地鐵車站地連墻接縫涌水涌砂事故分析及處治

陳英才+譚嘯峰+石磊

摘 要：在透水性較大的地質條件下進行地下車站施工，圍護結構特別是接縫處的施工質量難以控制，在基坑開挖中易出現涌水涌砂現象。本文以廣州某地鐵車站施工為例，介紹了地鐵車站深基坑開挖中出現涌水涌砂事故的分析和處理方法。

關鍵詞：地鐵車站；地連墻接縫；涌水涌砂事故

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）15-0104-02

1 工程概況

江埔站為地下兩層島式站臺車站，總長度為240.7m，標準段寬度為19.7m，基坑深約16.69m。圍護支撐結構采用地下連續墻+內支撐系統，連續墻厚度800mm，墻體采用C30P6水下鋼筋混凝土結構，按設計分成幅，每幅長度為6～7.5m，標準幅長度為6m，地下連續墻深度為17～21m，采用沖擊鉆機沖擊成槽，方錘掃孔。支撐系統共設置3道，其中第一道為混凝土支撐，第二、三道為鋼支撐，端頭處采用三道混凝土支撐。

江埔站端頭主要地層有<1>素填土、<4-2B>淤泥質黏土、<3-2>中粗砂、<3-3>礫砂、<3-4>卵石、<6>全風化砂礫巖、<7-1>強風化砂礫巖、<8-1>中風化砂礫巖。其中砂卵石地層滲透系數達120m/d，水力補給來自流溪河水。地下水位埋深為1.45～3.00m，地下水具承壓性。

2 涌水事故經過及原因分析

江埔站小里程左線盾構井土方開挖至第三道混凝土支撐下3m時，位于C10與B10幅地連墻接縫處出現涌水、涌砂。涌水通道直徑約10cm，涌水量較大，約每小時100m3，且攜帶大量泥沙噴涌而出。現場立即啟動應急預案，組織4臺抽水泵，3臺汽車吊，5輛小型汽車，2輛貨車，70套棉被，50位工人堵漏和堆碼沙袋反壓。

經過現場初步分析判斷，涌水涌砂的主要原因是地下連續墻接縫施工質量問題造成（如圖1）。該車站地連墻采用兩期施工，一期地連墻B10施工時由于地質條件較差，沖擊鉆成槽時端部擴孔，鋼筋籠下放后雖然采用沙袋回填的工藝防止混凝土繞流，但由于部分沙袋大小不均，在回填時無法密實，一期連續墻澆筑施工時，局部混凝土繞過端頭鋼板，包裹住回填沙袋。二期轉角地連墻C10施工時，由于轉角處空間限制，方錘掃孔不徹底，對底部被混凝土包裹住的沙袋無法有效清除，C10幅地連墻澆筑后形成了質量隱患。當基坑開挖過程中，開挖抓斗將混凝土包裹沙袋拔出時，形成接縫涌水通道（如圖2）。

3 涌水處理方案及現場實施

通過對涌水事故的原因分析，以及現場涌水涌砂量較大，地層水力補給充分，泥沙持續噴涌將會導致地面甚至基坑塌陷，必須立即采用堵水止水措施，具體實施方案如下：（1）立即對涌水部位用沙包進行反壓，反壓高度到第三道混凝土支撐底部，同時埋設引流管，最后用噴射混凝土封閉。（2）對涌水地連墻外側注雙液漿止水，漏水基本止住后再施工三根旋噴樁加固，旋噴樁深度到基底以下。（3）由于涌砂會造成地連墻外側地面以下空洞，在地面打探孔找到空洞位置后，對空洞進行混凝土填實處理，以免發生地面塌陷。（4）加強對基坑周邊建筑物、構筑物、道路、管線、地面及基坑本身的監測，每天監測三次。并加強對地面50米范圍內觀察，發現異常立即分析處理。

3.1 涌水處堵漏處理

B10/C10接縫處涌水點被沙袋反壓，水量逐步減少，但由于其后大量土體流失，形成了新的涌水通道，發現B9/C9與幅地連墻接縫處（左線盾構井東南角）也開始出現漏水，同樣采用沙袋反壓。同時在地連墻基坑外側20-30cm鉆孔，采用雙液注漿（水玻璃：模數2.7-3.3；玻美度：稀釋到25玻美度；密度：1.21），共使用水泥45噸，水玻璃40噸，基坑內涌水隨著雙液漿灌注基本得到控制。同步在左線小里程端頭區域內的負一層、負二層存在小的滲漏（濕漬）的其它地連墻接頭進行掛網噴射混凝土。針對連續墻背后地面下發現的空洞，決定用混凝土泵車灌注砂漿進行填筑，共灌注M7.5砂漿120m3，將空洞灌注填實，風險基本得到控制。

為保證后續施工中基坑開挖安全，在C9、B9兩幅地下連續墻接縫處設置6根600mm@300mm雙管旋噴樁，C10、B10兩幅地下連續墻接縫處設置29根600mm@300雙管旋噴樁（雙排），保證所有樁體插入中風化地層0.5m。旋噴樁加固采用P.O 42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥最終摻量根據試驗確定，水灰比在1.0～1.5范圍內調整，選擇水泥漿水灰比為1.3，即水：水泥=1.3：1（1m3水泥漿所用水與水泥量為水：水泥=780：600）。

3.2 監測數據分析（如表1）

車站進行的監測項目為建構筑物沉降、地下水位、地表沉降、墻體水平位移、墻體深層位移、土體深層位移、支撐軸力。根據監測數據和巡視信息綜合分析，基坑各項監測數據得出基坑變形量較小，變形穩定，未超出報警值。基坑開挖施工對周邊建筑物沒有產生明顯影響。由此表明基坑支護體系的設計及施工均完全滿足規范的相應要求，在基坑施工過程中未發生失穩現象。

3.3 基坑后續開挖措施

基坑土方開挖前應做抽水試驗，以確認地連墻止水效果，如果效果不明顯，應及時在地連墻接頭處施工旋噴樁，旋噴樁應穿過透水層一定深度，且不得少于0.5米。基坑小里程部位在開挖過程中設置臨時排水系統，設置臨時的集水井，加強基坑排水能力。

開挖過程中注意減少對地下連續墻的擾動，同時派專人檢查開挖出來的地下連續墻，發現漏點時及時堵漏。 開挖過程中，對基坑范圍內加強監測，特別是對基坑外側水位孔進行觀測，一旦出現異常，應立即停止開挖，檢查異常情況出現的原因。如涌水量較大或周邊監測水位等出現異常，停止開挖回填反壓，并在基坑外圍重新進行止水加固處理。

4 結語

（1）富水砂卵石地層特別重視接縫處防繞流、二期連續墻刷壁質量控制，但存在質量缺陷時，提前在接頭部位埋設雙液注漿管，一旦出現涌水現象時可及時進行雙液注漿堵漏。（2）開挖中注意對接縫、滲漏點處觀測，根據不同情況進行不同處理方式。滲流無壓力采用聚氨酯封堵；少量漏水且有壓力采用引流掛網噴錨或焊接鋼板可達到預防的目的；大量漏水且壓力較大時采用引流、反壓、壁后注漿封堵，可有效控制險情。（3）加強連續墻傾斜和沉降監測，必要時增加架設支撐防止結構失穩。endprint