城市地铁深基坑施工渗漏水原因分析与预防

城市地铁深基坑施工渗漏水原因分析与预防

张瑞

张瑞铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300251

摘要：城市地铁深基坑渗漏水是一种非常有害的地下水不良作用，当基坑发生突涌时，基坑底部会出现网状或树枝状裂缝，地下水从裂缝中涌出，并带出基坑下部土颗粒，发生流砂、喷水及冒砂现象。从而造成基坑积水，地基软化，降低地基强度，严重时还会造成边坡失稳和整个地基悬浮流动，给施工进度造成很大的困难。本文首先分析了城市地铁深基坑施工渗漏水的原因，然后详细阐述了城市地铁深基坑施工渗漏水的处理和预防措施。

关键词：地铁深基坑；渗漏水；地下水；封堵；监测

一、城市地铁深基坑施工渗漏水的原因分析

（一）地下水对基坑的影响潜水以及上层滞水对建筑工程的作用有以下特点：①周期性、多变性、长期性。②直接作用和间接作用。③瞬时作用和缓慢作用。④参与作用的地下水类型的复杂性和研究的广泛性。

1、在支护结构的设计中，无论采取何种计算方法，地下水的存在和状态都会影响水平荷载的取值大小。从而可能直接造成支护结构的失效或过大的位移。

2、地下水可能引起锚杆或周围土体之间握裹力的降低从而降低抗拔力。

3、地下水的存在可能造成施工的困难，常常会使支护结构在嵌固深度不足条件下工作。

4、地下水的存在可能降低支护体系的整体稳定性。

5、地下水控制不当，可能造成潜蚀，严重时威胁体系的整体稳定性。

6、对于槽底土质为粉土或砂土时，可能造成基地的管涌或基坑隆起失效。

（二）施工因素1、围护结构施工当前城市地铁深基坑施工中主要采用地连墙作为围护结构，围护结构施工水平参差不齐，如果管理人员现场管理不力，容易造成地连墙施工出现质量瑕疵，从而诱发地连墙出现渗漏水的风险。地连墙施工中经常出现的主要问题及形成原因如下：（1）混凝土本身质量不好，造成地下连续墙墙体混凝土开裂漏水；（2）地连墙接头管绕灰致使接头处漏水；（3）地下连续墙施作深度不够，不足以隔断透水层；（4）护壁泥浆欠佳，土体塌落于混凝土内，使地下连续墙形成孔洞引起漏水；（5）地下连续墙钢筋笼内设置的接驳器数量过多，间距较小，并且集中在一个层面上，容易形成一个隔断面，使混凝土的骨料难以充填至2层接驳器间，导致混凝土不密实而产生渗漏水；（6）地下连续墙竖直度超标、接缝加固不到位、墙体不均匀沉降，造成接头缝位置开裂。

2、基坑开挖关于地铁基坑开挖和结构施作，现在还没有适用于全国的规范性文件，但在地铁施工较早的城市主要就开挖方法、开挖深度、架设钢支撑等内容出台了相关地铁基坑土方开挖规程。地铁施工主要步序如下:（1）施作地连墙—桩基础—格构柱—坑内降水；（2）开挖土体至第1道支撑，施作该支撑；（3）开挖土体至第2道支撑下0.5m，施作第2道支撑；（4）依次开挖至坑底，施作垫层、结构底板；（5）待底板达到设计强度，拆除底层支撑；（6）依次施作结构侧墙、板，拆除相应支撑。从施工步序可以很明显地看到基坑开挖的基本要求就是先撑后挖，施工到支撑下0.5m后就要架设支撑，然后才能继续开挖。但现实中由于钢支撑间距过小，干扰挖机挖土，影响施工效率，很多施工单位为抢工期不顾安全，最终导致事故发生。

二、城市地铁深基坑施工渗漏水的预防措施

（一）渗漏的封堵措施1、回填反压法当基坑位移突然急剧增大，坡顶开裂，产生滑动破坏的征兆时，既快又有效的方法是对支护结构进行回填反压，反压土高度至能保证基坑位移稳定为止，然后再考虑加固方案，这样可避免重大事故的发生。基坑发现渗漏水后，首先对渗漏点进行人工清理，找准渗漏点的准确位置，迅速采用瓜米石(绿豆沙、中粗砂)等滤料对渗漏点进行回填过滤反压，尽快控制住涌砂现象，再根据基坑位移情况决定是否进行回填土反压，控制基坑变形。其后再采用其它手段对基坑渗漏进行处理。

