地铁车站基坑处理措施分析

地铁车站基坑处理措施分析

王明亮

中铁第三局集团广东建设工程有限公司广东广州510000

摘要：地铁基坑施工方案的可靠性和施工质量不仅直接影响土方开挖、车站主体结构施工阶段的人员、财产安全，还会影响周边构筑物和各种地下管线的安全。随着近年来我国地铁工程的大规模建设，车站基坑施工技术的重要性日益凸显。本文根据实际工程案例进行分析了基坑涌水处理措施、涌水处理效果、基底处理措施这几个方面。

关键词：地铁车站；基坑；处理

1、工程概述

广州市轨道交通9号线花都汽车城站为地下连续墙围护结构，其位处广花盆地，上部为第四系沉积物，下部基岩是石炭系灰岩，灰岩中溶洞发育强烈，补勘见洞率高达69%。在岩溶发育强烈地区施工，不仅对施工过程中的安全是一种考验，更是对施工质量的一种考验。如何处理施工过程中可能出现的基坑涌水险情，保证基坑安全是一项相当重大的技术难题。

2、涌水处理措施

2.1涌水情况

2.1.12013年6月6日上午9:50发现花都汽车城站西端头开始涌水，为清水，水量较小；当天下午18:30开始涌砂，晚上23:35涌砂涌水停止；6月7日，从0:10缓慢开始涌水，3:00开始涌水量变大；8：00发现带有草根的泥块涌出。涌水量约为12方/小时。

2.1.2涌水点距南侧地连墙约10.5米，距西端地连墙约6米；土方挖至15米，地面标高为9.5米，基底垫层底标高为-7.039米，涌水点距设计基底底约1.5米。

2.1.3水位监测情况：6月6日发现涌水时，监测孔SW1的水面在地面下2.75M，下午15：30，监测孔SW1水位下降8.11m；6月7日5：30，监测孔SW1的水位在地面下3.2m；6月8日以后水位恢复正常。其余水位监测点水位均未发现明显变化。

2.2原因分析

2.2.1地连墙槽段接缝处不密实，可能存在过水通道。

2.2.2地连墙内外溶洞发育复杂，裂隙连通发育，虽然连续墙均己入岩，但基坑外侧地下承压水通过裂隙灌入基底，造成反压冒水。

2.3处理过程

2.3.1地连墙接缝注浆

考虑到地连墙接缝不密实，可能存在过水通道，在接缝处紧贴地连墙钻孔，钻孔深为基底以下6米（地面标高为9.5米，基底标高为-6.839米），再下袖阀管，袖阀管花管标高范围为1.95～-12.839米，浆液选择水泥-水玻璃双液浆。西端头9幅连续墙共计10个接缝钻孔。

2.3.2地连墙底部注浆

因车站连续墙接缝已经施工3根φ600@500旋喷桩，钻孔费时较长，且注浆压力较大，注浆效果明显不佳。与此同时，连续墙预埋注浆管开始注浆。车站地连墙每幅墙预留两根φ108mm注浆钢管。预留注浆管距连续墙底为50cm，利用地质钻机将此段砼钻穿，再钻至基底以下3米，之后安设袖阀管，袖阀管花管标高范围为地连墙底至-9.839米，注水泥-水玻璃双液浆进行封底，阻断基坑内外溶洞连通缝隙。钻孔共计20个。

2.3.3基底注浆

考虑到基底溶洞竖向裂隙发育强烈，需采用基底注浆方法，将涌水通道封死在基底以下。在涌水四周回填粘土反压，再浇筑混凝土，制作注浆平台，涌水点仍以钢管竖向引流。以涌水点为中心，在其四周以2m×2m梅花型布置钻孔，下管注浆。钻孔钻至基底以下5米（-11.839米），涌水点标高为-3.2米。

2.3.4墙外注浆

在涌水处理过程中，盾构区间溶土洞处理R32-22孔注浆时，浆液通过车站涌水点涌出。以此判断，区间溶土洞与车站基底存在裂隙通道，须将其截断方能关闭涌水通道。因此在连续墙外侧1米处，水平间距2米布置钻孔进行注浆。

