面網(wǎng)式盲溝排水系統(tǒng)在基坑滲漏處理中的應(yīng)用

宋中華，鐘文京

（1. 長沙市軌道交通集團(tuán)有限公司，長沙410075；2.中建隧道建設(shè)有限公司，重慶401320）SONG Zhong-hua1, ZHONG Wen-jing2(1.Changsha Metro Group Co.Ltd.,Changsha 410075,China；2.China Construction Tunnel Co.Ltd.,Chongqing 401320,China)

1 引言

近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展，地下商場、地下車庫等構(gòu)筑物和地鐵、隧道等施工大量涌現(xiàn)。同時(shí)，地下室的體量和深度也越來越大，進(jìn)而導(dǎo)致地下水對地下建筑物的影響十分顯著[1]。在地下水作用下，結(jié)構(gòu)局部抗浮、整體抗浮不足常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)工程事故[2]。因此，在深基坑及地下工程施工中降排水技術(shù)是一項(xiàng)必要的措施。

基坑大面積開挖后，大量降水和基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及坑底涌出的地下水將影響正常施工。基坑工程中常見的排水減壓方法主要有以下4 種[3～6]：（1）室外排水溝和降水井排水；（2）改造底板集水坑，增設(shè)導(dǎo)流管道疏導(dǎo)地下水進(jìn)入集水坑，集水坑抽水；（3）設(shè)室內(nèi)降水井，在底板新增面層內(nèi)鋪設(shè)一定數(shù)量的排水管網(wǎng)，將地下水抽排至室外；（4）在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與地下室外墻間的間隙，布置排水溝，經(jīng)盲溝管道排入室外集水井，最終排入市政管網(wǎng)。不少學(xué)者對盲溝排水系統(tǒng)有過研究，如王賢能等[7]以深圳市某山地建筑為例，闡述了抗浮盲溝技術(shù)在山地建筑抗浮工程中的應(yīng)用及其適用范圍。同時(shí)，抗浮盲溝技術(shù)可單獨(dú)作為地下結(jié)構(gòu)抗浮方案，也可結(jié)合被動抗浮技術(shù)聯(lián)合抗浮，進(jìn)而大幅降低抗浮工程造價(jià)并縮短工期，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。王海港等[8]研究了盲溝在高速公路排水防護(hù)中的作用，綜合考慮路基盲溝、邊坡支撐盲溝的位置和設(shè)計(jì)目的，最后達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、易施工、防護(hù)和排水效果明顯的目的。薛晨等[9]研究了一種新型地下結(jié)構(gòu)抗浮盲溝排水綜合系統(tǒng)技術(shù)，利用地下結(jié)構(gòu)底板網(wǎng)格狀盲溝以及側(cè)盲溝，使地下結(jié)構(gòu)以下地基土中的地下水與側(cè)盲溝相連通，大大節(jié)約了工程投資和使用期間的維護(hù)成本。然而，不同項(xiàng)目的場地條件及施工背景均不相同。在基坑滲漏面積較大或地下水含量較豐富時(shí)，采用傳統(tǒng)的盲溝排水技術(shù)已經(jīng)不能滿足需求，若采用全斷面注漿等方式止水將大幅度提高工程造價(jià)，與工程進(jìn)度要求相矛盾。

本文以某地鐵車站深基坑工程為例，通過分析工程概況與地質(zhì)條件，結(jié)合施工現(xiàn)場的地下水滲漏問題，開發(fā)出新型面網(wǎng)式盲溝排水系統(tǒng)，總結(jié)分析了該施工技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

2 工程概況

長沙地鐵6 號線麓楓路站車站位于桐梓坡西路與麗景路交叉口，車站呈東西走向，為地下2 層明挖車站，外包全長237.7m，標(biāo)準(zhǔn)段寬21.1m，底板埋深16.385m。車站兩端均為盾構(gòu)始發(fā)井，共計(jì)4 臺盾構(gòu)先后始發(fā)，是全線控制性工點(diǎn)。車站主體采用明挖順作法施工，基坑采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐的支護(hù)形式。

