圍護結構滲漏水探測技術在地鐵工程中的應用

周 凱

(中鐵建設投資集團有限公司，廣東深圳 518055)

1 工程概況

深圳地鐵11號線前海灣站全長830 m，標準段寬度25.7 m，底板埋深17.6 m。車站設計為兩柱三跨地下島式車站，結構為3層鋼筋混凝土框架結構，車站南北兩端均設置盾構始發井。主體圍護結構采用φ1 200@1 300+φ1 500@1 600鉆孔灌注樁，樁間設φ600三重管旋噴樁止水，并在圍護樁外側設置一道φ600@500雙管旋噴樁止水帷幕，車站南段110 m設計采用明挖順筑法進行施工，剩余720 m采用蓋挖逆筑法進行施工。車站范圍內自上而下分布地層主要為第四系全新統海陸交互相淤泥，第四系上更新統沖洪積粘土、粉質粘土、淤泥質粘土、淤泥質粉質粘土、含有機質砂、粗砂、礫砂，第四系殘積砂質粘性土，加里東期全～微風化片麻狀混合花崗巖層，車站底板位于淤泥及淤泥質粘土層。

2 檢測目的與原理

2.1 檢測目的

前海灣站地處填海片區，地下淤泥層較厚，且處于流塑或軟塑狀，在施工過程中易產生鉆孔樁縮徑、塌孔等問題，車站區域內存在大量填碎石、填塊石，塊石粒徑一般20 cm～70 cm，最大者可達100 cm以上，車站圍護樁、旋噴樁施工難度較大，止水效果有待檢驗。為規避基坑開挖過程中由滲漏水引起的地質災害，保證基坑施工安全，在基坑開挖前探測車站圍護結構滲漏點，提前在地表對滲漏點進行注漿加固，確保基坑開挖安全。

2.2 檢測技術

應用圍護結構電流場與滲流場聯合滲漏探測分析儀及探測方法技術(ECR)，檢測前海灣站南段110 m明挖部分圍護結構的防水效果，檢測結果滲漏點分為三類:1)無異常;2)注意觀察;3)建議修補。

2.3 檢測原理

本項技術通過對地下工程發生滲漏時水中微弱離子的運動進行高靈敏度量測，從而探測復雜地下結構的滲漏情況。在圍護結構有滲漏情況下，即便是輕微的滲漏，也會由于水離子的運動，產生整個地層電場的變化，對于此變化，通過多通道多傳感器高精度量測系統，可以把握電場異常的位置，從而探得滲漏點。

對于更加微弱的滲漏，可以進行人工主動追蹤，從而獲得更加精確的滲漏點探測結果。人工主動追蹤法通過在外圍多點多深度施加追蹤電勢，與內側的對應電極合作測量，在潛在的滲漏點或弱化面存在情況下，放大該異常值，與無滲漏相比，就能高靈敏度地迅速取得探測結果。

3 檢測條件

1)探測區域為基坑內部距離圍護結構5 m以內的區域，區域內地表為平整的土地，無石塊、金屬等異物。2)探測圍護結構上部無覆土，且表面較干燥，防止探測信號從止水帷幕上部進入探測區域。3)當探測區域被混凝土層覆蓋時，可以考慮在混凝土層上鉆孔到原狀土層，以放置電極。當混凝土層小于50 mm時，鉆孔直徑不小于120 mm，此時電極可以直接放置在土層上;混凝土層大于50 mm時，鉆孔直徑在30 mm～50 mm之間，然后在孔中放滿砂子并灌水，同時也可以在孔中放置一根鋼管以保證能量的傳遞，電極放置在砂子上方即可。4)基坑外或基坑內鉆孔布設探測系統發射極，可以借用基坑外的觀測井或基坑內的降水井(其深度不能低于最終開挖面)。5)形成的電場必須覆蓋探測區域，根據探測區域范圍確定負極放置位置。6)檢測現場需要提供220 V交流電源、水和照明，采集數據期間現場不可有電焊機工作。

4 現場安全要求

1)進入檢測現場前時所有人員必須佩戴安全帽，防護服等，進入探測現場作業時須防蟲蛇侵咬，在多蟲蛇井場區域作業時，須扎緊袖、褲口，謹慎作業，并做好記錄。2)探測區域采用拉警戒線的方式與其他區域分隔開，并放置警示牌。3)定期進行現場安全教育培訓，作業時須注意安全。4)注意收聽當地氣象預報，遇惡劣天氣應暫停作業，雷雨天氣尤其要注意防雷、避雷。

5 檢測方案

前海灣站南段明挖段(110 m)滲漏水檢測工作任務共分為9個監測段，沿圍護結構均勻分布，探測孔利用基坑外的水位觀測井及基坑內的降水井，每個檢測段的檢測步驟如下:

1)根據檢測方案擺放設備，連接所有設備。2)準備相機，拍攝現場檢測情況包括探測段起始點、正極、負極、參考電極、控制電極放置情況。3)每個檢測段的起始和終止位置在現場用噴漆標志，并在探測圖紙中精確標識，確保探測成果的精確度。4)記錄檢測開始時間、持續時間、天氣、場地概況等。5)擺放電極需要電極緊密接觸場地土，若土較干燥加水保持濕潤狀態。6)正極線、負極線、參考電極線以及控制電極連線等使用萬能表檢測，防止電線斷開影響探測質量。7)檢測完畢后應對探測孔進行保護防止堵塞，以便滲漏修補后復測使用。

6 檢測結果及滲漏水處理效果

前海灣站南段明挖段(110 m)分為9個檢測段，共布設傳感器數量為540個，共采集數據46 440組，經分析后得出注意觀察點17個、建議修補點2個。

在前海灣站南明挖段土方開挖前，為保證基坑開挖安全，對檢測出的19個可能滲漏點(觀察點17個，建議修補點2個)均進行了后退式注漿加固，基坑開挖后，圍護結構無滲漏點，主體結構得以順利施工，兩臺盾構機也從前海灣站南明挖段安全始發。

7 結語

深圳地區地質條件復雜，普遍分布有軟土、填石、液化砂土、砂(礫)層、斷裂破碎帶等不良地質，對圍護結構而言，施工難度大，滲漏水難以避免，為使圍護結構達到止水效果，保證基坑開挖安全，尤其是對于軟土、砂層地質條件下施工的圍護結構，使用圍護結構電流場與滲流場聯合滲漏探測分析儀及探測方法技術，事先知曉滲漏點位置，通過注漿、旋噴樁加固等措施提前處理，對基坑開挖施工往往能取得事半功倍的效果。

［1］徐至鈞.深基坑與邊坡支護工程設計施工經驗錄［M］.上海:同濟大學出版社，2011.

［2］何運開.成孔灌注樁常見問題與施工技術淺析［J］.山西建筑，2009，35(16):100-101.