地连墙接缝声呐渗流检测和接缝防渗技术研究

石重庆

中铁一局集团有限公司，中国·广西 南宁 530000

1 引言

论文将通过数字化定量检测，探明基坑止水结构发生渗漏缺陷的坐标位置与渗漏流速、流向、流量等渗漏流场量化指标，制定严格的地连墙体风险预警、预报渗控评估体系。

2 地连墙接缝声呐渗流检测

针对金湖车站地下岩土工程状况，基坑地连墙切入泥岩深度7.5m到接近底板，地铁隧道穿过完整的第四纪覆盖层，①1圆砾填土、①2素填土、②3-2粉质粘土、③1粉土、④1-1粉砂、④2-2中砂、⑤1-1圆砾、⑦1-3泥岩、⑦2-2泥质粉砂岩、⑦2-3泥质粉砂岩。因其中的粉砂层、砾石层透水性很强，而且有一定的承压性，基坑结构底板标高48.967m。基坑开挖底板所承受的水头压力12.203～28.453m，再加上基坑周围高层建筑密布，其地下隐蔽工程施工难度所带来的风险是很大的[1]。针对此类工程技术难点问题，在基坑开挖之前，对地连墙体的止水结构缝进行声呐渗流检测，实现对地下隐蔽工程可能出现的事故隐患进行预测预报，防患于未然。

2.1 现场工况测量

现场渗流测量时间2016年9月—2017年3月，对基坑的65个水文地质墙缝进行了钻孔，钻孔距离地下连续外壁50～150cm，测量孔与地连墙同深，将坑内地下水位降低到开挖底板以下。测量时基坑内处于降水过程，降水深度在25～30m，现场水文地质测量数据，是在20m水头作用下的渗流环境下，利用声呐法测量65个墙缝处的地下水渗流场的流速、流向、流量和渗透系数与地连墙的施工质量的对应数据。

2.2 现场数据测量

各测量孔渗透流速声呐测量数据包括原位测量孔内每米渗透流速、渗流方向、渗漏流量及渗透系数的分布数据等。

2.2.1 单孔渗流量

数据显示，65个测量孔总渗漏量为1.66E+04cm3/s，其中单孔渗漏流量超过1.0E+02cm3/s的共10个。

2.2.2 各测量孔渗透流速

测量数据显示：65个测量孔中，有8个测孔的平均渗漏流速超过2.0E-04cm/s。

2.2.3 各测量孔渗透系数

渗透系数是工程地质应用中非常重要的水文地质参数，“声呐渗流测量方法”是通过现场原位测量到的每米“达西”流速，再依据测量到的渗流方向上的水力梯度与流速等值网络图，通过渗透系数K（K=u/J）计算公式获得[2]。各测量孔的渗透系数值见表1。其中，表1中的红色部分是渗透系数超标的数值，超标数值的K值均大于2.0E-03cm/s，这些坐标位置的渗漏缺陷，应引起施工方的重视，并采取工程补强措施。

在包围的渗漏通道区域均为漏水通道发生异常的坐标位置与渗漏流速数据。定标为渗透系数大于1.0E-03cm/s应采取补强加固措施，渗透系数在1.0E-03cm/s和2.0E-04cm/s之间的为有渗漏风险的坐标位置，建议在开挖中引起注意，并制定相应的应急处置方案。

65个孔的平均渗透系数大于1.0E-04cm/s有7个测量孔。在此场地的岩土层中出现了7个大于1.0E-03cm/s渗透系数值，其渗透值已达到了渗透层的渗透系数值，很明显在上述测量深度已经形成渗漏通道，特别是在基坑的拐角区域出现渗透系数超标的概率增高，说明此处的工程施工难度较高，出现的渗漏风险相对加大[3]。

3 地连墙接缝注浆防渗

根据声呐检测结果，为预防地连墙接缝发生渗漏水情况，在基坑顶部距地连墙接缝0.5m处钻孔2个，对接缝处形成包围，采用袖阀管注浆的方式对接缝处进行加固处理。注浆深度自基坑外水位线至底板底以下200cm且入岩不小于100cm。

根据表1、表2所示的机械设备和浆液的特点，结合车站地质条件，场地情况及周边环境，本着高效、节约成本的原则，最终选择以地质钻机为主要设备进行钻孔，浆液采用水泥浆、双液浆＋化学浆进行加固处理，圆砾层采用化学浆液进行加固防渗漏，粉砂层和粉土层采用双液浆进行加固堵漏，如施工周期大于三个月，选择在注射化学浆液处进行二次注浆。

表1 各机械优缺点对比表

表2 各种浆液优缺点对比表

采用设备：C6钻机、地质钻机、坑道钻机。

选用浆液：水泥浆、双液浆、化学浆、水泥浆加化学浆。

4 渗漏通道注浆防渗效果对比

针对金湖基坑止水帷幕缝测量到的10个渗漏缺陷，经过灌浆处理后，再次进行验证性测量，10个灌浆前后渗透流速测量数据新型对比。这10个存在渗漏缺陷的位置有5个是发生在基坑的拐角处，说明在地连墙的施工过程中，这里的施工质量与拐角处的施工工艺与技术难度有相关性。从局部堵漏效果看，主要渗漏通道的主流速得到了显著的改善，渗漏通道的渗漏得到了控制，超前实施定量定位检测、预防、封堵是保证深基坑顺利开挖的重要保证。

5 结语

论文根据中国南宁地铁3号线金湖换乘车站深基坑渗漏风险控制为实例，本次工程中选用了声呐渗漏检测法对65幅地连墙的止水帷幕实施了渗流检测，快速、准确找到了地连墙的渗漏通道位置，指导封堵灌浆过程，复测验证灌浆效果，基坑渗漏水量迅速得到控制。深入地研究与探讨了地连墙接缝声呐渗透检测和接缝防渗技术，为深基坑止水帷幕渗漏流速的检测预警、渗控风险治理、应急事故的处置，提供了完整的深基坑渗漏缺陷解决方案。相信地连墙接缝声呐渗透检测和接缝防渗技术会在以后的类似工程中发挥其强大的作用。