基坑工程場地位于長沙市岳麓區(qū)，地勢起伏變化稍大，西高東低，高程約為50.05～52.17m，屬于低矮丘陵地貌，低丘淺溝地形。場地地層巖性自上而下依次為：瀝青混凝土路面、素填土、粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化板巖、強(qiáng)風(fēng)化板巖、中風(fēng)化板巖。勘察揭露在素填土、粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化板巖、強(qiáng)風(fēng)化板巖中裂隙較為發(fā)育，富含裂隙水。

長沙地區(qū)多年平均降水量1 507.2mm，每年5～9 月為雨季，地下水位受降水影響大，尤其近年降雨量較大，2017 年湘江水位刷新歷史記錄，達(dá)到39.51m，2019 年受持續(xù)強(qiáng)降雨影響，湘江水位多次超越警戒水位。

3 基坑滲漏及其處理

3.1 基坑滲漏概況

基坑開挖過程中，基坑內(nèi)外地下水形成水頭差，巖層中存在基巖裂隙水、承壓水，使得模筑混凝土表面出現(xiàn)滲漏水，影響施工質(zhì)量及后期的防水卷材鋪設(shè)作業(yè)。同時(shí)，在夏季持續(xù)強(qiáng)降雨和湘江水位上升的雙重影響下，地下水位抬升明顯，基坑開挖到底部后，地下水在水頭差的作用下滲入基坑中。基坑開挖至底部后，內(nèi)部同時(shí)匯集了降水和滲漏的地下水，最高積水深度約15cm，影響范圍大，制約現(xiàn)場土石方開挖施工及主體結(jié)構(gòu)澆筑，現(xiàn)場情況如圖1 所示。

圖1 基坑現(xiàn)場滲漏

3.2 滲漏處理目的及原則

為了疏干土體中的地下水，方便施工人員現(xiàn)場作業(yè)；同時(shí)，營造干燥的環(huán)境以保證防水卷材與主體結(jié)構(gòu)間緊密貼合，基坑內(nèi)部的滲漏水、降雨積水和結(jié)構(gòu)表面滲水需要及時(shí)引導(dǎo)排泄。針對基坑的地質(zhì)條件和施工環(huán)境，以“引排為主、封堵為輔”的思路進(jìn)行滲漏處理，排水需要與基坑施工協(xié)調(diào)，常規(guī)的明溝式排水及降水井式排水適應(yīng)性不佳，采用傳統(tǒng)的盲溝排水影響范圍較小，僅能在線狀范圍內(nèi)排水，為此，需要開發(fā)一種能在基坑底板全范圍內(nèi)導(dǎo)排地下水的排水系統(tǒng)。

4 面網(wǎng)式盲溝排水系統(tǒng)施工技術(shù)

基于場地條件，為達(dá)到基坑底面全范圍內(nèi)導(dǎo)排地下水，并匯集引入集水井內(nèi)抽排，現(xiàn)場綜合各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)出面網(wǎng)式盲溝排水系統(tǒng)。該排水系統(tǒng)如圖2 所示，在基坑底面全面鋪設(shè)20cm 厚級配碎石墊層，上覆土工布，形成導(dǎo)水面板，疏干基坑底部積水；同時(shí)，在基坑底板內(nèi)沿圍護(hù)樁全線布設(shè)縱向排水盲溝，以一定間距內(nèi)布設(shè)橫向排水盲溝，縱橫盲溝連接，組成網(wǎng)狀排水盲溝引排水面板中匯集的地下水，并在基坑中央布設(shè)集水井，與網(wǎng)狀排水盲溝連接匯集地下水后根據(jù)水量合理抽排。

