五里铺车站基坑开挖过程中红砂岩防排水措施及风险控制

金鑫

（甘肃信达建设工程咨询有限公司 甘肃兰州 730050）

五里铺车站基坑开挖过程中红砂岩防排水措施及风险控制

金鑫

（甘肃信达建设工程咨询有限公司 甘肃兰州 730050）

本文根据兰州地铁五里铺车站施工中遇到红砂岩，防排水难的问题进行了讨论，介绍了施工中遇到涌水涌泥、水位高于开挖面等问题，采用相关措施方法防水排水，确保基坑安全正常开挖。

深基坑；红砂岩；涌水涌泥；防治措施

1 五里铺车站工程概况

1.1 地理位置

五里铺站位于东岗西路与瑞德大道交叉口，为一、二号线换乘站。1号线五里铺站采用地下三层双柱三跨的结构形式，车站主体长度约201.01m，标准段宽20.7m，结构总高20.78米，底板最大埋深26.3m，中心里程处顶板覆土厚约3m。

1.2 工程地质

拟建车站场地钻探深度内岩土自上而下可划分为5个工程地质层，依次为（1-2）素填土、（2-1-1）黄土状土、（2-10）卵石、（4-2-1-1）（4-2-1-2）强风化砂岩。地堪资料显示强风化砂岩遇水极易软化，暴露地表极易风化，经扰动后强度极低，岩石试验天然单轴抗压强度最小值1.52MPa，最大值5.27MPa。

1.3 降水设计

本车站地下含水层主要为卵石层，潜水含水层厚度约为30m，卵石下的砂岩为相对隔水层，砂岩层顶部可能存在局部裂隙水。

按降水方案专家评审意见，本车站降水设计时将砂岩层视为相对隔水层，降水量仅考虑卵石层。井深按进入砂岩层3m考虑，根据现场地层分布情况，1号线降水井井深设置为自地面下15m。

2 施工中存在的难题

2.1 地下水位高于开挖面

在进行基坑降水方案论证时参照砂岩层不透水特性，确定了降水井深度自地面至伸入砂岩层3m止。施工中水位高度位于红砂岩与砂卵石交界面，基坑见底后水头高差约13m。车站红砂岩地层开挖深度为13m，根据地勘资料显示，红砂岩渗透系数为15m/d，实际施工中红砂岩层为富含水地层，原降水方案并未考虑红砂岩地层降水，导致开挖过程中基坑、侧壁出现涌水、涌砂。

2.2 涌水、涌砂

根据地勘资料显示，砂岩层颗粒级配在0.075～0.25间的颗粒占了80%以上，因此，只要有极小的缝隙，水和砂都会流出。围护结构采用咬合桩的方式，因穿越6m厚含有孤石的砂卵石层，导致局部咬合效果不佳，不能形成整体封闭效果，出现涌水、涌砂。

在红砂岩地层开挖过程中，基坑侧壁出现了不同程度的渗水，随着开挖深度进一步加大，渗水演变成涌水、涌砂，给开挖带来了极大的困难。

2.3 基坑围护结构未封闭，施工困难

因东扩大端燃气、雨污水、热力、自来水管线未迁改，围护结构不能封闭，地下水自东向西流入开挖面。随着开挖深度加大，开挖面逐渐进入砂岩层后，自东流入基坑的地下水暴露，基坑泡水，给开挖、运输带来极大的困难。

3 施工方案及措施

3.1 东端截水方案

针对东端围护结构未封闭，地下水流入基坑的问题，在基坑东端横向设置一排C15素混凝土止水桩，加设了2口临时降水井，同时，基坑内在标准段设置三道沙袋拦水坝，分段拦截东端来水，并用水泵不间断抽水，将东端来水拦截在标准段并抽排至基坑外。

3.2 涌水、涌砂处理

针对基坑侧壁涌砂、涌水造成桩背后形成空洞的问题，组织进行坑内漏水部位注浆工作。坑内及坑外注浆均采用双液浆，其中水与水泥重量比为1：1，水玻璃与水泥浆体积比为1：1。为防止涌砂形成桩背大面积空洞，漏水、涌砂处采用桩间插打槽钢进行封堵，然后用水不漏将渗水处封闭。

3.3 加深降水井

由于基坑周边施做的降水井已无法将红砂岩中的水疏干，目前在基坑开挖深度不大于13m区域补做了5口降水井，降水井底深入结构底板底以下8m位置，达到降低水位目的。

3.4 基坑南北两侧地表深孔注浆

为了确保五里铺站1号线西扩大端南北两侧建筑物、管线和交通疏解道路的安全，为深基坑施工提供安全的作业条件，采用深孔注浆对坑外周边地下水进行封堵，防止基坑涌水、涌砂，同时填充围护桩背后空洞，注浆压力控制在0.05～0.15MPa。

3.5 基坑内侧壁水平注浆

根据基坑开挖过程中出现的涌水、涌砂点，及时采取水平注浆进行封堵，涌砂严重区域采用插打连续槽钢等方式进行固砂、截水。同时为了降低侧壁水压力，在基坑侧壁适当位置设置泄水孔，泄水孔钻入侧壁深度不小于2m，用于漏水封堵后的外侧水流出。

3.6 坑内岛式开挖及明水截排系统

基坑治水过程中对基坑内明水进行系统组织，结合坑内岛式开挖方式，设置排水沟、截水沟、集水井等设施，确保基底不被水浸泡而降低承载力。

4 总结

施工中要遵循“上层降水、下层隔水”的整体治水思路，鉴于红砂岩层的复杂性，补充堵水、截水、排水等辅助治水方案。结合风险状况增加测项与测点，持续保持支撑轴力、基坑变形、基坑周边环境测点的监测，及时分析时程曲线变化与基坑各类作业的关系，切实做信息化施。

[1]五里铺站基坑风险控制专项方案.

[2]五里铺站基坑开挖见底实施性方案.

[3]五里铺站基坑风险控制专项方案专家论证报告.

[4]五里铺站1号线基坑东端止水措施讨论会会议纪要.

U455.4

A

1004-7344（2016）26-0170-01

2016-8-27

金鑫（1988-），男，本科，毕业于兰州交通大学，主要从事土建工程的工作。