临河深基坑漏水处理技术措施剖析

秦 忠（上海建工四建集团有限公司， 上海 200126）

江南地区内河分布广泛，许多基坑需要依河而建，无形中给基坑施工增加了难度，特别是深大基坑。在高水位地区的基坑围护桩之间，由于围护结构桩后水压力比较大及季节性的水位变化，经常会造成桩间竖向止水帷幕破坏，所以依河一侧容易出现因渗漏而引起的漏水。如若处置不当，势必会对工期造成影响，同时影响基坑安全，并造成不必要的经济损失。本文结合上海地区的两个工程实例，探讨临河深基坑出现漏水现象的原因及处理措施。

1 工程案例一

大治河是上海市最大的人工河。本工程系临近大治河的某顶管工程。

1.1 工程背景

（1）基坑情况。某顶管工程 J71号井为顶管工作井。基坑概况：平面尺寸为 13.0 m×10.0 m，基坑挖深 10.0 m，降坡 1.0 m；围护结构为Φ1 000 钻孔灌注桩（20.9 m）+水泥土搅拌桩止水帷幕（14 m）；支撑形式为顶圈梁+1 道钢混凝土支撑+1 道Φ609 mm 钢管撑。基坑内采用水泥土搅拌桩对坑底以下土进行加固，加固深度为坑底以下3 m；顶管进出洞口土体采用水泥土搅拌桩加固，宽度 2.4 m。

（2）地质、水文情况。根据地质资料，本标段的土层分布如下：第①1层填土，第②1层粉质黏土，第③1层淤泥质粉质黏土，第③夹层黏质粉土，第③2黏质粉土，第④层淤泥质黏土，第⑤1-1层黏土，第⑤1-2层粉质黏土夹砂，第⑥ 层粉质黏土，第⑦1砂质粉土，第⑦2粉砂。其中开挖面在第④层淤泥质黏土。基坑所在地表水系发育丰富，场地浅部土层主要为黏性土，在埋深 5 m 左右有一层粉性土分布。其渗透性较强，地表水与地下水联系较为密切。根据计算，基坑不涉及承压水。

（3）周边环境。J71号井位于大治河北侧，距离大治河最近距离为 7.65 m，东侧、南侧为碎石路，南侧碎石路中间位置有一根通信光缆。经过物探可知，其埋深为4 m 左右，离J71号井最近距离为 4.3 m。大治河沿岸设置小木桩护坡。本工程J71号井位置见图1。

图1 某顶管工程J71号井位置

（4）顶管工程相关情况。J71号井作为顶管工作井向两侧进行顶管作业施工，为双管平行并列形式。顶管工程井位及顶管参数详见表1。

表1 顶管工程井位及顶管参数

1.2 漏水情况及原因分析

（1）渗漏情况。J71号基坑完成基坑开挖及结构施工后，进行 J71—J70号西侧区间顶管施工，完成后进行J71—J72号顶管施工。2011年4月7日晚上 23 时左右发生渗漏，渗漏位置在基坑东侧南线顶管上方南面第二道圈梁底部与内衬墙施工缝处。此时，J71—J72号顶管已顶进835 m。初始渗漏水为清水，4月8日凌晨清水中夹杂着泥沙不断流入基坑内，并在位于基坑东南侧的大治河岸附近发现有一个小漩涡，因此判断 J71号基坑与大治河已联通。

（2）原因分析。渗漏原因如下：①基坑开挖暴露至漏水间隔 10 个月以上，可以确认止水帷幕在基坑开挖初期功能有效；②基坑开挖后受力变形，在“时空效应”作用下止水帷幕变形产生漏水点；③有限土体主动区土压力减少，导致整个体系受力不平衡，止水帷幕受力损伤；④通过当地村民了解到，与河道贯通部位原有一条古河道，古河道、暗浜因此成了渗漏水通道；⑤也可能是古河道、暗浜与顶管有交接处，在顶管顶进过程中管壁与周围土体不断摩擦，在减摩膨润土泥浆套注浆压力下导致管壁外侧与古河道串通，大治河水沿着古河道流入管壁外侧，再沿着管壁渗至止水帷幕与钻孔桩之间，最后沿着钻孔灌注桩渗透至第二道圈梁与内衬墙施工缝薄弱处流出。

1.3 处理措施

（1）注水回灌，平衡水位。J71号基坑南侧碎石路中间位置有一根通信光缆，埋深为 4 m 左右。为防止土体随着水不断流入基坑，使得南侧碎石路面沉降，最后导致光缆损坏，因此在第一时间立即采取相应处理措施，将大治河水回灌入基坑内直至与大治河水位相同，从而减少基坑外水土流失。