2、双液灌浆堵水法在基坑开挖过程中，若发现止水帷幕止水效果达不到设计要求，应立即采取补救措施。对漏水量大，漏水点较深的情况，可采用双液灌浆的堵水方案。采用水泥浆和水玻璃的混合浆液进行堵漏，不仅速度快，而且效果好，但费用稍高。首先是在坑底已回填反压的渗漏点位置，打入双液灌浆管，采用水泥浆和水玻璃的混合浆液对渗漏点进行堵漏，同时在有渗漏点部位的基坑顶部采用灌注孔，采用100型钻机成孔，对渗漏位置进行全程注浆堵水。

3、坡顶裂缝灌浆法当坡顶由于支护结构位移过大产生裂缝时，应及时采用水泥砂浆裂缝封堵，以免由于雨水溶入，土体软化，坡面水压力增大，导致支护结构位移进一步加大。

4、为防止作为止水帷幕的水泥土搅拌桩因施工间歇造成搭接不密实或桩垂直度控制偏差，造成搅拌桩下部分叉，导致止水帷幕失效，应在水泥土搅拌桩和挡土桩墙之间进行压密注浆，确保基坑围护壁不发生渗漏现象。

为确保上述技术措施能发挥正常的作用，必须建立严密的施工组织措施和质量保证体系，如：①水泥土搅拌桩搭接处的间歇时间控制；②压密注浆与高压旋喷桩水泥剂量及注浆(喷射)压力的控制；③减压井运行过程中对坑内外水位及周边环境的监测等一系列基坑施工信息监测系统，这些对上述措施的有效性至关重要的。

5、挡墙外土体填充加固处理若基坑旋喷桩形成的挡墙在加内支撑时会因挡墙外土体空洞造成土压力不足而变形，从而造成支撑失效引起不安全因素，因此，需对挡墙外土体进行填充灌注，其灌注材料为水泥、细砂等，具体方法是在挡墙外土体空洞一定范围内设置灌注孔，灌注孔采用100型钻机成孔，孔深16m，孔径75，孔距为1．5～2．5m，根据涌漏土体的立方体数量确定需灌入土体的总量，灌注时严格对挡墙进行变形及位移观测，待浆液凝固后可进行开挖及内支撑施工。

（二）做好施工水位监测工作

1、近似计算方法及室内的模型或模拟试验分析方法该方法主要是通过现场采集数据，并根据流体力学解析解法、水力学法、图解法等进行分析判断。该方法对监测人员要求较高，而且理论计算与选取的计算方法、计算参数关系很大，预测结果只能定性反映水位变化情况。

2、同位素示踪法该方法是通过在地层中放入同位素示踪剂，利用示踪仪进行跟踪测量，找到渗漏通道和渗漏点。可以在渗漏水发生时，对水源进行确定，预测目的不易达到。

3、高密度电法该方法是以岩土体的电性差异为基础的一种探测方法，根据在施加电场作用下的地层的传导电流分布规律，推断地下具有不同电阻率的地质体赋存状态。该方法对山区和采空区等不良地质探测较为准确，但易受电力设施和地下管线干扰，在探测渗漏水方面不具优势，而且也只能是定性的，无法定量监测。

4、温度示踪法随着国内外对于温度示踪法和反分析研究的发展，渗流监测领域出现了新的研究理论和方法，并发展成为一种新的理论，即渗流热监测理论，在此理论基础上发展了渗流热监测技术，它不仅能更准确、有效地反映土体内部的渗流状态，而且能加深对渗流状态发展变化过程的认识，能够准确发现早期渗漏情况和渗漏点。

结语综上，在对可能发生渗漏水的地铁基坑应提出预防的措施，以便引起设计和施工人员的高度重视，提前采取相应的技术措施，避免基坑渗漏水给施工带来不必要的影响。

参考文献[1]胡高鹏.西直门地铁站既有结构侧墙渗漏水处理技术[J].城市住宅.2010(05)[2]常彦荣.地铁渗漏水的原因分析及防渗堵漏措施[J].才智.2010(22)[3]李振宇.对如何防治地铁渗漏水相关问题的治理及探讨[J].四川建材.2007(03)