市政地鐵深基坑穿越臨江斷裂帶涌水及處理對策

韋桂軍

摘要：市政地鐵工程施工環境較為復雜，工程施工中會涉及很多風險工程，特別是深基坑施工中容易發生涌水問題，若不采取有效措施進行處理會造成非常大的損失。文章結合工程實例，分析了地鐵深基坑穿越臨江斷裂帶所發生的涌水問題及成因，并提出了相應的處理對策，供相關類似工程施工參考。

關鍵詞：地鐵;深基坑;涌水;處理對策

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.040

文章編號：1673-4874（2019）07-0132-04

0引言

近些年我國很多城市都在進行市政地鐵建設，其已經成為了市政工程建設中最為重要的項目之一。市政地鐵工程施工環境較為復雜，工程施工中會涉及很多風險，特別是深基坑施工中容易發生涌水問題，若不采取有效措施進行處理會造成非常大的損失。本文主要以某工程為例闡述地鐵深基坑穿越臨江斷裂帶涌水問題，同時提出了相應的處理對策，供同行參考。

1工程實例

某市政地鐵車站處在長江一級階地崗以及長江漫灘平原的過渡地區，主體呈現出南北向的布置，屬于地下三層車站。其基坑的總體長度達到了212.5m，平均開挖深度為24m，基坑深度范圍內地層屬于第四紀覆蓋層，基巖主要是中風化灰巖以及白云巖，主要以粉細砂和粉質黏土為主。此車站處在城市主干道的正下方，基坑一側相鄰4根大口徑的供水管道，另一側相鄰居民樓。在此地質鉆孔揭露有巖溶發育段，在鉆孔的內部存在著漏漿的問題，溶巖發育埋深都在20 m之內。車站地下水類型主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

2地鐵基坑斷裂帶涌水情況以及原因分析

2.1地鐵基坑斷裂帶涌水情況及特性

（1）地鐵基坑斷裂帶主要采取的是臺階法、短進尺以及弱爆破的施工工藝進行施工。車站基坑土方在實施開挖到18m深時，距離西部地下連續墻內壁4m處發生了涌水情況，出水量大約在30m/h，并且因水內含有2%～3%的泥沙而造成水質渾濁。發生涌水危險之后，施工現場立即采取了相應的治理方案，通過涌水點袋裝水泥反壓的方式基本上控制了基坑涌水問題。另外，在基坑的西部對地下連續墻背后進行豎向鉆孔補償注漿，對建筑物進行調平注漿。

（2）通過對基坑的勘察得知，其存在著一條橫穿基坑的斷裂破碎帶和大量的巖溶分布。同時斷裂破碎帶從西向東逐漸增大并且呈喇叭狀。斷裂破碎帶屬于白云巖性質，具有非常強的透水性，這是基坑發生涌水最主要的通道。斷裂破碎帶分布如圖1所示。

（3）從相應分析結果可知，絕大多數鉆孔揭露存在著大小不一的溶洞，直徑范圍在13～20 cm。巖溶填充物是較強可塑性的灰黃色粉質黏土，但是溶洞的上下表面存在著較為厚重的溶蝕帶，巖芯呈現出碎塊狀，屬于基巖裂隙水連通的通道。

（4）深基坑臨江斷裂帶涌水具有瞬時性以及突發性的特點，基巖具有大量的裂隙水并且具有較好的補給徑流條件。

2.2涌水原因分析

地鐵基坑斷裂帶涌水原因主要包括如下幾個方面：

（1）此地鐵基坑區域處在火山斷坳帶的中間區域，兩種巖層的接觸位置以及斷層帶因為受到了后續幾次構造運動影響造成了中風化灰巖以及白云巖接觸位置節理裂隙發育而形成富水構造帶。另外，基坑所在區域的靜水壓力較高，也是造成涌水問題的重要原因。

（2）從地質縱斷面的情況進行涌水位置分析可知，涌水位置處在斷層帶位置，斷層具有壓扭性構造的特點，斷裂帶的寬度大約在113m左右。中風化灰巖以及白云巖的接觸位置形成了非整合巖性接觸帶，兩種巖性接觸帶為基巖地下裂隙水的儲存提供了條件。

（3）不良地質對于深基坑工程的影響。從原有勘察資料能夠得知，原有設計圍護結構嵌入到中風化巖大約2.5m左右。由于巖溶以及破碎帶的影響造成了圍護結構實際嵌固的深度不夠，若是繼續開挖容易造成圍護結構失穩。基坑內部斷裂破碎帶屬于沿江主斷裂的次生斷裂，具有非常強的透水性，同時和長江具有一定的水力聯系。

3地鐵深基坑臨江斷裂帶涌水處理對策

3.1深基坑斷裂帶涌水處理的基本原則

按照斷裂帶所在工程水文以及地質情況，結合工程實際施工條件，在深基坑斷裂帶涌水處理時可以遵循如下原則進行：

（1）在水位降低到一定程度后可以通過砂包對其實施回填處理，同時要利用埋設管道將水流引出，要在管口安裝閥門。

（2）要對斷面實施注漿加固圍巖堵水，對于坍體實施預加固。

（3）進行止漿墻的施工（可以采用c35鋼筋混凝土澆筑），止漿墻區域要進行擴挖處理，同時要在接觸面周邊設置砂漿錨桿錨住。止漿墻的鋼筋設置在外部，保證止漿墻的穩定可靠。止漿墻設置如圖2所示。

