深基坑地下连续墙的涌水涌沙事件的处理

深基坑地下连续墙的涌水涌沙事件的处理

何领新

中交一公局第四工程有限公司北京市100043

摘要：在我国城市人口密度的不断增加背景下，市轨道交通的持续建设，合理地开发与利用地下空间是城市可持续发展的要求。我国东南沿海地区发展轨道交通工程时基本都会涉及深基坑工程。深基坑工程的突出特点是，除在设计阶段需保证深基坑工程自身的技术合理与安全外，围护结构施工过程中也必须加强施工质量控制。由于我国深基坑工程发展的历史相对较短，工程经验人员技术水平的有限，我国近年来在基坑开挖过程中出现了一些涌水涌沙事故，对基坑安全及周边环境都造成有害影响。有鉴于此，本文基于某地深基坑工程为例分析深基坑围护结构涌水涌沙处理进行研究，以供广大同行参考。

关键词：深基坑；地下连续墙；涌水涌沙；止水；处理

1地下连续墙

1.1功能

具有防渗（水）、挡土和承重作用。

1.2分类

1.2.1按成墙方式可分为：

（1）排桩式：由相互搭接的混凝土灌注桩构成的连续墙；

（2）槽板式：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。

（3）组合式：上述两种类型的连续墙组合使用。

1.2.2按墙的用途可分为：

（4）防渗墙；

（5）临时挡土墙；

（6）永久挡土（承重墙）

（7）作为基础用的地下连续墙。

1.2.3按墙体材料可分为：

（1）钢筋混凝土墙；

（2）塑性混凝土墙；

（3）固化灰浆墙；

（4）自硬泥浆墙；

（5）预制墙；

（6）泥浆槽墙（回填砾石、粘土和水泥三合土）；

（7）后张预应力地下连续墙；

（8）钢制地下连续墙。

2基坑工程概况

2.1工程概况

本站为地下三层车站，车站总长150m，标准段宽度22.1m，端头部位基坑宽度为24.1m，深度约为24.5m～25.9m，顶板覆土约3.5m。主体采用明挖法施工；围护结构采用地下连续墙形式，设计墙厚1m，墙深约59.5m～60.5m，地连墙落底隔断承压水。标准段共采用六道内支撑，第一、四道支撑为钢筋混凝土支撑，间距9m，第二、三、五、六道采用钢支撑，间距3m；端头井段第一、四道支撑为钢筋混凝士支撑，间距9m，第二、三、五、六道采用钢支撑，间距3m。

2.2地质概况

本站场地地貌单元为闽江下游冲淤积平原地貌，整体地势平坦，地形起伏较小。场地整平标高6.700。车站结构底板主要位于3-3（含泥）中粗砂、3-1-1粉质黏土上，局部位于2-4-5（泥质）中细砂中，基坑侧壁存在1-5填石、2-4-1淤泥、2-4-5（泥质）中细砂、3-1-1粉质黏土、3-3（含泥）中粗砂、4-1-1粉质粘土、4-8卵石。

1.3水文概况

场地范围内未见明显的地表水系统，拟建场地南侧约120m有一条河流，河道宽度15～20m，水深约1～2m，河底高程约3～3.5m。勘察范围内所有钻孔均遇见地下水。勘察时测得钻孔中初见水位埋深为0.90～3.90m，初见水位标高为2.60～6.03m；稳定水位埋深为1.50～4.70m，稳定水位标高为1.80～5.43m。

3地连墙施工情况

本站地连墙共64幅，墙厚1m，墙深约59.5m～60.5m，墙底进入强风化花岗岩（砂块状），落底隔断承压水，2018年2月3日开始地连墙施工，2018年6月19日完成地连墙施工，此次涌水位置为DQA18与DQA17幅接缝，DQA18地连墙4月22日混凝土浇筑完成，DQA17地连墙2018年5月3日混凝土浇筑完成，混凝土浇筑过程均无异常现象，地连墙接头采用工字钢接头。

4地连墙涌水涌沙情况

2019年1月8日上午7点20分，车站大里程端头开挖至最后一层土方时（地面以下24m），DQA-17与DQA-18地连墙墙缝处出现渗漏水，水压逐渐加大，涌水中含有大量泥沙，含砂量约40%，端头外侧地面出现沉降。现场立即采用土方、棉被、混凝土及土袋回填反压；并在车站四周进行临时交通管制，指挥来往车辆绕道。在墙缝处的基坑外侧先后安排4台钻机进行钻孔，孔位深度为地面以下29m（基底以下3m处），孔位设置6孔，沿着渗漏接缝处位置采用2m×2m梅花形布置。浆液采用双液浆，水泥浆水灰比为1：1，水泥浆与水玻璃按1：1比例配置，水玻璃稀释后浓度为35Be′，凝结时间调为15～20S，并同时注聚氨酯辅助进行堵漏。2019年1月9日凌晨3：00，水流逐渐变小，水已变清；2019年1月9日22：30引流管完全停止流水，堵漏完成。

