富水砂層車站圍護結構滲漏水ECR檢測技術應用

邵海龍

（中交一公局集團有限公司，北京 100024）

0 引言

由于地鐵車站位于城區，周邊環境風險多，基坑開挖過程中如出現涌水涌砂的情況會導致周邊建筑物沉降、開裂以及管線破壞，發生安全事故，因此控制圍護結構滲漏水是地鐵施工的重難點，目前，國內圍護結構滲漏檢測方法存在工作效率低、結果準確度低、設備穩定性差、結果分析軟件缺乏等問題；FGM-ECR/EFT滲漏水檢測技術可以快速準確地檢查滲漏點，連續鎖定滲漏目標，節省維修費用，防止滲水塌方事故[2]。

1 工程概況

哈爾濱地鐵3號線某車站圍護結構采用地下連續墻設計，車站周邊主要以住宅、商業建筑共用用地為主，人流、車流較為密集；車站形式為地下三層島式車站，采用明挖順做法施工，內支持采用兩道混凝土支撐加四道鋼支撐體系，地連墻共60幅，墻厚1.0 m，端頭井墻身45 m，標準段42.5 m，入巖深度3.5 m～6.0 m，十字鋼板接頭，地連墻接縫處設置1根Φ2000MJS工法樁，半圓形樁體。

車站位于哈爾濱市松花江南岸，所處地貌單位為松花江漫灘，場地地形較為平坦，該場地勘查深度內所揭露的地層為第四紀地層。地基土分布不均勻，性質變化較大，上部第四紀地層具有2～3個明顯沉積輪回特征即從上到下顆粒由細到粗分布。表層由雜填土組成，地基土主要由中粗砂夾厚薄不均勻的黏土組成，下部基巖為白堊紀粉砂質泥巖，基坑開挖深度25 m范圍內以粉細砂和中砂為主。地下水主要為孔隙潛水，地下水靜止水位埋深為2.0 m左右。

2 ECR檢測技術

2.1 應用背景

車站地處松花江漫灘區，富水砂層地質條件，基坑開挖25 m深度范圍均為富水砂層，同時，車站緊鄰建筑群，環境風險非常高，車站施工最大的風險就是基坑開挖階段圍護結構地連墻涌水涌砂，因此，針對圍護結構滲漏水防治項目部開展了一系列研究，包括地連墻設計入巖加深、墻縫止水措施加強、墻縫外側MJS止水補強等質量加強措施，但最終圍護結構整體隔水質量仍無法直觀判定，通過調研得知ECR滲漏水檢測技術具有很強的適用性，為此，項目部組織專家會議對地連墻ECR滲漏水檢測進行了適應性研討，并邀請參建各方參會，ECR檢測技術適應性獲得大家一致認可，隨后項目部在兩座車站開展了實踐應用。

2.2 檢測原理

ECR滲漏水檢測技術通過對地下水中微弱的離子運動進行高靈敏度測量，由此檢測出比較復雜地下工程結構的滲漏水情況。在出現滲漏水的情況下，即使是輕微的滲流，也會因為水離子的運動，發生整個地層電場的變化，對于此種變化，通過開發的多通道多傳感器高精度量測系統，可以探測出電場異常的位置，從而檢測出滲漏點[1]。

2.3 現場檢測

該次滲漏水檢測工作量為車站地連墻圍護結構：總長度為140 m，檢測區域分A、B 2個檢測區域，檢測開始前先將檢測區域開挖至原狀土，利用基坑外側的既有的水位觀測井來布設ECR發射源，以此來產生矢量電場，觀測井發射深度為35 m，基坑內測不同表面位置布設可移動的負極（AP），可移動負極在基坑內部按接縫位置均勻布設間距3 m左右，形成對稱布局，通過發射源形成強制電場以幾何方向進入基坑內部的測量區域，通過增強示蹤劑來增大流入混凝土結構及墻角下方的滲漏能量，從而探測滲漏區域。檢測傳感器總計123個。檢測區域為車站主體內部距離地下連續墻3 m以內的區域。

判定依據：漏點的標準是測量的能量超過75%以上，體現為一個高能量，這表示有水流通過地下連續墻流入基坑內部。滲點的標準是測量的能量值約在50%到75%時，水流的密集度較低，這體現為可見的墻壁或接縫處細小水流或陰濕。在檢測過程中發現更小的能量，該值比滲點的能量值更小，是因為墻體上的存在水分。