3、涌水处理效果

连续墙注浆孔Q7自6月11日开始注浆至12日晚11点(共注双液浆27.609方，单液浆20.343方)基底开始返浆，因此判断此处为基坑内外水源连通点。如下图所示：

图1溶洞连通平、剖面示意图

4、基底处理施工方法

4.1测量定位

依据控制桩和设计图，准确放出旋喷桩孔位。

4.2钻机就位，钻孔

根据现场放线移动钻机，使钻杆头对准孔位中心。同时为保证钻机达到设计要求的垂直度，钻机就位后必须作水平校正，使其钻杆轴线，垂直对准钻孔中心位置，保证钻孔的垂直度不超过1％。在校直纠偏检查中，利用垂球（高度不得低于2米）从垂直两个方向进行检查，若发现偏斜，则在机座下加垫薄木块进行调整。钻进成孔，严格按已定桩位进行成孔，平面位置偏差不得大于50mm，采用原土造浆护壁。

4.3高压旋喷注浆

①施工前预先准备排浆沟及泥浆池，施工工程中应将废弃的冒浆液导入或排入泥浆池，沉淀凝结后集中运至场外存放或弃置；

②旋喷前检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封圈必须良好。

③做好每个孔位的记录，记录实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、注浆量等资料；

④当注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可按确定的施工参数喷射注浆。喷射时应先达到预定的喷射压力，压力正常后再逐渐提升注浆管，由下而上旋喷注浆。

⑤每次旋喷时，均应先喷浆后旋转和提升，以防止浆管扭断。

⑥配制水泥浆时，水灰比要求按设计规定，不得随意更改，在喷浆过程中应防止水泥浆沉淀，使浓度降低。每次投料后拌合时间不得少于3min，待压浆前将浆液倒入集料斗中。水泥浆应随拌随用。

⑦高压喷射注浆过程中出现骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时，应查明产生的原因并及时采取措施。

⑧一旦出现中断供浆、供气，立即将喷管下沉至停供点以下0.3m,待复供后再行提升。

⑨当提升至设计桩顶下1.0m深度时,放慢提升速度至设计高程。

⑩喷射作业结束后，用冒出浆液回灌到孔内，直至不下沉为止。

4.4废弃浆液处理

喷射注浆施工中，将产生不少废弃浆液。为确保场地整洁和顺利施工，在施工前拟在场地内设置泥浆池，泥浆在施工中抽排汇入泥浆池中，待泥浆固结后再外运处理。

4.5冲洗机具

当高压喷射注浆完毕，应迅速拔出注浆管彻底清洗浆管和注浆泵，防止被浆液凝固堵塞。

5、旋喷桩质量保证措施

5.1旋喷施工前，将钻架安放平稳牢固，定位准确，喷射管倾斜度不大于0.5%，桩心偏差不大于50mm。

5.2旋喷桩施工根据基底加固试桩情况来具体确定旋喷桩施工参数。

5.3为使浆液因延时而不致沉淀和离析，及早提高复合固结体的强度，可掺入3%的陶土和适量的早强剂。

5.4旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。

5.5钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10～20cm的搭接长度，以免出现断桩。

5.6在旋喷过程中，如因机械故障中断旋喷时，应重新钻至桩底设计标高并重新旋喷。

5.7制作浆液时，水灰比要按设计进行，严格控制，不得随意改变。在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀、浓度降低。不得使用受潮或过期水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有滤网进行过滤，过滤筛孔以小于喷嘴直径1/2为宜。

结语

本工程降水后，基坑施工时，周边沉降量较小，符合规范要求。由此可见，该方法科学合理，能很好地解决本地铁车站的基坑施工问题。由此可见，基坑施工技术应注意多种施工方式的灵活运用，并结合工程的具体情况，既要保证施工效果，还要争取更大的经济效益。

参考文献：

[1]胡俊，光辉，潘悦.南京地铁某车站深基坑开挖的监测与分析[J].西部探矿工程，2010（10）：152-155.

[2]李春兰.浅谈基坑深井降水[J].山西焦煤科技，2011（S1）：16-19.