五里鋪車站基坑開挖過程中紅砂巖防排水措施及風(fēng)險控制

金鑫

（甘肅信達(dá)建設(shè)工程咨詢有限公司 甘肅蘭州 730050）

五里鋪車站基坑開挖過程中紅砂巖防排水措施及風(fēng)險控制

金鑫

（甘肅信達(dá)建設(shè)工程咨詢有限公司 甘肅蘭州 730050）

本文根據(jù)蘭州地鐵五里鋪車站施工中遇到紅砂巖，防排水難的問題進(jìn)行了討論，介紹了施工中遇到涌水涌泥、水位高于開挖面等問題，采用相關(guān)措施方法防水排水，確保基坑安全正常開挖。

深基坑；紅砂巖；涌水涌泥；防治措施

1 五里鋪車站工程概況

1.1 地理位置

五里鋪站位于東崗西路與瑞德大道交叉口，為一、二號線換乘站。1號線五里鋪站采用地下三層雙柱三跨的結(jié)構(gòu)形式，車站主體長度約201.01m，標(biāo)準(zhǔn)段寬20.7m，結(jié)構(gòu)總高20.78米，底板最大埋深26.3m，中心里程處頂板覆土厚約3m。

1.2 工程地質(zhì)

擬建車站場地鉆探深度內(nèi)巖土自上而下可劃分為5個工程地質(zhì)層，依次為（1-2）素填土、（2-1-1）黃土狀土、（2-10）卵石、（4-2-1-1）（4-2-1-2）強(qiáng)風(fēng)化砂巖。地堪資料顯示強(qiáng)風(fēng)化砂巖遇水極易軟化，暴露地表極易風(fēng)化，經(jīng)擾動后強(qiáng)度極低，巖石試驗天然單軸抗壓強(qiáng)度最小值1.52MPa，最大值5.27MPa。

1.3 降水設(shè)計

本車站地下含水層主要為卵石層，潛水含水層厚度約為30m，卵石下的砂巖為相對隔水層，砂巖層頂部可能存在局部裂隙水。

按降水方案專家評審意見，本車站降水設(shè)計時將砂巖層視為相對隔水層，降水量僅考慮卵石層。井深按進(jìn)入砂巖層3m考慮，根據(jù)現(xiàn)場地層分布情況，1號線降水井井深設(shè)置為自地面下15m。

2 施工中存在的難題

2.1 地下水位高于開挖面

在進(jìn)行基坑降水方案論證時參照砂巖層不透水特性，確定了降水井深度自地面至伸入砂巖層3m止。施工中水位高度位于紅砂巖與砂卵石交界面，基坑見底后水頭高差約13m。車站紅砂巖地層開挖深度為13m，根據(jù)地勘資料顯示，紅砂巖滲透系數(shù)為15m/d，實際施工中紅砂巖層為富含水地層，原降水方案并未考慮紅砂巖地層降水，導(dǎo)致開挖過程中基坑、側(cè)壁出現(xiàn)涌水、涌砂。

2.2 涌水、涌砂

根據(jù)地勘資料顯示，砂巖層顆粒級配在0.075～0.25間的顆粒占了80%以上，因此，只要有極小的縫隙，水和砂都會流出。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用咬合樁的方式，因穿越6m厚含有孤石的砂卵石層，導(dǎo)致局部咬合效果不佳，不能形成整體封閉效果，出現(xiàn)涌水、涌砂。

在紅砂巖地層開挖過程中，基坑側(cè)壁出現(xiàn)了不同程度的滲水，隨著開挖深度進(jìn)一步加大，滲水演變成涌水、涌砂，給開挖帶來了極大的困難。

2.3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)未封閉，施工困難

因東擴(kuò)大端燃?xì)狻⒂晡鬯崃Α⒆詠硭芫€未遷改，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不能封閉，地下水自東向西流入開挖面。隨著開挖深度加大，開挖面逐漸進(jìn)入砂巖層后，自東流入基坑的地下水暴露，基坑泡水，給開挖、運輸帶來極大的困難。

3 施工方案及措施

3.1 東端截水方案

針對東端圍護(hù)結(jié)構(gòu)未封閉，地下水流入基坑的問題，在基坑?xùn)|端橫向設(shè)置一排C15素混凝土止水樁，加設(shè)了2口臨時降水井，同時，基坑內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)置三道沙袋攔水壩，分段攔截東端來水，并用水泵不間斷抽水，將東端來水?dāng)r截在標(biāo)準(zhǔn)段并抽排至基坑外。

3.2 涌水、涌砂處理

針對基坑側(cè)壁涌砂、涌水造成樁背后形成空洞的問題，組織進(jìn)行坑內(nèi)漏水部位注漿工作。坑內(nèi)及坑外注漿均采用雙液漿，其中水與水泥重量比為1：1，水玻璃與水泥漿體積比為1：1。為防止涌砂形成樁背大面積空洞，漏水、涌砂處采用樁間插打槽鋼進(jìn)行封堵，然后用水不漏將滲水處封閉。

3.3 加深降水井

由于基坑周邊施做的降水井已無法將紅砂巖中的水疏干，目前在基坑開挖深度不大于13m區(qū)域補(bǔ)做了5口降水井，降水井底深入結(jié)構(gòu)底板底以下8m位置，達(dá)到降低水位目的。

3.4 基坑南北兩側(cè)地表深孔注漿

為了確保五里鋪站1號線西擴(kuò)大端南北兩側(cè)建筑物、管線和交通疏解道路的安全，為深基坑施工提供安全的作業(yè)條件，采用深孔注漿對坑外周邊地下水進(jìn)行封堵，防止基坑涌水、涌砂，同時填充圍護(hù)樁背后空洞，注漿壓力控制在0.05～0.15MPa。

3.5 基坑內(nèi)側(cè)壁水平注漿

根據(jù)基坑開挖過程中出現(xiàn)的涌水、涌砂點，及時采取水平注漿進(jìn)行封堵，涌砂嚴(yán)重區(qū)域采用插打連續(xù)槽鋼等方式進(jìn)行固砂、截水。同時為了降低側(cè)壁水壓力，在基坑側(cè)壁適當(dāng)位置設(shè)置泄水孔，泄水孔鉆入側(cè)壁深度不小于2m，用于漏水封堵后的外側(cè)水流出。

3.6 坑內(nèi)島式開挖及明水截排系統(tǒng)

基坑治水過程中對基坑內(nèi)明水進(jìn)行系統(tǒng)組織，結(jié)合坑內(nèi)島式開挖方式，設(shè)置排水溝、截水溝、集水井等設(shè)施，確保基底不被水浸泡而降低承載力。

4 總結(jié)

施工中要遵循“上層降水、下層隔水”的整體治水思路，鑒于紅砂巖層的復(fù)雜性，補(bǔ)充堵水、截水、排水等輔助治水方案。結(jié)合風(fēng)險狀況增加測項與測點，持續(xù)保持支撐軸力、基坑變形、基坑周邊環(huán)境測點的監(jiān)測，及時分析時程曲線變化與基坑各類作業(yè)的關(guān)系，切實做信息化施。

[1]五里鋪站基坑風(fēng)險控制專項方案.

[2]五里鋪站基坑開挖見底實施性方案.

[3]五里鋪站基坑風(fēng)險控制專項方案專家論證報告.

[4]五里鋪站1號線基坑?xùn)|端止水措施討論會會議紀(jì)要.

U455.4

A

1004-7344（2016）26-0170-01

2016-8-27

金鑫（1988-），男，本科，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，主要從事土建工程的工作。