北京地鐵百子灣站基坑滲漏綜合處理技術(shù)

白 俊，馬曉華

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南 714000;2.中鐵七局集團(tuán)第二工程有限公司，西安 710000)

1 工程概況

北京地鐵7號線百子灣站主體及1號風(fēng)道采用明挖法施工，1號風(fēng)道和車站西端設(shè)盾構(gòu)始發(fā)井。盾構(gòu)井處基坑開挖深度約19 m，基坑標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度約17 m。車站主體及1號風(fēng)道采用φ800 mm@1 300 mm鉆孔灌注樁及φ1 000 mm@1 500 mm鉆孔灌注樁，樁間施作φ900 mm長螺旋旋噴攪拌水泥土樁，內(nèi)支撐采用φ609 mm ×16 mm 鋼管，支撐間距2.5 ～3.5 m，局部設(shè)錨索。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

主體基坑開挖深度范圍內(nèi)主要包括以下土層:粉土填土①層、雜填土①1層、粉土③層、粉質(zhì)黏土③1層、粉細(xì)砂③3層、粉細(xì)砂④3層、中粗砂④4層、圓礫卵石⑤層、粉質(zhì)黏土⑥層等。基坑內(nèi)粉細(xì)砂④3層，層厚5～7.8 m，圓礫卵石⑤層，層厚4～6 m，基底圓礫卵石⑤層層厚0.5～2.7 m。圓礫卵石⑤層飽和，低壓縮性，最大粒徑不小于80 mm，一般粒徑2～40 mm，粒徑大于2 mm的超過50%。

根據(jù)《巖土工程報告》(2009勘察067-12)，勘察深度范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)2層地下水，地下水類型分別為潛水(二)和承壓水(四)。地下水詳細(xì)情況見表1。

表1 地下水情況

3 基坑開挖及滲漏情況

在1號風(fēng)道及車站主體基坑內(nèi)設(shè)置疏干井，見圖1。疏干井間距15 m，共設(shè)20眼，疏干井井深22 m。1號風(fēng)道1～4號疏干井在基坑開挖前20 d開始抽水，基坑開挖前，測量水位，1號井水位降至基坑底以上2 m，2號、3號井水位降至基坑底以下2～3 m。4號井水位降至基坑底以上3 m。

1號風(fēng)道基坑開挖至高程+21.100(水位以下1～2 m)處，出現(xiàn)坑內(nèi)積水情況，見圖2。出現(xiàn)積水后，在基坑四周設(shè)置排水溝，中間設(shè)置積水坑，用水泵(100 m3/h)24 h派專人觀察水位情況并及時抽水，在基坑西南角用小挖掘機小范圍開挖，開挖深度1 m，基底出現(xiàn)積水，坑壁滲水情況不明顯。

圖1 疏干井布置(單位:mm)

圖2 坑內(nèi)積水情況示意

4 滲漏處理方案

采用在基坑內(nèi)注漿堵漏的處理方案，啟動車站主體基坑內(nèi)靠近1號風(fēng)道的部分疏干井抽水，截斷從基坑?xùn)|邊流向西邊的水源，并在1號風(fēng)道盾構(gòu)井基坑周邊增設(shè)應(yīng)急預(yù)案降水井，作為水位觀測和應(yīng)急降水用［1］。

(1)采用設(shè)置疏干坑等方式進(jìn)一步降低地下水位［2］。

(2)沿基坑周邊分段跳挖尋找漏水點，分段縱向長度不大于3 m，挖一段填一段;溝槽開挖橫向?qū)挾炔淮笥?.0 m。若沒有發(fā)現(xiàn)漏水點，則分段開挖掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)，見圖3。盾構(gòu)井三邊分為6段，采用跳挖的方法，開挖深度不大于1 m。若樁間土塌落嚴(yán)重，可采用樁間打設(shè)鋼管的方式進(jìn)行超前支護(hù)，鋼管采用φ50 mm鋼管，長度1.5～2 m。鋼管前端打尖封閉，采用振動錘打設(shè)。每兩根鉆孔樁間打設(shè)2～4根。樁間土塌落部分需采用噴射混凝土填實［3］。

圖3 基坑開挖及超前支護(hù)(單位:m)

(3)漏水點處理方法

若發(fā)現(xiàn)漏水點，對發(fā)現(xiàn)漏水點的樁間，依據(jù)漏水情況采用針對性封堵措施，具體如下。

①漏水點較小時，首先將漏水點掏成孔，孔徑5 cm，孔深大于10 cm，然后將裹網(wǎng)帶花眼水管插入將水導(dǎo)出，水管周圍用水不漏等速效堵漏材料進(jìn)行封堵，堵漏材料按粉:水=1∶0.25下料，搓揉成團(tuán)堵于水管周圍。水管里的水集中在集水坑內(nèi)進(jìn)行抽排。以實現(xiàn)這部分水的有序排放;待管周圍堵漏材料達(dá)到一定強度后，將該排水管彎折封堵，采用堵漏材料將水管封閉入混凝土中，實現(xiàn)堵漏［4］。

②漏水點較大時，滲水高度＜1.0 m，采用手電鉆在鉆孔樁上打孔，插入鋼筋或膨脹螺栓，在漏水點底部同樣打孔插鋼筋，支橫向和豎向模板，埋入帶閥門的花管，花管部位用濾網(wǎng)包裹，將水引出，實現(xiàn)有序排放，見圖4。支模后填入混凝土，并加入速凝早強劑，待混凝土達(dá)到強度后，拆模，將閥門關(guān)閉，從而實現(xiàn)堵漏的目的。當(dāng)樁間漏水高度大于1.0 m，確定為系統(tǒng)性漏水，采用袖閥管進(jìn)行注漿處理。