綜合考慮施工工藝、材料成本、現(xiàn)場情況等，網(wǎng)狀排水盲溝選用塑料盲管作為導(dǎo)水通道，該材料是將熱熔樹脂通過擠壓出絲，并將其搭接熔結(jié)而成的三維立體多孔材料，具有高抗壓強(qiáng)度、開孔率高、耐久性好、濾膜可選擇性靈活及施工靈活快捷等優(yōu)點(diǎn)，適合于本基坑場地條件。

網(wǎng)狀排水盲溝沿基坑四周及中央縱橫向網(wǎng)格式布置，橫向間距10m。隨土方開挖及主體結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行，沿車站縱向由兩端向中心鋪設(shè)盲溝設(shè)置2%的坡度。盲溝中心距離距模筑混凝土表面5cm，盲溝深20cm，寬20cm。盲溝中設(shè)置3 根外徑60mm 的塑料盲管，外包裹濾膜，盲管施作完成后采用級配碎石進(jìn)行填充盲溝空隙。

面網(wǎng)式盲溝排水系統(tǒng)的施工流程如圖3 所示。

圖2 面網(wǎng)式盲溝排水系統(tǒng)示意圖

4.1 確定管位，集水井位，成槽開挖

根據(jù)基坑土方開挖界限，確定盲溝于集水井具體位置，根據(jù)基坑底標(biāo)高計(jì)算盲溝標(biāo)高，為保證安全，需查明管位處有無地下管線、地下障礙物，適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。按照盲溝管位開挖溝槽，控制開挖標(biāo)高。溝槽與集水井按照方案要求設(shè)置縱橫坡連接，便于水體流動。

圖3 面網(wǎng)式盲溝排水系統(tǒng)施工流程

4.2 鋪設(shè)濾膜，盲管安放連接

沿管位鋪設(shè)土工布濾膜，濾膜需要搭接鋪設(shè)；盲管3 根一組綁扎并在接縫處連接，固定牢靠后濾膜包裹，采用扎絲綁扎，相鄰兩段盲管需要連接，避免碎石或土塊堵塞通道。

4.3 導(dǎo)水面板級配碎石墊層鋪設(shè)

基坑底部全范圍內(nèi)鋪設(shè)級配碎石，碎石需要有良好的導(dǎo)水能力，橫向鋪設(shè)平整，一次性連續(xù)鋪設(shè)，墊層標(biāo)高需滿足基坑底板設(shè)計(jì)要求，底部高于盲溝頂部標(biāo)高。

4.4 盲溝濾料篩選回填

盲管與溝壁之間的空隙用卵石或碎石濾料回填，濾料直徑要大于盲管濾網(wǎng)的孔徑，濾料必須符合級配要求，將設(shè)計(jì)規(guī)格上、下限以外的顆粒篩除，回填施工要一次連續(xù)完成，且保證管溝密實(shí)穩(wěn)定。

4.5 連接集水井抽排

盲管鋪設(shè)完成后，沿設(shè)計(jì)坡度連接至集水井，滲漏水盲溝在作業(yè)段內(nèi)沿縱橫坡匯至中心集水井處，根據(jù)水量大小適時(shí)采用水泵進(jìn)行抽排。

5 結(jié)語

深基坑工程地下水滲漏影響工程施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，科學(xué)高效的排水方法是應(yīng)對地下水滲漏的有效手段。長沙地鐵6 號線麓楓路站車站受持續(xù)強(qiáng)降雨影響，地下水位抬升，基坑出現(xiàn)多處滲漏。基于工程條件，開發(fā)出面網(wǎng)式盲溝排水系統(tǒng)，通過土工布與級配碎石墊層形成導(dǎo)水面板，將地下水引入網(wǎng)狀排水盲溝最終匯至集水井抽排基坑滲漏水體，有效解決了基坑中地下水滲漏的難題，取得良好的效果，技術(shù)可靠，造價(jià)較低，施工周期短，是一種經(jīng)濟(jì)有效的地下水控制措施，可為類似工程提供借鑒。