（2）设置止水隔离桩，封闭渗水通道。具体措施如下：①沿大治河打设拉森钢板桩，以河面漩涡位置（渗漏点）为中心两侧向东西方向各延伸 15 m，共打设拉森钢板桩 30 延长米作为与大治河水源隔离措施，钢板桩打设深度为 12 m；②完成拉森钢板桩隔离后，将 J71号井内水排出，每间隔一段时间观察是否还存在漏水现象，直到将基坑内水抽至底部，并观察到第二道圈梁底部与内衬墙施工缝处不再有水流出。

（3）双液注浆填充。对大治河沿岸拉森钢板桩北侧、基坑南侧沉降范围内进行双液注浆填充加固，将古河道渗水通道填实，注浆范围为原地面至地面以下 7 m，水泥掺量为 20%，水灰比为 0.5，水玻璃掺量为 5%，注浆孔为 80 cm×80 cm 梅花形布置。

（4）周边环境实时监测。在基坑周边道路、光缆及护岸布点监测，确保周边环境安全。

本工程71号井拉森钢板桩、注浆施工布置图见图2。

图2 J71号井拉森钢板桩、注浆施工布置图

1.4 处理效果

（1）基坑漏水点采用坑外漏水通道处设置止水隔离桩并双液注浆填充后，堵漏止水效果良好，双液注浆完成一周后分阶段对坑内抽水，抽干后未发生漏水。

（2）由于处理及时，未因漏水发生大量水土流失，周边环境稳定安全。根据监测结果，周边道路、光缆、护岸均未发生 2 cm 以上沉降，设施完好。

2 工程案例二

虬江是上海市杨浦区北部的一条河流。本工程系临近虬江的某顶管工程。

2.1 工程情况

（1）基坑情况。某顶管工程的 16号井为顶管接受井，平面尺寸为 10.3 m×11.4 m；围护采用钻孔灌注桩Φ1 000 mm×1 200 mm，共计 32 根；止水帷幕采用双排Φ600 mm×400 mm 高压旋喷桩嵌缝布置；坑底采用高压旋喷桩满堂加固，加固深度5 m；基坑采用明挖顺作的方式开挖，自上而下设置 4 道Φ609 mm 钢管支撑，开挖深度 15.52 m。

（2）工程地质、水文情况。根据地质资料，本标段的土层分布如下：第①1层填土，第②3层灰色黏质粉土，第④层淤泥质黏土，第⑤1层黏土，第⑥层粉质黏土，第⑦1层砂质粉土。其中开挖面在第②3层土。基坑所在地表水系发育丰富，渗透性较强，地表水与地下水联系较为密切。

（3）周边环境。16号井在上海机床厂厂区内，井位位于虬江防汛通道的道路上，基坑北侧为虬江，距离虬江最近距离为 4.5 m，虬江沿岸设置防汛墙，河底标高－2.0 m。基坑南侧为厂区废弃厂房，借用为施工人员宿舍。

2.2 漏水情况及原因分析

（1）渗漏情况。16号顶管接收井基坑于2017年10月24日完成底板浇筑，10月26日下午15时左右，雨16号顶管井紧邻虬江的北侧围护，在深度 13 m左右位置出现漏点，初始渗漏水为清水，漏水量持续变大，基本判断漏水通道与虬江联通。

（2）原因分析。具体原因如下：①16号顶管井编号3号与4号钻孔灌注桩围护由于施工质量原因，导致桩下部存在“劈叉”现象，两根桩之间空隙较大（最大处约35 cm），故空隙处实际挡土与止水全部依靠外侧高压旋喷止水帷幕，在水土压力作用下高压旋喷桩止水帷幕变形开裂造成了基坑的漏水事故；②基坑漏点北侧紧邻虬江（虬江防汛墙距离基坑仅 4.5 m），防汛墙与基坑之间又多以杂填土及建筑垃圾为主，且深度较深，存在渗漏水贯通通道；③基坑挖深 15.52 m（漏点深度 13 m），所在第②3层灰色黏质粉土渗透性强，为漏水创造有利条件。

2.3 处理措施

（1）应急处理措施。立刻停止基坑内施工作业，对人员和机具进行紧急撤离。考虑到持续渗漏将会使基坑周边水土流失，影响防汛墙、厂房的安全，故紧急调取两台水泵抽取紧邻虬江江水对基坑进行回灌处理，将坑内水位与虬江水位保持相同，减少坑外水土流失，降低对基坑外周边环境的影响。同时，现场对顶管井基坑及邻近虬江防汛墙、机床厂厂房进行紧急监测，并加强监测频率，确保监测数据准确有效，及时上报监测数据，确保周边环境变化在掌握中。

