沈阳北站深基坑地下连续墙渗漏原因分析及处理措施

沈阳北站深基坑地下连续墙渗漏原因分析及处理措施

王国林

中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司  上海  201906

摘要：地下连续墙被广泛应用于深基坑围护结构，因水文地质等因素，墙体的局部结构会发生渗漏，届时需要对渗漏部位进行堵漏处理，增加地下连续墙的安全强度。本文结合沈阳北站地下连续墙渗漏情况，从渗漏原因分析、堵漏方案对比、处理措施等方面，介绍车站施工中地下连续墙渗漏处理技术。经应用效果良好，可为类似工程提供参考。

关键词：地下连续墙；接缝渗漏；原因分析；处理措施

0 引言

目前，城市化进程的加快导致地上可建筑空间减小，深基坑建设数量在此过程中不断增加。深大基坑通常采用支护结构挡土和挡水，地下连续墙作为控制基坑工程周边地下水的重要措施之一被广泛应用，其施工质量及可靠程度直接关乎到工程项目的安全。在深基坑施工进程中，水文地质条件、施工质量等因素，均可能导致地下连续墙隔水失败。因此，对深基坑地下连续墙渗漏原因分析及处理措施研究具有十分重要的意义。

1 基坑设计概况

本依托工程为沈阳北站基坑工程，车站为地下四层双柱三跨岛式站台车站，全长148.4m，主体结构宽25.3m围护结构为1.2m厚地连墙，地连墙共60幅，地下连续墙标准幅宽6.0m，厚1.2m，深48.5~51m，底板埋深35.5m，基坑底设36根φ2.2m（扩底至φ3.4m）中立柱。车站与多处既有建筑物近接交错，基坑附近建筑物复杂密集。

据勘测报告显示，除地表下2.50m范围内为杂填土，其余土层主要为砂土层，结合土层物理实验具体分为：①杂填土（Q4ml），②中粗砂（Q42al），③砾砂（Q42al），④圆砾（Q42al），⑤粉质黏土（Q32al+pl），⑥砾砂（Q32al+pl），⑦泥砾（Q1gl）。

本工点范围内的地下水赋存于中粗砂、砾砂等土层中，按埋藏条件划分，属第四系孔隙潜水，地下水较丰富，渗透系数一般在30-100m/d之间。经勘查场地地下水径流条件良好，除⑤粉质黏土外，含水层具备渗透性强、颗粒间粘聚力低、稳定能力差等特点，地下水承担部分承载力，降水过程中易对土体承载力会产中较大的影响。

2 地下连续墙渗漏及原因分析

2.1渗漏情况

在进行车站主体结构负三层第五段土体开挖时，土方开挖至负三层板底，板底标高为20.593m，开挖时基坑内水位位于负三层板底以下3.3m。开挖一段时间后，基坑南侧的第S-11与S-12幅地下连续墙接缝出现涌水和涌砂，涌水部位位于地面下22～24m处，存在15cm宽、2m高夹泥空洞，据监测显示坑外地下水位迅速下降，坑外地表土体亦发生一定程度的沉降，渗漏位置如图4-1所示。

图4-1 负三层渗漏部位剖面图

地下连续墙出现渗漏后，从墙体渗水到涌水涌砂现象，表现出随时间发展的不同的特性。初期表现为第S-11与S-12幅地下连续墙之间土体出现阴湿现象，但由于渗漏部位的渗漏系数较低，未形成稳定渗流；紧接着墙体间土体出现凹坑，局部位置形成水流孔洞，墙间土体开始流失，渗漏位置的渗透系数逐渐增大；最后出现涌水涌砂现象，水流夹带坑外泥沙流出，流出的砂土在渗漏位置淤积，形成砂体堆。

2.2原因分析

沈阳北站基坑的工程水文地质复杂，属于富水砂土地层，在基坑开挖过程中，地下连续墙容易产生渗水、漏水的情况，甚至渗漏严重时造成土颗粒流失，导致地下连续墙结构崩坏。而出现这种情况往往是由以下几个原因所引起[1-5]。

（1）施工因素

①由于基坑在施工过程中施工步骤不规范，造成部分结构存在质量缺陷，如混凝土浇筑不密实导致地下连续墙接缝处夹泥夹砂或由于相邻地连墙接缝处未清理干净，就下钢筋笼并浇筑混凝土，形成泥土隔层。

②相邻地下连续墙拼接角度存在偏差，从而出现较大间隙，两幅地下连续墙的咬合面积较小，使止水能力降低。地下连续墙与冠梁之间的接触缝隙残渣清理不彻底，使两者之间没有密切结合，造成渗水[3]。

（2）环境因素

工程水文地质环境为富水砂土地层，具有渗透性大、流动性强、水源补给丰富等特点。一方面由于施工过程中的不规范操作造成地下连续墙出现渗漏薄弱处，另一方面由于坑外水位较高，进行坑内降水及土体开挖后致使坑内外形成较大的水压力差及土压力差，两者共同作用下击穿薄弱位置，造成地下连续墙渗漏。

3 处理对策

3.1堵漏施工方法

通过研究国内外各基坑工程渗漏案例，发现基坑工程中常出现的渗漏位置是支护墙体或支护桩之间的接缝处及坑底位置，经各因素影响下其危险程度不同，轻者表现为基坑渗漏位置轻微透水，重者支护结构出现严重涌水涌砂现象，导致水土流失，造成基坑地表塌陷、支护结构坍塌，遂应针对渗漏位置表现特点采取相应的封堵措施。总结地下连续墙可能出现的渗漏情况，根据水文地质等因素会产生以下几种渗漏问题：地下连续墙出现渗流现象、地下连续墙出现管涌现象、掏槽检缝出现渗漏[6-7]，其中管涌现象按严重程度可以划分为轻微管涌和严重管涌。具体处理措施如下：

