巖地板深度50 m，細砂巖厚度20 m左右，基坑底位于細砂巖中。

事故概況：自錨錠基坑開挖至12 m，地下連續墻出現墻體漏水情況，視漏水情況最初處理為墻前覆蓋快干水泥加導流管處理，隨著開挖深度的增加，漏水情況逐漸嚴重，以致采用墻前壓重，墻后注漿處理。直至開挖至24 m采用坑外降水施工，導致工期延誤2個月之久。

1　圍護止水設計分析

理論上講，圍護止水結構已經進入不透水的地層泥質砂巖中，已經隔斷了50 m以上的所有含水層，開挖前疏干基坑內的殘存水，即疏干基坑內的含水層的靜儲量即可，這是非常理想的狀況。

實際上基坑底位于50 m深的松散的粉砂巖中，這樣深度的地下連續墻圍護止水結構，是很難把水止住的，就是很難割斷50 m深度的含水層，所以開挖時必將出現漏水、漏砂、管涌、突涌事故。即：

①若36 m以上圍護結構滲漏，將會出現漏水、漏砂現象。 ②若36～41 m出現圍護滲漏現象，將出現管涌事故。③若41～50 m出現圍護滲漏，則會造成基坑突涌事故。如果基坑內有降水井，少量的滲漏會被降水井疏干，問題不大，大量的滲漏將會造成突涌事故；若基坑內無降水井，少量的滲漏可以通過明排水排出，大量的滲漏明排水來不及，必將出現突涌事故。

從現有的施工技術和工程案例看，很難保證50 m深的地下連續墻不滲漏，馬普托大橋項目地下連續墻下部滲漏現象是很正常的。

2　地下連續墻滲漏判斷方法

在基坑施工兩口井，深度50 m，抽水一段時間，分析水量和水位下降之間的匹配關系，并觀察水位恢復狀況。

每抽水量300方，若基坑水位下降1 m左右，且水位恢復較慢，則基坑止水效果良好，反之，若抽水300方水位下降不到1 m，且水位恢復較快，則圍護止水效果較差。

3　含水層滲透性分析

①粉細砂含水層：埋深0～20 m，K=20 m/d左右，水位埋深10 m左右，該層位于上部，地下連續墻止水效果一般會較好。

②礫石含水層：該層較薄，厚度1～2 m，埋深30 m左右，K=40～200 m/d，該層極易漏水、漏砂。

③細砂巖含水層：埋深30～50 m，厚度20 m左右，K=20 m/d左右，該層由于位置較深，又是含水層，所以極易滲漏。

④基坑總涌水量分析：含水層總厚度30 m，水位埋深10 m左右，K=20 m/d左右，水位降生S=27 m左右，則基坑涌水量45 000方/d左右。（由于資料不足，計算可能會有偏差）

⑤基坑滲漏處理辦法分析：第一次漏水情況：出現在開挖至12 m深度，地下連續墻H型鋼接縫處漏水，水量不大，流速一般。處理方法：直接用快干水泥封堵于漏水處，并插入帶有閥門的引流鋼管，再快速鑿出墻體內部鋼筋及鋼筋連接器，將一塊1 m2鋼板焊接在鋼筋上，防止快干水泥沖開，鋼板留洞，以使導流管一直流水。做好坑內集水排水后，抓緊進行內襯鑿毛，施做內襯鋼筋，立模。在澆筑混凝土之前關閉閥門，并立即澆筑內襯混凝土，澆筑時密切注意漏水處情況，如遇溢水，及時打開閥門。

第二次漏水情況：開挖至18 m深度，地下連續墻墻體出現嚴重漏水，水流量大，流速急。處理方法：首先在基坑內部中間位置開挖3 m深，15 m2水坑。并將漏水水平方向垂直引入坑內（防止水浸泡內襯基底，造成不均勻沉降。）安排4臺15 kW 50方/h潛水泵置于集水坑，專人看守抽水。在漏水處堆積沙袋，重疊碼放盡量多堆積，留出壑口，使水從此處集中流出。在漏水處，地下連續墻坑外進行打孔，直至漏水處流出打孔用泥漿為止，由此證明所打孔已經與漏水處聯通，隨即孔內注入水泥漿，待水泥漿從漏水處流出10 min后，開始注入水玻璃，待漏水處流出水玻璃時，快速用沙袋，土工布堵塞壑口及其他溢水位置。因水玻璃，水泥漿反應迅速，35 s即可產生強度。水流逐漸減少，直接停止流水，堵漏成功。

第三次漏水情況：開挖至27 m深度時，出現嚴重漏水，水流極大并伴有大量黑色泥沙涌出我，通過對黑色泥沙分析，初步認定從墻底即56 m深度位置漏水。通過引流、沙袋壓重，墻外注漿均不能對漏水起到效果，隨即成立應急小組，在保證人身安全前提下，開展技術分析，邀請國內專家會診。

經專家分析分析，基坑下部細砂巖含水層滲漏現象很明顯，并認為現有的處理措施非常不妥：

①若采取旋噴樁對圍護結構止水：施工達到50 m深非常困難，即使勉強達到了，效果也很難保證。所以該方法不妥。

②坑底注漿止水：若基坑圍護結構不能有效止水，坑底止水也很難達到止水效果；如果真達到了止水效果，那將更加危險：即坑底形成很好的止水底板，極易形成突涌事故。

4　基坑滲漏處理辦法分析

采取降水措施，解決基坑滲漏問題。降水井以基坑外為主，基坑為輔。降水方法將解決本項目的設計止水缺陷，并可有效地解決以下問題：

①保證安全：通過降水，將地下水位降到開挖底板以下，將不會再發生管涌、突涌事故，徹底解決漏水、漏砂、管涌和突涌問題。

②方便高效施工：在無水條件下作業，將大大提高施工效率。

③解決滲漏問題簡便快捷：降水井施工速度快，成井時間短，降水井施工完成后，抽水2 d就可以保證開挖，從成井到達到開挖效果20 d左右就能完成。

④降水井布置：降水井采取直徑325 mm鋼管，估計單井出水能力在4 000 m3/d左右，在基坑外布置13口井，坑內布置2口井，共15口井，井深均為50 m左右。

⑤進一步優化：若上部圍護結構止水效果好，沒有滲漏現象，則直接降下部細砂巖中的水位，涌水量還將會大大減少。

通過1個月的施工，完成坑外降水井16個，觀測井4個。坑內降水井2個。每個抽水井配備國產18.5 kW、80方水泵并施工排水溝直通海里，保證流量1.5萬方/d。通過生產性降水實驗，成功降水至37 m（低于底板1 m），從而提交實驗資料，上報業主單位，經專家分析，確定開挖安全后，隨即取得復工指令。

進行每一層開挖前，降水至開挖面以下1 m，加速內襯施工，施工期間密切關注降水設施，電工，測量員，維修工日夜值守，遇到停電、水泵損壞等突發情況及時響應，保證斷電時間不超過5 min。經過全體一線施工人員努力，馬普托大橋南錨錠深基坑成功完成封底。為大橋的后續建設打下了堅實的基礎。

中交路橋北方工程有限公司北京100024

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