圖4 花管引流示意

③出現(xiàn)系統(tǒng)性的漏水點時，則采用袖閥管注漿技術(shù)，在漏水部位分段分片的注漿堵漏，其中漿液采用快速凝固的水泥單液注漿或雙液注漿。注漿材料采用P.O32.5 水泥或水泥水玻璃配制而成［5，6］。所注漿液水灰比為0.8∶1，水泥及水玻璃的體積比為1∶1。開挖后發(fā)現(xiàn)有系統(tǒng)性漏水，及時用基坑內(nèi)土方回填至漏水點高程上1.0 m，堆成平臺并碾壓，留出鉆機作業(yè)平臺，為堵漏創(chuàng)造施工作業(yè)條件，鉆機緊貼坑壁斜向下打孔，打孔深度2.0 m，傾角80°～85°，采用袖閥管注漿方法［4］。

(4)袖閥管注漿需達(dá)到的效果:注漿完成24 h后，在相鄰樁間袖閥管安裝高度2.0 m范圍內(nèi)不出現(xiàn)大面積滲水。如未出現(xiàn)大面積滲水及時掛網(wǎng)噴混凝土封閉。如出現(xiàn)大面積滲水采取以下2種措施:①改用水泥水玻璃雙液注漿，水泥及水玻璃的體積比為1∶1;②在該系統(tǒng)性漏水處將袖閥管的豎向間距由0.35 m增加為0.7 m后，再采用水泥水玻璃雙液注漿［7］。

(5)袖閥管注漿施工工序如圖5所示［8］。

圖5 袖閥管注漿施工工序示意

(6)注漿材料及參數(shù)

基坑的注漿袖閥管采用柔性塑膠φ50 mm×5 mm袖閥管。普通水泥漿水灰比為1∶1，注漿壓力控制在1 MPa，參數(shù)見表 2。

表2 注漿參數(shù)

基坑漏水點采取針對性封堵措施處理后，再采用上述無漏水情況的施工方法進(jìn)行開挖，掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)。

5 基坑開挖的輔助降水措施

啟動車站主體基坑內(nèi)靠近1號風(fēng)道的部分疏干井抽水，將東部基坑內(nèi)的水截斷，使水不流向基坑西部，并在1號風(fēng)道盾構(gòu)井基坑外側(cè)增加10眼應(yīng)急預(yù)案降水井，降水井距離基坑邊4～8 m，降水井間距為8～8.5 m，井深均為23 m，管井內(nèi)安裝15 m3/h潛水泵。

1號風(fēng)道基坑外應(yīng)急預(yù)案降水井布置如圖6所示。

圖6 應(yīng)急預(yù)案降水井布置(單位:m)

應(yīng)急預(yù)案降水井在基坑繼續(xù)開挖前施工完成并安裝水泵備用。若采用其他措施后仍不能有效止水或出現(xiàn)涌水、涌砂等險情威脅基坑安全的情況下，則啟動水泵抽水。

6 質(zhì)量保證措施

(1)嚴(yán)格按照現(xiàn)場試驗確定的參數(shù)進(jìn)行施工。袖閥管施工長度及角度偏差符合要求，若現(xiàn)場鉆孔孔位因為客觀條件限制不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)進(jìn)行移位并進(jìn)行計算確定參數(shù)，必要時應(yīng)進(jìn)行補充。

(2)注漿材料必須滿足方案的漿液配合比要求，漿液配比應(yīng)符合方案要求，專人配漿，配漿時最大誤差為±5%。

(3)漿液攪拌應(yīng)均勻，特種水泥漿攪拌時間為3～5 min，但不得超過30 min。

(4)注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應(yīng)查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施。

(5)注漿過程中若發(fā)生串漿時，可采取兩孔同時注漿措施;注漿過程中壓力突然升高，應(yīng)及時查找原因，進(jìn)行處理;一臺泵發(fā)生故障時，應(yīng)立即換上備用泵繼續(xù)注漿。

(6)預(yù)埋注漿管或?qū)Я鞴軙r，將孔口清理干凈，孔口對準(zhǔn)出水點埋設(shè)。

(7)混凝土澆筑時要人工振搗密實，避免因振搗不實造成二次滲漏。

7 結(jié)語

百子灣站基坑目前已經(jīng)施工完畢。在施工過程中，針對大量滲漏，采取了系統(tǒng)性的處理措施，特別是使用袖閥管注漿技術(shù)對系統(tǒng)性滲漏進(jìn)行處理，效果非常明顯。袖閥管注漿技術(shù)設(shè)備簡單，應(yīng)用面廣。施工環(huán)節(jié)是袖閥管注漿質(zhì)量控制重點，鉆孔和套殼料的質(zhì)量對實現(xiàn)分層、定量、重復(fù)多次注漿等有至關(guān)重要的影響。袖閥管注漿中最大的難題是注漿槍在袖閥管內(nèi)的移動和注漿芯管的拆卸。注漿槍的移動是因其上下兩端的碗式止?jié){塞承受的壓力不同，止?jié){塞與管壁間產(chǎn)生很大的摩擦阻力，有時也因注漿壓力較大，導(dǎo)致止?jié){塞翻轉(zhuǎn)增加了摩擦阻力。建議采用臺階式止?jié){橡膠塞防止止?jié){塞翻轉(zhuǎn)，或者增加一個連通管，以平衡注漿槍底部袖閥管的封閉空腔與上部空腔的壓力差。

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