①当地下连续墙出现普通的渗流渗水量较小时，可采用“内堵”方法，先对地下连续墙渗漏处进行泥沙的清理，清理干净后注入快凝水泥或者堵漏灵，堵住渗漏缝隙，此外也可以直接注入聚氨脂对渗漏点进行封堵。

②若地下连续墙出现轻微管涌时，可以采用“引流、内堵、外封”的方法，先处理漏水点，进行剔凿掉不平的部分，清理砂土，方便后续插入导流管，布设好导流管后再注入快凝水泥或者堵漏灵，堵住漏水缝隙，同时堵住导流管，在坑外侧注入双液浆进行止水加固。

③当地下连续墙出现严重管涌时，可以采用“引流、压填、封堵”的方法，起始处理同轻微管涌时相同，先剔凿好突出不平的位置，清理掉漏点附近的砂土，插入导流管，水流过大需堆砂包再采用黏土进行反压回填。后续准备好封堵钢板，打入螺栓固定在地下连续墙墙面处，用油脂与棉砂的混合物封堵钢板墙面的接触边缘，并打入钢钎使两者接触密合，向钢板边缘注入快凝水泥或者堵漏灵，最后外侧注入双液浆进行止水加固[8]。

④在掏槽检缝时，若发现地下连续墙出现渗漏，可以采用“引流、封堵”的方法，先对渗漏位置进行剔凿并清理砂土，再设置好导流管，然后用快凝水泥进行封堵，最后在接缝处加钢板固定封堵。

3.2总体施工流程

针对负三层土层开挖过程中基坑南侧的第S-11与S-12幅地下连续墙接缝处出现的涌水涌砂现象，初始时采用“引流、内堵、外封”方法，由于接缝处渗流量过大，无法对渗漏点进行有效封堵。根据基坑负三层地下连续墙渗漏情况，经商议选择“引流、压填、封堵”的方法对渗漏位置进行二次封堵，具体操作如下。

第一步进行挖机挖土反压，由于水流较大，未封堵住涌水，立即用棉被进行堵塞，背部使用短钢筋斜插阻挡，进行阻水、滤砂，采用铝酸盐快速水泥与堵漏王的混合物和清水快速搅拌15s，延涌漏水孔洞四周向内部填充，留孔由上向下插入3根直径为110mm 的 PR引流管，将剩余缝隙使用快速水泥与堵漏王混合物封住，同时将沙袋堆码反压住引流管。

第二步进行坑外降水，基坑内采用钢板沿涌漏位置向上封堵，钢板下部及两侧采用盐酸盐快速水泥进行堵封，钢板背部增加钢槽进行加强。

第三步坑外双液注浆,从地面进行注浆处理。当降水井开启一段时间，涌漏孔洞水量明显减小，水压降低时，坑外开始注入双液浆，使双液浆凝结后阻塞棉被等填充物空隙，进而减小渗流，拔除引流管快速水泥封堵背部固定安装留螺丝孔洞钢板。槽钢加固完成后拧入带胶垫螺丝，进行堵渗。

第四步钢板+槽钢封堵，从负二层板底至负三层板下1m采用12mm钢板+12槽钢进行加固，如图4-2所示，处理后无渗漏水现象。

图4-2 钢板封堵施工图

后续对该位置进行第二次验证，发现无漏水现象。同时现场监测数据显示，对该渗漏部位进行封堵后，基坑外侧水位及土体流失情况明显好转。经过以上处理方式，该部位的堵漏已经处理完成。

4 结语

结合国内外渗漏处理案例及各种渗漏处理措施，对沈阳北站深基坑地下连续墙渗漏处采取“引流、压填、封堵”的方法进行堵漏。并得到以下结论：

（1）从基坑开挖、结构缺陷修补和渗漏处理过程中可以发现，地下连续墙结构缺陷和渗水产生原因主要与槽段接缝处理、泥浆质量和混凝土质量有关，上述环节的严格控制能更好地保证地下连续墙的工程质量。

（2）地下连续墙作为深基坑的主要维护结构时，结构缺陷修补和渗漏处理的有效实施是确保地下结构安全和使用寿命很重要的环节，该工程所实施的技术措施借鉴和参考其他专业公司的经验，能较好满足一般地下连续墙或地下结构混凝土的缺陷修补和渗水处理的要求。

参考文献

[1]占进军;田华良;孙颜顶.富水软土地层深大基坑围护结构涌水涌砂治理[J].工程质量,2023,41(06):36-39+51.

[2]庞志伟.对地铁车站侧墙混凝土缺陷及渗漏水处理技术[J].大众标准化,2024,(02):40-42.

[3]牟明俊;马草原;李文龙;许跃攀;陈佐洪.地下连续墙渗漏原因及处理措施研究[J].技术与市场,2023,30(02):83-85.

[4]胡海迪.地铁车站基坑地下连续墙接头形式对比分析[J].建筑技术开发,2022,49(11):158-160.

[5]陈浩;韩旭鹏;李精昆;杭国庆.地铁工程中提高地下连续墙接缝处防水质量技术研究[J].建材发展导向,2021,19(12):49-50.DOI:10.16673/j.cnki.jcfzdx.2021.0126

[6]胡万青.地下连续墙接头渗漏成因及施工处治技术[J].城市建设理论研究(电子版).2021,(4).

[7]杨得富,李泽楷,宁其柱.某复杂地质深基坑止水帷幕渗漏处理案例分析[J].工程技术研究,2023,8(14):67-69.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2023.14.021.

[8]潘国庆.软土地区地铁深基坑渗漏水的应急处置方案[J].建筑施工,2023,45(04):639-641.DOI:10.14144/j.cnki.jzsg.2023.04.006