富水軟土地層換乘車站圍護結構FGM滲漏水檢測技術運用

谷雨 陳高敏

中交隧道工程局有限公司 北京 100011

目前城市建設中，建筑周邊和地下環境復雜，地下水位高等不利因素，對較大、較深規模的基坑工程提出了較高的安全要求。如何在開挖基坑土方施工前捕捉圍護結構的薄弱環節即滲漏風險點，提前掌握安全管理的主動權，由事后的應急搶險轉向事前對風險的主動控制，消除支護工程滲漏水導致的質量安全事故。

1 工程概況

上海地鐵14號線銅川路車站位于上海普陀區中心城區，毗鄰普陀區政府大樓、普陀區圖書館以及上海市體育宮等多個重要建筑。該站為T型換乘站，共有6個出入口和4組風亭。車站圍護形式采用地下連續墻結構，基坑支護體系采用地下連續墻圍護+混凝土內支撐+鋼支撐，基坑最大開挖深度27m、地墻最深58m，土方開挖采用明挖方式，隨挖隨撐，以保證基坑穩定。

水文地質條件：

根據銅川路地質勘察報告，本車站地基土在55.30m深度范圍內均為第四紀松散沉積物，屬第四系濱海平原地基土沉積層，主要由飽和粘性土、粉性和粉砂組成，一般具有成層分布特點。地下水主要為淺部粘性土、粉性土層中的潛水，勘察期間測得的地下水靜止水位埋深一般為0.30-1.50m；部分地區深部粉土、砂土層中的（微）承壓水，承壓水一般埋深變化范圍為3.0m-12.0m。

2 深基坑風險分析

根據基坑支護設計、周邊環境、地質情況及地下連續墻現狀，經專家論證，認為地下連續墻承壓含水層滲漏是本工程基坑施工重大風險源。對于地下連續墻滲漏缺陷進行檢測，常見的檢測方法有電阻率法、自然電場法、超深三維成像技術、溫度示蹤法及群井抽水試驗法等。但實踐中上述方法存在時間長、檢測精度不高、結果與實際往往存在較大偏差等問題，因此采用一種快速、精度較高的檢測方法對本工程地下連續墻滲漏情況進行準確檢測已經迫在眉睫。經對業界進行調查，了解到FGM滲漏檢測技術能夠較為精確的檢測地下連續墻缺陷的具體部位并能夠判定地下連續墻滲漏的嚴重程度。為此，研究決定引入FGM滲漏檢測技術來降低深基坑施工風險[1]。

3 FGM地下連續墻檢測技術及設備介紹

通過綜合滲流場的電化學反應技術，電流場的電流追蹤技術，多傳感器系統技術，可移動地下工程滲漏探測系統技術，對地下止水帷幕進行預先檢測。在基坑開挖前和隧道進出洞前捕捉滲漏風險點，掌握安全管理的主動權。由事后危機處理向風險控制轉型，消除由承壓水引起的地質災害[2]。

3.1 檢測目的

用圍護結構電流場與滲流場聯合滲漏探測分析儀及探測方法技術（FGM）檢測地下連續墻的防水效果。

3.2 檢測原理

FGM滲漏水檢測技術是對地下圍護結構工程發生滲漏時水中微弱離子的運動進行高靈敏度量測，從而探測復雜地下結構的滲漏情況。在實際探測中，即便是輕微的滲漏，也會由于水離子的運動，產生整個地層電場的變化，對于此變化，通過開發的多通道多傳感器高精度量測系統，可以把握電場異常的位置，從而探得滲漏點。

4 現場檢測

4.1 檢測部位及流程

本次地下連續墻滲漏水檢測的部位為15號線銅川路站1號出入口、1號風亭，總長度為135米，電場發射源布置在基坑外側的水位觀測井內，井深36m。基坑內布置多個檢測傳感器。檢測流程為：FGM引孔→孔位膨潤土回填→安裝檢測設備、打坑外觀測井→檢測結果[3]。

具體操作流程如下（以1號風亭為例）：

（1）車站外側利用水位觀測井（36m深），作為坑外信號的發射井。

（2）本次檢測共分為3個檢測段，分別為檢測1區、檢測2區。3個檢測段分別設置53個、35個和38個檢測點，每孔的深度要打到原狀土；引孔完成后用膨潤土回填（保證孔的完整性）；在基坑外水位觀測井中布置EFT發射源其深度約為-36m。

（3）基坑內測不同表面位置布設可移動的負極（AP），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。

4.2 檢測結果

本次地下連續墻滲漏水檢測共檢測出5個建議修補點（有水流入，建議在基坑開挖前預先加固處理）和5個注意觀察點（墻體或接縫處陰濕，在基坑開挖時注意觀察），其中檢測1區存在2個建議修補點、2個注意觀察點，檢測2區存在0個建議修補點、2個注意觀察點，在檢測3區存在3個建議修補點、1個注意觀察點，見圖1、2。

圖1 檢測1、2區滲漏水點平面分布圖

5 滲漏點處理措施及效果

為保證基坑開挖的安全進行，對本次檢測出的5個滲漏點進行深孔注漿及墻內修補加固措施，同時持續關注5個注意觀察點。深孔注漿漿液采用水泥漿+水玻璃漿，在基坑開挖過程中墻內修補采用快干水泥等材料對墻縫進行填充封堵，見表1。

表1 滲漏點位置及處理措施

圖2 檢測3區滲漏水點平面分布圖

注漿處理：

注漿設備：采用ZLJ-1200注漿機、注漿范圍為開挖面至基底以下3m，鉆孔深度為21m，注漿孔垂直地下連續墻單排布設，距離地下連續墻外邊 0.5m，間距為平行地下連續墻方向每 0.5m設1根。注漿為水泥漿+水玻璃 雙液漿，注漿壓力控制在1.5-2.0MPa，注漿配合比為水泥漿水灰比= 1∶1（質量比），水玻璃:水=1∶1（體積比），水泥漿:水玻璃混合液=1∶1。全部樁位施工完成并具備開挖條件后開始開挖。

在基坑開挖過程中，未發現明顯地連墻漏砂漏水等現象，其中L1、L2、L4點位發現水泥漿硬塊，證明深孔注漿堵漏效果良好，L3、L5點位墻體表面有濕漬，無明顯外漏缺陷，從而有力地證明了FGM檢測技術可以較好的預測滲漏點分布情況。

6 結語

由于地下工程的復雜多變和不可預見性，按目前的科學手段和技術水平，在地下水位較高的深基坑中，圍護結構的滲漏還很難完全避免。基坑一旦發生滲 漏，若不及時處理，滲漏將會給工程帶來重大損失。

本工程采用FGM檢測技術，通過與開挖結果進行對比，本次FGM檢測技術檢測結果與實際滲漏點基本一致，同時檢測結果滿足地下連續墻滲漏水預處理的要求，在基坑開挖過程中，能夠精確、快速、有效的封堵地連墻滲漏點，從而保證了基坑的安全開挖，杜絕了不安全事故的發生。