地鐵車站基坑開挖過程中紅砂巖防排水措施及風險控制分析

邵建國 汪丹丹

[摘 要] 依托蘭州地鐵1號線車站施工遇到豐富的地下水外加強風化紅砂巖遇水后特性不穩定的實際情況，討

論排水難等問題，并提出相應的解決措施，旨在為蘭州地鐵1號線的施工建設和風險控制獻言獻策。

[關 鍵 詞] 基坑開挖；地鐵車站；紅砂巖；排水措施；風險控制

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）19-0186-01

一、地鐵車站工程情況

（一）富含紅砂巖的地理位置

蘭州地鐵1號線盤旋路站至五里鋪站盾構區間，其中的五里鋪站為1號線和2號線的換乘站，位于道路交叉口。當前五里鋪站采用的是地下三層雙柱三跨的結構形式進行施工，其中車站主體總共長約201.01m。

（二）地質情況

根據勘探資料顯示，車站地下巖層自上而下分布的土層分別為素填土、黃土、卵石、強風化砂巖。由于此段為特殊施工階段，采用盾構機掘進的方法實行下挖基坑之后，豐富的地下水遇到強風化紅砂巖極易產生軟化，暴露在地表極易風化，給施工帶來了極大的難度。

二、施工難度

（一）地下水位高于施工面

蘭州地鐵1號線五里鋪站水位高度正好位于砂卵石與紅砂巖的交界處，根據資料顯示其見底后的水面高差約為12m[1]。因此，五里鋪站紅砂巖地層開挖深度為12m，而與紅砂巖14m/d的滲透系數不相匹配，實際施工的紅砂巖富含豐富的地下水，直接導致在開挖的過程中極易出現側壁涌水或者涌砂的現象，嚴重阻礙正常施工，增加了施工難度。

（二）涌水、涌砂現象嚴重

在此段車站基坑開挖的勘探資料中得出，區間內的砂巖層顆粒在0.075～0.25mm之間的占了85%以上。由此可以看出，縫隙較多，所以水和砂容易流出。在基坑開挖的過程當中，由于地下水豐富，基坑的側壁會出現不同程度的滲水，嚴重時會出現流水進入。隨著開挖進度不斷推進，滲水不斷滲透，導致周邊的土體出現嚴重松軟，就會出現涌水或者是涌砂的現象，給基坑開挖帶來了極大的難度。

（三）基坑周圍結構未被保護，施工困難

蘭州地鐵1號線盤旋路站至五里鋪站盾構區間上方為交通主干道，車流量大，兩側多為高層建筑，周邊的熱力、自來水、天然氣等管線未遷改，因此保護結構沒有封閉起來，導致豐富的地下水流入基坑的開挖面，增加施工難度。與此同時，在不合理的開挖過程中，隨著深度的增加，開挖面也逐步走到了砂巖層地面，地下水逐漸暴露，開挖面泡水，嚴重影響正常施工。

三、紅砂巖防排水具體方案

（一）1號線東部截水方案

針對上述提到的五里鋪站東部的保護結構未封閉、地下水嚴重滲入開挖面的問題，可以在基坑的東側設計一排止水樁，采用C15素混凝土的方法設置，并增加2口降水井。與此同時，為了有效預防地下水滲漏，增加三道沙袋的止水壩，攔截東部來的地下水，并利用水泵實行間歇性的抽水，對東部來的地下水進行有效攔截。

（二）處理涌水和涌砂現象

針對上述提到的基坑開挖過程中出現的側壁涌水和涌砂的問題，可以采用注漿的方法對漏水部位實行填充。對側壁的內部和外部均采用注漿的方法，對比好水和水泥的比重為1：1。與此同時，為了避免涌砂過程中出現的樁面大面積的空隙，可以在涌砂處利用樁間插打槽鋼的方法對水和砂實行封堵，封閉滲水部位。

（三）增加降水井的深度

隨著降水的不斷增加和儲存，基坑周邊原有的降水井已經無法滿足紅砂巖中的水儲存，可以在不到基坑開挖面的大于12m的部位增加5口降水井，從而直接增加其儲水量，有效降低水位，保證施工有序的進行。

（四）采用深孔注漿對地下水實行封堵

蘭州地鐵1號線的五里鋪站的南北兩側均為高層建筑物，其中管道和地下疏通管道等錯綜復雜，為了充分保障施工的安全，為基坑開挖提供相應的工作條件，通過采用深孔注漿的方法，可以有效地對基坑外側的地下水進行封堵，防止出現涌砂和涌水的現象，同時還可以有效填充保護結構中的空洞[2]。

（五）采用水平注漿鞏固基坑內側

根據具體的基坑開挖的涌水和涌砂部位，采用水平注漿的方法對基坑內側進行封堵，能有效地進行截水和鞏固基坑壁。同時，根據實際情況降低基坑側壁的水壓力時，需在基坑側壁等具體位置設置適當的空洞，幫助泄水，減少壓力。

（六）設置集水井、排水溝等截水系統

針對基坑開挖過程中出現的地下水位高于開挖面的情況，可采用集水明排的方法，設置一系列的集水井，利用水泵抽走坑內的水，此時可以同步進行開挖作業。另外，可以在基坑內部設置一層水泥漿作為墊層，鋪上木板然后進行開挖作業。通過這樣的排水方法，可以有效降低紅砂巖的含水量，從而提高開挖的施工質量。

四、總結語

地鐵車站對基坑開挖施工遇到的紅砂巖處理措施，需要遵循“防止降水、下層隔水”的思路，結合紅砂巖的特殊性和復雜性，對地下水和持續性降水實行截水、排水等治水方法。綜合砂石巖風險的測評和實際情況，增加其支撐力度，并持續保持對周邊環境的實時監測，整合分析基坑開挖的各個細節操作和曲線變化的關系，做好信息化施工。

參考文獻：

[1]張新玲.紅砂巖路基施工技術與質量控制[J].工程技術：引文版，2016（58）：187.

[2]何赟.卵石層及紅砂巖復合地層混凝土地連墻施工質量控制[J].中國建材科技，2016，25（4）：98-99.