市政地铁深基坑穿越临江断裂带涌水及处理对策

韦桂军

摘要：市政地铁工程施工环境较为复杂，工程施工中会涉及很多风险工程，特别是深基坑施工中容易发生涌水问题，若不采取有效措施进行处理会造成非常大的损失。文章结合工程实例，分析了地铁深基坑穿越临江断裂带所发生的涌水问题及成因，并提出了相应的处理对策，供相关类似工程施工参考。

关键词：地铁;深基坑;涌水;处理对策

中图分类号：U231 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.040

文章编号：1673-4874（2019）07-0132-04

0引言

近些年我国很多城市都在进行市政地铁建设，其已经成为了市政工程建设中最为重要的项目之一。市政地铁工程施工环境较为复杂，工程施工中会涉及很多风险，特别是深基坑施工中容易发生涌水问题，若不采取有效措施进行处理会造成非常大的损失。本文主要以某工程为例阐述地铁深基坑穿越临江断裂带涌水问题，同时提出了相应的处理对策，供同行参考。

1工程实例

某市政地铁车站处在长江一级阶地岗以及长江漫滩平原的过渡地区，主体呈现出南北向的布置，属于地下三层车站。其基坑的总体长度达到了212.5m，平均开挖深度为24m，基坑深度范围内地层属于第四纪覆盖层，基岩主要是中风化灰岩以及白云岩，主要以粉细砂和粉质黏土为主。此车站处在城市主干道的正下方，基坑一侧相邻4根大口径的供水管道，另一侧相邻居民楼。在此地质钻孔揭露有岩溶发育段，在钻孔的内部存在着漏浆的问题，溶岩发育埋深都在20 m之内。车站地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

2地铁基坑断裂带涌水情况以及原因分析

2.1地铁基坑断裂带涌水情况及特性

（1）地铁基坑断裂带主要采取的是台阶法、短进尺以及弱爆破的施工工艺进行施工。车站基坑土方在实施开挖到18m深时，距离西部地下连续墙内壁4m处发生了涌水情况，出水量大约在30m/h，并且因水内含有2%～3%的泥沙而造成水质浑浊。发生涌水危险之后，施工现场立即采取了相应的治理方案，通过涌水点袋装水泥反压的方式基本上控制了基坑涌水问题。另外，在基坑的西部对地下连续墙背后进行竖向钻孔补偿注浆，对建筑物进行调平注浆。

（2）通过对基坑的勘察得知，其存在着一条横穿基坑的断裂破碎带和大量的岩溶分布。同时断裂破碎带从西向东逐渐增大并且呈喇叭状。断裂破碎带属于白云岩性质，具有非常强的透水性，这是基坑发生涌水最主要的通道。断裂破碎带分布如图1所示。

（3）从相应分析结果可知，绝大多数钻孔揭露存在着大小不一的溶洞，直径范围在13～20 cm。岩溶填充物是较强可塑性的灰黄色粉质黏土，但是溶洞的上下表面存在着较为厚重的溶蚀带，岩芯呈现出碎块状，属于基岩裂隙水连通的通道。

（4）深基坑临江断裂带涌水具有瞬时性以及突发性的特点，基岩具有大量的裂隙水并且具有较好的补给径流条件。

2.2涌水原因分析

地铁基坑断裂带涌水原因主要包括如下几个方面：

（1）此地铁基坑区域处在火山断坳带的中间区域，两种岩层的接触位置以及断层带因为受到了后续几次构造运动影响造成了中风化灰岩以及白云岩接触位置节理裂隙发育而形成富水构造带。另外，基坑所在区域的静水压力较高，也是造成涌水问题的重要原因。

（2）从地质纵断面的情况进行涌水位置分析可知，涌水位置处在断层带位置，断层具有压扭性构造的特点，断裂带的宽度大约在113m左右。中风化灰岩以及白云岩的接触位置形成了非整合岩性接触带，两种岩性接触带为基岩地下裂隙水的储存提供了条件。

（3）不良地质对于深基坑工程的影响。从原有勘察资料能够得知，原有设计围护结构嵌入到中风化岩大约2.5m左右。由于岩溶以及破碎带的影响造成了围护结构实际嵌固的深度不够，若是继续开挖容易造成围护结构失稳。基坑内部断裂破碎带属于沿江主断裂的次生断裂，具有非常强的透水性，同时和长江具有一定的水力联系。

3地铁深基坑临江断裂带涌水处理对策

3.1深基坑断裂带涌水处理的基本原则

按照断裂带所在工程水文以及地质情况，结合工程实际施工条件，在深基坑断裂带涌水处理时可以遵循如下原则进行：

（1）在水位降低到一定程度后可以通过砂包对其实施回填处理，同时要利用埋设管道将水流引出，要在管口安装阀门。

（2）要对断面实施注浆加固围岩堵水，对于坍体实施预加固。

（3）进行止浆墙的施工（可以采用c35钢筋混凝土浇筑），止浆墙区域要进行擴挖处理，同时要在接触面周边设置砂浆锚杆锚住。止浆墙的钢筋设置在外部，保证止浆墙的稳定可靠。止浆墙设置如图2所示。