5涌水涌沙原因分析

经技术人员分析认为地连墙在浇筑混凝土时，相邻部位有局部土体坍塌，造成墙缝间形成泥砂夹层，当基坑开挖一定深度后，在地下承压水作用下，淤泥夹砂层被击穿，造成涌水、涌砂。

6塌陷影响范围止水及加固

为进一步巩固堵水效果及保证后续施工安全，技术人员决定采用注水泥浆巩固堵水效果。考虑本幅地连墙其它部位可能再有类似情况发生及注浆后盾构接收端头加固采用三轴搅拌无法实施，采用注浆封水加固土体措施，注浆深度范围与端头加固设计一致，注浆范围为洞门以上3m至基底下3m。

6.1孔位布置

本次注浆以堵水为目的，根据地质勘探资料现场接缝处渗水情况，采用深孔注浆加固。第一，端头加固孔位设在距离地连墙外侧2m处，以涌水点为中心U型水平布置，共布置8排，排与排间距1m，孔间距1m，采用梅花形布置，孔径为Φ56mm，共140孔。第二，扩大端两侧孔位设在地连墙外侧1m处，每侧布置2排，排与排间距2m，孔间距2m，采用梅花形布置，孔径为Φ56mm，共42孔。第三，孔深均设置地面以下29m，端头加固范围洞门以上3m至基底下3m；两侧加固范围参照端头注浆范围深度。

6.2浆液配置及注浆参数

因考虑到现场的实际情况，单液浆采用P.O42.5普通硅酸盐水泥配置，水泥浆的水灰比1：1，浆液比重1.5g/cm3，注浆压力为0.5～0.8Mpa。双液浆采用水灰比为1：1水泥浆，水泥浆与水玻璃按1：1比例配置，水玻璃稀释后浓度为35Be′，凝结时间调为15～20S。

6.3注浆技术控制要点

第一，孔位施工顺序：先施工端头区域，后依次施工基坑两侧。第二，水泥浆不得离析，供浆要连续，拌合要均匀，在注浆过程如因机械故障停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，应先拆卸输浆管路清洗后备用。第三，施工采用不小于P.O.42.5普通硅酸盐水泥，浆压0.5~0.7MPa，浆液搅拌时采用低速搅拌，搅拌时间不应小于5min，注浆前浆液应充分搅拌。若注浆压力小于0.5MPa，需加大水泥与水玻璃配比，加快凝结速度。第四，施工前将机械压力调试好，水泥浆搅拌均匀，注浆管需保证钢管丝接牢固、严密，经常清洗干净防止堵塞。单孔注浆结束后，首先关闭注浆管顶端阀门再卸高压管，防止管内浆回喷，每次注浆保压时间不少于3min。第五，注浆施工时详细记录每一个钻孔的每次注浆压力、每次注浆量、每次注浆时间和总注浆量等参数及异常情况进行详细记录。

6.4注浆效果检验

按照5%抽检频率进行抽检，分别在注浆孔处和两个注浆孔咬合处取芯，各抽5处，发现抽检的芯样完整性良好，浆液渗透及凝固情况良好。在坑内反压土体上进行钻孔，未发现存在渗水通道。

在我国城市人口密度的不断增加背景下，市轨道交通的持续建设，合理地开发与利用地下空间是城市可持续发展的要求。我国东南沿海地区发展轨道交通工程时基本都会涉及深基坑工程。深基坑工程的突出特点是，除在设计阶段需保证深基坑工程自身的技术合理与安全外，围护结构施工过程中也必须加强施工质量控制。由于我国深基坑工程发展的历史相对较短，工程经验人员技术水平的有限，我国近年来在基坑开挖过程中出现了一些涌水涌沙事故，对基坑安全及周边环境都造成有害影响。有鉴于此，本文基于某地深基坑工程为例分析深基坑围护结构涌水涌沙处理进行研究，以供广大同行参考。

7结论

采用本加固方案后，基坑开挖过程中再未出现涌水涌沙的情况，说明本加固方案合理有效，也为后期东南沿海地区其他深基坑涌水涌沙情况提供了有力依据及处理经验。

参考文献：

[1]熊周余.浅谈深基坑地下连续墙涌水涌砂防治方法[J].浙江建筑，2017，34（5）：12-16.

[2]汤黎，王翠英，邓超，等.南京地铁基坑工程地下水控制与渗流分析[J].湖北工业大学学报，2017，32（5）：38-41.

[3]陆世彪，杨杰.地下连续墙技术在多布水电站软基开挖中的应用[J].西北水电，2017（2）：63-66.

[4]王文廷.基于MIDAS深基坑地下连续墙支护数值模拟分析[J].广东建材，2017（6）：55-58.

[5]佚名.常州地铁1号线地下连续墙缺陷处理对策[J].常州工学院学报，2018，31（3）：6-9.

[6]大尺度地下连续墙在深基坑中的应用[D].北京建筑大学，2017.