地铁车站基坑开挖过程中红砂岩防排水措施及风险控制分析

邵建国 汪丹丹

[摘 要] 依托兰州地铁1号线车站施工遇到丰富的地下水外加强风化红砂岩遇水后特性不稳定的实际情况，讨

论排水难等问题，并提出相应的解决措施，旨在为兰州地铁1号线的施工建设和风险控制献言献策。

[关 键 词] 基坑开挖；地铁车站；红砂岩；排水措施；风险控制

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）19-0186-01

一、地铁车站工程情况

（一）富含红砂岩的地理位置

兰州地铁1号线盘旋路站至五里铺站盾构区间，其中的五里铺站为1号线和2号线的换乘站，位于道路交叉口。当前五里铺站采用的是地下三层双柱三跨的结构形式进行施工，其中车站主体总共长约201.01m。

（二）地质情况

根据勘探资料显示，车站地下岩层自上而下分布的土层分别为素填土、黄土、卵石、强风化砂岩。由于此段为特殊施工阶段，采用盾构机掘进的方法实行下挖基坑之后，丰富的地下水遇到强风化红砂岩极易产生软化，暴露在地表极易风化，给施工带来了极大的难度。

二、施工难度

（一）地下水位高于施工面

兰州地铁1号线五里铺站水位高度正好位于砂卵石与红砂岩的交界处，根据资料显示其见底后的水面高差约为12m[1]。因此，五里铺站红砂岩地层开挖深度为12m，而与红砂岩14m/d的渗透系数不相匹配，实际施工的红砂岩富含丰富的地下水，直接导致在开挖的过程中极易出现侧壁涌水或者涌砂的现象，严重阻碍正常施工，增加了施工难度。

（二）涌水、涌砂现象严重

在此段车站基坑开挖的勘探资料中得出，区间内的砂岩层颗粒在0.075～0.25mm之间的占了85%以上。由此可以看出，缝隙较多，所以水和砂容易流出。在基坑开挖的过程当中，由于地下水丰富，基坑的侧壁会出现不同程度的渗水，严重时会出现流水进入。随着开挖进度不断推进，渗水不断渗透，导致周边的土体出现严重松软，就会出现涌水或者是涌砂的现象，给基坑开挖带来了极大的难度。

（三）基坑周围结构未被保护，施工困难

兰州地铁1号线盘旋路站至五里铺站盾构区间上方为交通主干道，车流量大，两侧多为高层建筑，周边的热力、自来水、天然气等管线未迁改，因此保护结构没有封闭起来，导致丰富的地下水流入基坑的开挖面，增加施工难度。与此同时，在不合理的开挖过程中，随着深度的增加，开挖面也逐步走到了砂岩层地面，地下水逐渐暴露，开挖面泡水，严重影响正常施工。

三、红砂岩防排水具体方案

（一）1号线东部截水方案

针对上述提到的五里铺站东部的保护结构未封闭、地下水严重渗入开挖面的问题，可以在基坑的东侧设计一排止水桩，采用C15素混凝土的方法设置，并增加2口降水井。与此同时，为了有效预防地下水渗漏，增加三道沙袋的止水坝，拦截东部来的地下水，并利用水泵实行间歇性的抽水，对东部来的地下水进行有效拦截。

（二）处理涌水和涌砂现象

针对上述提到的基坑开挖过程中出现的侧壁涌水和涌砂的问题，可以采用注浆的方法对漏水部位实行填充。对侧壁的内部和外部均采用注浆的方法，对比好水和水泥的比重为1：1。与此同时，为了避免涌砂过程中出现的桩面大面积的空隙，可以在涌砂处利用桩间插打槽钢的方法对水和砂实行封堵，封闭渗水部位。

（三）增加降水井的深度

随着降水的不断增加和储存，基坑周边原有的降水井已经无法满足红砂岩中的水储存，可以在不到基坑開挖面的大于12m的部位增加5口降水井，从而直接增加其储水量，有效降低水位，保证施工有序的进行。

（四）采用深孔注浆对地下水实行封堵

兰州地铁1号线的五里铺站的南北两侧均为高层建筑物，其中管道和地下疏通管道等错综复杂，为了充分保障施工的安全，为基坑开挖提供相应的工作条件，通过采用深孔注浆的方法，可以有效地对基坑外侧的地下水进行封堵，防止出现涌砂和涌水的现象，同时还可以有效填充保护结构中的空洞[2]。

（五）采用水平注浆巩固基坑内侧

根据具体的基坑开挖的涌水和涌砂部位，采用水平注浆的方法对基坑内侧进行封堵，能有效地进行截水和巩固基坑壁。同时，根据实际情况降低基坑侧壁的水压力时，需在基坑侧壁等具体位置设置适当的空洞，帮助泄水，减少压力。

（六）设置集水井、排水沟等截水系统

针对基坑开挖过程中出现的地下水位高于开挖面的情况，可采用集水明排的方法，设置一系列的集水井，利用水泵抽走坑内的水，此时可以同步进行开挖作业。另外，可以在基坑内部设置一层水泥浆作为垫层，铺上木板然后进行开挖作业。通过这样的排水方法，可以有效降低红砂岩的含水量，从而提高开挖的施工质量。

四、总结语

地铁车站对基坑开挖施工遇到的红砂岩处理措施，需要遵循“防止降水、下层隔水”的思路，结合红砂岩的特殊性和复杂性，对地下水和持续性降水实行截水、排水等治水方法。综合砂石岩风险的测评和实际情况，增加其支撑力度，并持续保持对周边环境的实时监测，整合分析基坑开挖的各个细节操作和曲线变化的关系，做好信息化施工。

参考文献：

[1]张新玲.红砂岩路基施工技术与质量控制[J].工程技术：引文版，2016（58）：187.

[2]何赟.卵石层及红砂岩复合地层混凝土地连墙施工质量控制[J].中国建材科技，2016，25（4）：98-99.