地鐵車站富水砂層地連墻施工風險分析

智慧淵，厲 風，高金銘

（蘇交科集團股份有限公司，江蘇 南京 210000）

某市地鐵線多個車站位于富水砂層地層中，基坑圍護采用地下連續墻加支撐形式，在基坑開挖施工中多次發生滲漏、涌水涌砂風險。對此，文章分析了富水砂層地連墻發生滲漏、涌水涌砂風險的原因、后果，并提出相應的防治對策，供同類工程參考。

1 工程概況

1.1 基坑工程地質和水文地質

該車站所處地層為江河漫灘區、江河階地地貌單元特征，地基土分布不均勻，性質變化較大。下部基巖為白堊紀泥巖、粉砂巖。基坑開挖范圍由上至下分別為雜填土層、粉質黏土層、中砂層，如圖1所示。

圖1 車站基坑與地質情況相對位置示意圖

場地內潛水穩定，水位埋藏較淺，在自然地面下4.30～7.50m。孔隙微承壓含水層水頭埋深在地面下約7m，該含水層與其松花江具有密切的水利聯系，以地下徑流為主要排泄方式。承壓含水層水頭埋深在地面下約12m，主要補給來源為地下徑流以及上層承壓水的越流補給，以地下徑流為主要排泄方式，地下水位基本不隨季節變化。

1.2 基坑圍護結構形式

車站圍護形式采用地下連續墻結構，墻體厚度為800mm，標準段連續墻長度為38.43m，嵌固深度為17m。豎向采用5道支撐，第一道、第三道、第四道為800mm×1000mm混凝土支撐，第二道、第五道及換撐采用鋼支撐（φ609，t=16）體系。如圖2所示。

2 基坑地下連續墻發生的滲漏、涌水涌砂情況事例介紹

某車站基坑第二結構段土方開挖過程中發現墻角土體明顯潮濕，人工探挖發現滲水細流，現場采用挖機挖土體反壓；在坑外引孔注漿過程中，基坑內發生涌水涌砂險情，漏水點為相連兩幅地連墻接縫處，位于地面下18m，滲漏點距離既有1號線車站主體結構約30m，距離既有1號線2號出入口水平距離約3m，距西南側百貨大樓約35m，如圖3所示。坑內涌水涌砂2800m3，地面塌陷500m2，深6～8m，如圖4所示。搶險歷時6d，動用搶險人員累計2000余人次。事故造成出入口地面亭嚴重變形，結構多處開裂，如圖5所示。

圖2 車站基坑支護體系橫斷面圖

圖3 地連墻涌水涌砂險情斷面圖

圖4 車站基坑內部地連墻涌水涌砂現場

圖5 車站基坑地連墻涌水涌砂導致的周邊建筑地表沉陷

3 地連墻滲漏及涌水涌砂險情嚴重后果

所述車站地連墻的涌水涌砂屬于重大險情，造成既有1號線的車站內列車限速以及出入口臨時封閉，施工車站涌水點周邊地面大面積塌陷，雖然通過對周邊商場和管線的監測未出現數據報警的情況，但是對后期商場建筑物使用以及管線安全使用造成了深遠影響。

4 地連墻質量出現缺陷的原因

該次基坑險情主要是由地下連續墻質量缺陷造成的，地連墻墻體質量缺陷成因有很多，主要有如下幾點：

（1）地連墻本身施工質量缺陷。地連墻在成槽施工或者墻體鋼筋籠下放安裝以及砼水下澆筑時可能出現局部塌槽夾泥塊或接頭刷壁不徹底夾泥砂，導致存在滲漏通道。當基坑開挖到滲漏通道部位時，坑內外水土壓力平衡突然失穩，坑外水體推開墻體夾雜的泥塊迅速涌入基坑內，坑外地下水位急劇降低，基坑外伴隨嚴重的地面塌陷，使臨近地下管線因地層塌陷的拉拽而斷裂，交通道路因塌陷而中斷，危及周邊建筑和人員安全。

（2）墻外止水旋噴樁質量缺陷。一般旋噴樁主要設置在地連墻接縫位置，目的是補強接縫止水效果。如果其成樁質量存在重大缺陷，加固效果檢驗不到位，將會使墻體接縫外側出現滲漏通道。

（3）設計及檢測方面。車站地連墻墻體完整性檢測一般采用聲測管，其墻體檢測頻率未完全覆蓋圍護墻體，不能完全判斷墻體的質量隱患，增加了滲漏和涌水涌砂的風險概率。

5 地連墻滲漏和涌水的防治措施

（1）設計方面。針對富水砂層地連墻圍護結構施工的高風險性，在設計時應充分考慮關鍵工序的內容，比如設計地連墻時考慮在轉角、變截面以及閉合幅段的聲測管的增設，以及建議采取預加固措施等。

（2）施工方面。避免冬期施工地連墻，如特殊原因需要冬期澆筑時，應確保混凝土拌和、運輸等環節的保溫措施到位。地連墻街頭應按照要求安裝到位，同時應做好地連墻成槽時的泥漿配比、成槽過程記錄、混凝土澆筑等關鍵工序的控制，防止出現地連墻體內夾泥、坍孔、露筋等缺陷。

（3）超前地質勘測技術方面。可以在基坑開挖前對地連墻采用FGM-ECR/EFT滲漏水檢測技術等新型滲漏水檢測技術，對檢測出的滲漏點進行預加固措施；ECR檢測技術原理為地下水在多孔介質中作層流運動和電流在導電介質中流動，通過靜電場中點電荷形成的電場及等勢線分布情況的數據采集確認滲漏點。如圖6所示。

圖6 ECR檢測技術原理示意圖

6 結束語

綜上所述，對于今后地鐵車站基坑圍護結構質量風險，要有足夠的認識、分析和判斷能力，可以從設計、施工和檢測方面有針對性地采取相應的防治對策，以降低基坑施工風險的等級和概率。尤其是隨著檢測技術的進步，多種檢測技術已經日趨成熟和完善（如ECR檢測技術），能夠為地鐵基坑安全施工提供超前且精準的數據支持，從而有效地減少地連墻發生滲漏、涌水涌砂的風險。