（4）止漿墻混凝土強度滿足設計標準后實施帷幕注漿施工。鉆孔布置以及終孔位置要按照施工現場的具體情況進行調整，但是一定要確保注漿范圍和效果達到規定要求。在注漿時可以采取分段式方式進行，注漿過程中要實時監測水壓、注漿量等參數，一旦發現壓力較大時就要及時打開閥門進行泄壓。

3.2地鐵深基坑臨江斷裂帶涌水處理對策

涌水處理的基本思路為：要對基坑的內外部同時進行處理。在涌水的初始階段可以在基坑內部堆壓砂袋以及填砂反壓，在一定程度上降低涌水量的同時能夠避免涌水帶有砂顆粒流出，保證基坑的安全性。在基底沒有明顯涌流的基礎上，對于基坑內部實施鉆孔注漿進行處理。對于基坑外側來說，在涌水量降低后可以通過鉆孔壓降等方式對涌水實施封堵，最后完全封堵涌水，保證后續開挖施工的安全性。

3.2.1涌水處理施工對策

對于斷裂帶涌水段進行加固時可以通過短臺階法進行開挖，采取鋼架實施支護加強，并且初期支護時要噴射混凝土，可以通過鋼筋混凝土進行二次襯砌結構處理。在開挖過程中要對進尺實施嚴格控制，每次開挖應≤0.8m。加固區域可以用全封閉防水板制作防排水系統，同時要在防水板的外側布設盲溝，并加密環向盲溝，間距為2m/環。

3.2.2對于巖溶進行有效處理

從案例工程具體的勘察分析情況來看，要對巖溶發育的圍護結構內外側都實施必要的加固處理。要按照基底是否入巖的情況采取不同的加固措施，例如對于基底沒有入巖的區域，可以通過鉆孔鋼花管進行注漿。設定加固區寬度為5m，加固區深度要達到完整基巖面以下0.5m左右。對于基底已經入巖的區域來說，可以通過Ф650mm的雙重管旋噴樁實施加固，要保證墻內平面6m寬的加固區域，加固的深度要保證在基底以上0.5m，向下到基巖面之下0.5m。

3.2.3對于破碎帶實施必要的加固處理

對于斷裂破碎帶區域可以通過鉆孔分層注漿加固的方式實施涌水處理，要保證深入到基坑以下5m。

（1）注漿材料以及相應參數設置

①注漿材料。所用的注漿液主要為水泥單液漿，同時采用水泥-水玻璃雙液漿進行輔助。這兩種液漿中的水泥基材料采用普通的硅酸鹽水泥（確保水泥等級在32.5R之上）即可。所用注漿材料的具體配比如表1所示。

②注漿參數。注漿參數如表2所示，在實際注漿施工過程中，注漿參數可以按照具體情況進行動態調整。

（2）注漿結束參考設定

①單孔結束的設定。單孔注漿結束時可以參考如下標準：注漿壓力上升到設計壓力同時能夠保壓10 mln以上;注漿量達到80%設計注漿量以上，進漿速度達到初始進漿速度的25%。

②全段結束的設定。全段注漿結束時可以參考如下標準：全部的注漿孔都要滿足單孔結束的設定標準，同時不會發生漏漿問題;檢查孔涌水量<0.2L/（m min）;檢查孔鉆取巖芯并且漿液充填飽滿;漿液有效注入范圍超出設計值。

（3）監控量測。在進行注漿時一定要加強對止漿墻變形情況、注漿巖盤后邊完成施工段圍巖的監控量測力度，要制定出完善的施工預案，防止因為前邊注漿堵水造成后邊水壓升高而導致的隱患。

3.2.4格構柱基礎加固

需要在存在問題的格構柱基礎樁外周邊打設微型鋼管樁實施必要的補強。開挖過程中要將微型鋼管樁和格構柱通過鋼板實施焊接，使其成為統一的整體。具體方案如圖3所示。

微型樁主要采取Ф108m、壁厚6mm的無縫鋼管進行制作。可以通過地質鉆機進行豎向鉆孔，保證鉆孔直徑達到130 mm，鉆孔深度達到底板以下15m。另外，要在每一根格構柱周圍均勻地設置8根微型樁，要確保樁中心到格構柱管壁距離為400 mm左右，同時要在微型樁內部填充水泥一水玻璃雙液漿。

4結語

城市地鐵工程施工環境較為復雜，工程自身的施工過程會引發周圍環境風險，例如地下管線、構筑物等。地鐵車站施工過程中最為主要的施工風險之一就是深基坑風險，特別是基底管涌問題更是重中之重，所以需要采取必要的加固措施確保其安全性。本文主要以某城市地鐵深基坑工程為例，分析了深基坑穿越臨江斷裂帶過程中的涌水治理、基坑支護體系加固等關鍵技術。希望通過本文的介紹能夠對類似工程涌水治理提供一定的參考和幫助。