（2）制定堵漏措施须考虑的因素。制定堵漏措施主要考虑以下因素：①基坑漏水流量大，流速快，基本判断漏点与虬江联通，而与虬江联通的漏点水压差大，基坑内封堵引流不现实；②因为基坑靠近虬江防汛墙，可利用空间狭小，所以制定的堵漏方案应考虑对防汛墙的影响，尽可能做到将影响缩减至最小。

（3）具体实施方案。综合考虑后，制定如下实施方案： ①首先于基坑北侧原高喷止水帷幕外侧 0.5 m 处施打拉森钢板桩以阻隔水流补给通道，拉森钢板桩施作深度 15 m，施作宽度 12 m； ②待拉森钢板桩施作完毕后，在钢板桩与原高喷止水帷幕间隙处进行双液注浆封堵，范围设置在原地面至18 m深，注浆施作顺序为从两侧逐步向中部漏点处跳打施作，将注浆浆液逐步“锁进”漏点位置，最后在漏点处加密施打，以此确保漏点处注浆封堵的质量；③完成坑外堵漏后，分阶段坑内抽水完成确认堵漏成功后，对钻孔桩“劈叉”处进一步加固，避免止水帷幕二次破坏漏水，再浇筑钢筋混凝土墙体，将钢筋与钻孔桩钢筋焊接。16号基坑漏点封堵平面示意图见图3。

图3 16号基坑漏点封堵平面示意图

2.4 处理效果

10月27日上午 7 时开始拉森钢板桩插打，并于次日下午 16 时完成所有拉森钢板桩的施工。10月28日注浆机械进场就位，进行双液跳打施工，严格遵循先两侧，后逐步向中部漏点过渡的施作方式，10月30日完成漏点处加密双液注浆施工，期间基坑及其周边环境监测显示并无较大变形，基坑及防汛墙、厂房结构安全受控。

在堵漏措施全部到位后，项目部于 11月3日上午组织人员对回灌基坑进行抽排水试验以检验封堵效果，抽排水共分3阶段进行，利用测绳观测发现坑内水位并未上升，进行下阶段抽降水与观测。抽取完坑内剩余回灌水后，漏点与底板暴露，并未有水流渗漏出，由此判定16号顶管井基坑漏点成功封堵。堵漏人员进入井内，从围护内侧对漏点进一步封堵，并对原3号与4号围护桩间隙较大处按方案加固。11月4日上午，16号顶管接收井施工作业恢复正常。后期监测显示，16号井基坑及其周边环境变形沉降均处于安全范围。

3 临河深基坑堵漏处理总结与思考

3.1 临河深基坑渗漏的原因及特点思考

（1）在临河高水位地区的基坑围护桩桩间，由于围护结构桩后水压力比较大及季节性的水位变化，经常会造成桩间竖向止水帷幕破坏，所以临河一侧容易出现因渗漏而引起的漏水。

（2）基坑开挖后受力变形，在“时空效应”作用下止水帷幕易变形产生漏水点。

（3）基坑围护由于施工质量原因，导致桩下部存在“劈叉”现象，两根桩之间空隙处实际挡土与止水全部依靠止水帷幕，在水土压力作用下止水帷幕变形开裂造成基坑漏水事故。

（4）河床底部土质渗透系数大，给基坑渗漏水创造通道条件。

（5）部分砂质、粉质土中止水帷幕成桩质量差，易产生渗漏现象，从设计方面考虑应当选用可靠性高的围护及止水帷幕。

3.2 临河深基坑渗漏的应急处理

一旦基坑渗漏点与河流联通，就会因为漏点水压差大，水流速度快，水量大，导致常用基坑内引流封堵措施效果差，无法取得成功。单纯使用坑外引孔双液注浆或聚氨酯封堵，由于水流速度过快，所以效果可能也无法保证，并且组织设备、材料施工需要一定时间，而大流量渗漏携带泥沙容易在短时间内造成坑外水土流失，对周边环境造成影响。

因此，当临河深基坑出现渗漏，需要采取应急处理措施时，为减少基坑外的水土流失，建议向坑内注水回灌平衡水位，或者直接回填土。

3.3 临河深基坑堵漏措施方案

根据上述两个案例可知：当临河深基坑出现渗漏时，在基坑外再设置一道临时止水隔离桩，封闭渗水通道，然后进行双液注浆填充堵漏，效果明显，说明处理措施有效。临时止水隔离桩采用拉森钢板桩施工，速度快，隔水效果好。另外，在堵漏处理施工时，应当结合周边环境，布点进行紧急监测，确保掌握周边环境的变化。

4 结 语

本文结合临河基坑堵漏处理的实际案例，对临河基坑漏水的原因及处理方法进行了分析和总结。这些处理措施和方法，为避免事故扩大，确保基坑主体工程的施工质量和工期，积累了经验，对预防和处理同类工程事件，具有一定借鉴意义。