根據檢測區域結果分析：建議修補點—漏點（有較大水量流入，建議在基坑開挖前預先加固處理）；注意觀察點—滲點（墻體或地下連續墻接縫處陰濕或少量水流入，在基坑開挖時注意觀察）在檢測1區存在2個建議修補點—漏點L1、L2，位于WS2/WS3接縫；WS4/WS5接縫；5個注意觀察點—滲點S1、S2、S3、S4、S5；位于WW1/WW2接縫；WW2/WW3接縫；WW4墻體；WS1墻體；WS7墻體。在檢測2區存在2個建議修補點—漏點L3、L4，位于WS12/WS13接縫；WS18/WS19接縫；4個注意觀察點—滲點S6、S7、S8、S9；位于WS9墻體；WS11墻體；WS15墻體；WS16/WS17接縫。在檢測3區存在2個建議修補點—漏點L5、L6，位于WS21/WS22接縫；WE4/WE5接縫；1個注意觀察點—滲點S10，位于WE2墻體；車站總共6個建議修補點—漏點，10個注意觀察點—滲點。

3 滲漏點處理措施

3.1 建議修補點處理措施

根據ECR檢測結果，對地連墻接縫6處漏點進行預加固處理，預加固順序：從基坑東側向西側逐一加固（L1- L2-L3- L4- L5- L6），因前期在接縫處外側有一根半徑1 m的MJS高壓旋噴樁，所以在引孔時點位確定在接縫一側距離接縫0.9 m、距離地連墻外邊緣0.5 m處，引孔深度30 m，注漿操作從30 m開始進行后退式注漿，9 m位置結束。漿液采用雙液漿（水泥＋水玻璃），注漿采用雙控指標：壓力控制在1 MPa～1.5 MPa，注漿量控制在1 m3。在接縫另一側對稱位置引孔，引孔深度2 m，作為應急注漿孔，減少出現險情時的準備時間。預注漿加固孔位布置如圖1所示。

3.2 雙液漿配合比

為了滿足雙液漿具有較短的凝結時間和初始強度，試驗室進行了各種摻配比例的配合比試驗。材料選擇：水泥規格為P.042.5，水玻璃規格：濃度42Be’；經過多種摻配和擬合現場實際進行試驗，按不同摻配比例最終確定雙液漿配比為表1中序號3所列，滿足新現場注漿要求；檢測指標：試驗室凝結時間40 s，模擬富水砂層條件下凝結時間71 s，雙液漿配合比見表1。

表1 雙液漿配合比匯總

圖1 預注漿加固孔位布置圖

3.3 滲點處理措施

滲點由于水流密度低，不會出現涌砂的風險，根據以往施工類似經驗和現場實際情況。采取2種治理方案。1）針對墻體、墻縫滲水濕漬情況，采取注聚氨酯堵漏＋快硬硫鋁酸鹽水泥封堵方案治理。2）針對墻體、墻縫有細小水流情況或有明顯夾泥砂缺陷，采用注聚氨酯＋快硬硫鋁酸鹽水泥＋鋼板封壓方案。

3.4 其他預防措施

ECR檢測滲漏水部位開挖前進行局部超前探挖，先采用人工掏槽開挖檢測滲漏水位置，每次探挖到開挖面以下2 m，無漏砂漏水現象方可繼續開挖，基坑開挖階段進行不間斷跟蹤檢查巡視，發現情況及時上報并采取應急措施。

4 滲漏點治理效果

為了檢查滲漏點治理效果，在車站基坑開挖的過程中，重點關注滲漏點位置開挖情況，詳細記錄開挖面缺陷，滲漏水情況，到基坑開挖完為止，未出現大的滲漏水情況，個別漏點范圍局部有滲水情況，但未發現較大的滲流和涌砂涌水情況，滲點范圍內有濕漬情況，相應情況都采取了相應的解決措施，達到了基坑開挖安全質量管理最終的目標。

5 結語

地連墻ECR滲漏水檢測的準確度可以達到90%以上，具體的滲漏點位置評估的精度誤差小于3 m，結合“地連墻滲漏水絕大多數發生在接縫處”的經驗規律，檢測結果可以滿足地連墻滲漏水預處理的要求，車站開挖未出現涌水涌砂情況，有效地保證了施工生產安全，杜絕基坑、隧道滲水和塌方以及由此引起的周圍建構筑物不均勻沉降、管線裂縫等事故的發生，有力地保障了工程建設和人民公共財產安全。