某穿黃軌道交通工程風井漏水處理方法分析

張 沖

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 100018）

1 工程概況

某穿黃軌道下穿黃河，全長404m，此河段里程為YDK13＋841—YDK14＋245（北岸河堤里程:YDK14＋245）。規劃線路時，從大橋上由下通過，雙線同邊盡量繞開銀灘大橋。施工時用盾構作為區間主體，先通過北岸的通風井（兼聯絡通道）再穿越黃河，最后到達某站。下水徑流方向為西南方向，河水補給多來自地下水。

2 井外地表、井內地基和導墻的加固措施

2.1 井外地表加固

將風井地下連續墻圍護外皮沿小里程方向向外加固8m，沿大里程方向向外加固8m，沿垂直線路方向向外加固各3m。設備會用到65mm×5mPVC袖閥管、雙向皮碗式止水塞和25mm鍍鋅鋼管，這時需做成分段芯管，并應用普通硅酸鹽水泥單液漿進行注漿，也可使用普通硅酸鹽水泥與水玻璃雙液漿。將鉆孔按照1.2m×1.2m的比例做成等邊三角形。漿液的擴散范圍以0.8m為半徑從中心向外擴散。其中，用雙液漿材料筑孔來加固，而加固筑孔借助單液漿，總共604根，雙液漿97根，單液漿507根。

如果28d無側壓抗壓強度＜1.0～1.2MPa，滲透能力＞1.0×10-6cm/s，說明不符合標準要求，需多次補充注漿。

2.2 井內地基加固

為確保盾構井上覆土體＞1D，必須及時停止坑內的土方開挖作業。同時，為了保證豎井的封底效果，可采用袖閥管自上而下加固，使加固深度達到要求。通過檢測探孔發現井內注漿301根。袖閥管注漿孔平面布置方式如圖1所示。

圖1 袖閥管注漿孔平面布置方式 （單位:m）

2.3 導墻加固

加固導墻基底時要借助 10cmPVC管，按照1.2m×1.2m的間距鋪開，共322根，將導墻加寬3.6m，加深6m。導墻加固范圍縱向如圖2所示。

圖2 導墻加固范圍縱向示意

3 處理方法

3.1 基坑內回灌水

如果承壓水在基坑內外出現約20m水位差時，可用回灌水平衡基坑內外水土的壓力，有效降低承壓水施加給基坑的壓力，避免基坑出現連續滲漏及基坑周圍的地面和管線產生大幅度沉降。施工初期，為了解承壓井整體數據，對承壓井進行抽水試驗，同時YP6觀測井的水位也需進行抽水試驗。承壓井的回灌總量約11 000m3，其靜水位約-9.2m，基坑回水高度為基坑中框架上約2m，回灌水填滿井后不再抽送YPl-5承壓井的水。

3.2 處理地面沉降問題

基坑西側如果出現滲水現象會導致地面出現16cm深的沉降，所以做好施工前的淺層注漿工作十分必要，可以避免由于空洞導致的較大面積地面沉降，注漿時要采取水灰比為0.6的單液漿，填充深度保持在地下2～12m，總注漿量保持在320m3。

3.3 合理使用冰凍法增強地下墻接縫

除了基坑出現滲漏水，地下墻接縫也會出現此類問題，這時冰凍后的固體可保證滲水封閉的效果，只需借助垂直鉆孔液氮降低地下墻接縫外側土體的溫度，將其冰凍即可。

3.3.1 凍結管的處理

凍結孔施工難度過大，可先處理液氮孔周圍的凍結孔，在每個凍結管之間設置800mm空隙，深度為36m，共6個，同時安置1個測溫孔，T1設置在離凍結孔600mm處位置。

3.3.2 測量凍結孔偏斜率

只有嚴格按照每個孔的偏斜率施工，才能保證凍結管的平面位置與垂直度所產生的誤差在20mm以內，可采用經緯儀和燈光測量每個凍結孔的偏斜率是否均保持在1%以內且不偏斜于盾尾處。

3.3.3 液氮凍結

1）制冷環節 保證冷凍體達到1150mm的標準厚度，液氮冷凍體以10cm/d的速度運行7d。

要想保證液氮冷凍體滿足要求，就要控制好溫度和壓力，控制壓力時可借助液氮儲藏罐上的散熱板，控制溫度時可借助每組回路中的截止閥，如當液氮儲藏罐瓶口溫度為-150～-170℃時，壓力值保持在0.10～0.15MPa，要想壓力值保持在0.05～0.10MPa，就要借助液氮儲藏罐上的散熱板，同時溫度控制在-50～-70℃。