（4）止浆墙混凝土强度满足设计标准后实施帷幕注浆施工。钻孔布置以及终孔位置要按照施工现场的具体情况进行调整，但是一定要确保注浆范围和效果达到规定要求。在注浆时可以采取分段式方式进行，注浆过程中要实时监测水压、注浆量等参数，一旦发现压力较大时就要及时打开阀门进行泄压。

3.2地铁深基坑临江断裂带涌水处理对策

涌水处理的基本思路为：要对基坑的内外部同时进行处理。在涌水的初始阶段可以在基坑内部堆压砂袋以及填砂反压，在一定程度上降低涌水量的同时能够避免涌水带有砂颗粒流出，保证基坑的安全性。在基底没有明显涌流的基础上，对于基坑内部实施钻孔注浆进行处理。对于基坑外侧来说，在涌水量降低后可以通过钻孔压降等方式对涌水实施封堵，最后完全封堵涌水，保证后续开挖施工的安全性。

3.2.1涌水处理施工对策

对于断裂带涌水段进行加固时可以通过短台阶法进行开挖，采取钢架实施支护加强，并且初期支护时要喷射混凝土，可以通过钢筋混凝土进行二次衬砌结构处理。在开挖过程中要对进尺实施严格控制，每次开挖应≤0.8m。加固区域可以用全封闭防水板制作防排水系统，同时要在防水板的外侧布设盲沟，并加密环向盲沟，间距为2m/环。

3.2.2对于岩溶进行有效处理

从案例工程具体的勘察分析情况来看，要对岩溶发育的围护结构内外侧都实施必要的加固处理。要按照基底是否入岩的情况采取不同的加固措施，例如对于基底没有入岩的区域，可以通过钻孔钢花管进行注浆。设定加固区宽度为5m，加固区深度要达到完整基岩面以下0.5m左右。对于基底已经入岩的区域来说，可以通过Ф650mm的双重管旋喷桩实施加固，要保证墙内平面6m宽的加固区域，加固的深度要保证在基底以上0.5m，向下到基岩面之下0.5m。

3.2.3对于破碎带实施必要的加固处理

对于断裂破碎带区域可以通过钻孔分层注浆加固的方式实施涌水处理，要保证深入到基坑以下5m。

（1）注浆材料以及相应参数设置

①注浆材料。所用的注浆液主要为水泥单液浆，同时采用水泥-水玻璃双液浆进行辅助。这两种液浆中的水泥基材料采用普通的硅酸盐水泥（确保水泥等级在32.5R之上）即可。所用注浆材料的具体配比如表1所示。

②注浆参数。注浆参数如表2所示，在实际注浆施工过程中，注浆参数可以按照具体情况进行动态调整。

（2）注浆结束参考设定

①单孔结束的設定。单孔注浆结束时可以参考如下标准：注浆压力上升到设计压力同时能够保压10 mln以上;注浆量达到80%设计注浆量以上，进浆速度达到初始进浆速度的25%。

②全段结束的设定。全段注浆结束时可以参考如下标准：全部的注浆孔都要满足单孔结束的设定标准，同时不会发生漏浆问题;检查孔涌水量<0.2L/（m min）;检查孔钻取岩芯并且浆液充填饱满;浆液有效注入范围超出设计值。

（3）监控量测。在进行注浆时一定要加强对止浆墙变形情况、注浆岩盘后边完成施工段围岩的监控量测力度，要制定出完善的施工预案，防止因为前边注浆堵水造成后边水压升高而导致的隐患。

3.2.4格构柱基础加固

需要在存在问题的格构柱基础桩外周边打设微型钢管桩实施必要的补强。开挖过程中要将微型钢管桩和格构柱通过钢板实施焊接，使其成为统一的整体。具体方案如图3所示。

微型桩主要采取Ф108m、壁厚6mm的无缝钢管进行制作。可以通过地质钻机进行竖向钻孔，保证钻孔直径达到130 mm，钻孔深度达到底板以下15m。另外，要在每一根格构柱周围均匀地设置8根微型桩，要确保桩中心到格构柱管壁距离为400 mm左右，同时要在微型桩内部填充水泥一水玻璃双液浆。

4结语

城市地铁工程施工环境较为复杂，工程自身的施工过程会引发周围环境风险，例如地下管线、构筑物等。地铁车站施工过程中最为主要的施工风险之一就是深基坑风险，特别是基底管涌问题更是重中之重，所以需要采取必要的加固措施确保其安全性。本文主要以某城市地铁深基坑工程为例，分析了深基坑穿越临江断裂带过程中的涌水治理、基坑支护体系加固等关键技术。希望通过本文的介绍能够对类似工程涌水治理提供一定的参考和帮助。