為了保證各液氮管向外釋放均勻，可將液氮管兩孔銜接，并且連接管路需采用不銹鋼軟管材料，要想保護保溫管路，可借助泡沫板或棉花。如果液氮突然停止供應，可提前準備好＞20 000L容積的液氮容器為凍結期間的液氮做儲備。

通過計算可得出具體需要的液氮量，計算出凍土所占地體積為504m3，凍土所需要的液氮是500kg/m3，即整個凍土所需要的液氮是252 000kg。要保持凍結土體的穩定狀態，以24h為1組，每2組約需400kg/h；要維持凍結狀態，需要的液氮量為9 600kg，將凍結時間定為10d，所需量為96t，即所需要的總量為348t。

2）液氮屬于無色無味的氣體，使用液氮時一定要考慮安全問題，否則工作人員會因吸入液氮而窒息，所以液氮的儲存位置條件一定要滿足通風并遠離生活區。

3.3.4 坑內抽水及泥沙問題

基坑的抽水和泥沙清理工作需在液氮實際凍結7d后，并根據-100℃時的測溫孔判斷凍結壁厚度是否達到設計標準。

1）處理基坑時要分成2個階段，不僅要處理基坑內的回灌水，還要處理基坑底部的泥沙和回填水泥土袋。①第1階段 抽水時要借助大功率的潛水泵，當抽到一定的標高時需停止并檢查坑內的水位，確認水位正常后，才能繼續進行。②第2階段 借助高壓水槍的沖洗將底部泥沙和水泥土袋清理到地面，抽凈坑內的剩水后，用小挖機將水泥土袋等運到地面。

2）通過承壓降水井控制水位 為了避免出現抽基坑內的回灌水而導致坑底承壓水位突然上升，可采取分階段開啟原坑內承壓降水井控制水位。

3.3.5 基坑內部結構回筑

基坑清理干凈后進行底板鋼筋綁扎和澆筑混凝土的工作。如果混凝土強度達到規定的50%，就不能再用液氮進行凍結，需將液氮凍結管更換為鹽水凍結管，然后再按照施工步驟繼續進行結構回筑。

3.3.6 對地下管線的影響

由于基坑出現突涌情況時會對雨水管、地表、地下墻產生影響，所以對三者的最大沉降及位移進行實時監測，三者分別在基坑突涌的前后24h內出現最大沉降和位移，雨水管沉降深度達6mm，地表沉降深度達165mm，地下墻位移距離達1.8mm。雨水管、地表也會在以后的施工中出現單次最大距離的沉降，分別為1.2，2.1mm，地下墻單次位移距離最大值是0.5mm。

打設凍結管會對已經完成混凝土墊層的基坑產生影響，而且開挖基坑和打設冰凍加固的凍結管同時進行，在施工中應給予足夠重視。

4 預防和控制凍土地質災害的措施

1）地面帷幕注漿法 為保證注漿達到應有的強度及有效避免沉降變形，可在井筒外圍較松散的地面組織大面積帷幕進行鉆孔注漿，不僅避免豎向應力的施工，還可防止井壁出現縫隙。

2）在正確的時間進行壁間注漿 因塑料軟板有滑動效果，可減少內壁受到來自外壁的束縛，以減少井壁縫隙的出現。所以，凍結井內外壁的材料多為塑料軟板。但塑料軟板不能做到密封防水，完工后的效果較差，平鋪后表面凸凹不均，是因為夾層注漿的時機較難把握，且注漿效果多種多樣。不僅延誤工期，還導致一些井筒反復注漿。對井壁夾層最科學的注漿施工時間應在其還未解凍之前。

3）加強凍結井井壁封水效果 凍結井井壁因混凝土受到水化熱和溫度等因素影響出現水平裂隙。所以，要避免井壁出現水平縫隙，且封水質量高，就要提高內井壁混凝土的強度、厚度，還要提升施工工藝水平。

5 結語

已經完工的風井結構順利通過檢驗，檢驗報告顯示底板沒有滲漏水現象，但井壁側墻仍有一些濕跡，并且沉降也保持在規定范圍之內，說明該漏水處理有效，值得參考。