地铁基坑预留反压土开挖及地连墙渗漏水的处理措施

第一篇：地铁基坑预留反压土开挖及地连墙渗漏水的处理措施

地铁基坑预留反压土开挖及地

连墙渗漏水的处理措施

工程概况：天津地铁2号线建国道站车站主体位于建国道与民族路交叉路口附近，呈西南―东北向横跨建国道。车站标准段选用12m站台双柱三层三跨矩形框架结构型式，总长度为134.5m，标准段宽度为20.7m，结构外包尺寸为20.7m×19.96m,盾构井为双柱三层三跨矩形框架结构型式，结构外包尺寸为25.3m×21.66m。本车站计算站台中心位置顶部覆土约为2.5m。基坑标准段开挖深度23m，盾构井处开挖深度24.6m。车站两端区间均为盾构法施工，车站大里程端为盾构始发井，小里程端为盾构接收井。建国道站上方架设了一座军便桥与一座管线吊护桥，约50m范围内相当于盖挖。基坑土方约7万方，标准段设置6道支撑，端头井段设置7道支撑，第一道及便桥下第四、五道支撑为混凝土支撑，其余部位为钢支撑。

1前言

随着国内各大中型城市地铁建设规模日趋庞大，尤其是地铁交叉换乘以及地下空间开发等原因出现了很多超深基坑工程，现在国内基坑最大深度已经超过了50m。在软土地区，随着基坑深度的不断增加，围护结构——地下连续墙施工难度加大，同时由于地下连续墙施工不当、接缝处理不当、承压水的危害、周围特殊地质等原因导致地连墙渗漏问题时有发生，因此引发墙后地表沉降的变化是个突变的过程，且变化量较大。而且一旦漏水后，若不及时加以处理或者处理不当，轻者造成基坑报废、围护结构倒塌，重者还会危及周边的环境的安全，造成人民生命财产的损失。目前国内大多地铁基坑为对称长条形，基坑开挖的方式主要采用“台阶法”进行开挖，要求分层分段开挖。此开挖方式对全部采用钢支撑普通的明挖车站适用，既能满足规范要求，又能加快施工进度。但是，由于本工程基坑处于城市中心，周边环境复杂，施工过程中可能受到种种因素的制约，仅采用台阶法施工肯定是无法满足复杂环境要求的。因此，我单位对以往的施工经验进行了总结，采取了预留反压土开挖的施工工法。本工法有效地解决了开挖中遇到的各种困难问题。2地下连续墙漏水的原因分析

2.1 地下连续墙夹泥、内部窝泥

地下连续墙槽孔地步的淤积物是墙体夹泥的主要来源，混凝土开浇时向下冲击力大，混凝土将导管下的淤积物冲起，一部分悬浮于泥浆中，一部分于换不同掺混。处于导管附近的淤积物，随混凝土浇筑时间的延长，又沉淀下来落在混凝土表面上，当槽孔混凝土面发生变化或呈覆盖状流动时，这些淤积物最容易被夹在混凝土中，由于混凝土的流线呈弧形，拐角处的淤积物不可能完全挤升向上，所以拐角处绝大多数有淤积物堆积。当为多跟导管浇筑时，除了端部接缝处夹泥外，导管间混凝土分界面也可能夹泥；另外导管埋深影响混凝土的流动状态。埋深太小，混凝土呈覆盖状态流动，容易将混凝土表面的浮浆及淤积物卷入混凝土内。另外当浇筑速度太快时，混凝土向上流动速度快，对相邻混凝土的拉力也很大，有时会将其拉裂形成水平或斜向的裂缝，成为渗漏水的质量隐患。导管提升过猛，或探测错误，导管底扣超出原混凝土面，涌入泥浆；导管发生堵塞，拔出后重新下管浇筑，当导管插入已浇筑混凝土内继续浇筑时，导管内的泥浆被带入，夹在混凝土内。若重新下入的导管未插入混凝土内，而继续浇筑，则新老混凝土面上形成一条水平缝，缝内夹泥。混凝土浇筑时局部塌孔也会造成夹泥。

地下连续墙在采用传统接头管的施工中，液压抓斗在开挖紧靠墙体街头一侧的槽孔时，不可避免的会碰撞或啃坏墙体接头，使墙体接头凹凸不平；尽管在成槽后进行刷壁，但是在刷除墙体接头凸面上土渣泥皮的同时，也将泥浆搪进了接头的凹坑之中。因此，成墙之后，墙体接缝处的渗漏水现象仍然很常见。

2.2 地下连续墙接缝处理

①接头未清刷干净。只要施工中队先浇槽段接触面的清刷工作稍有松懈，或因为泥浆护壁效果不佳，清刷和下笼过程中不小心碰塌了侧壁的土体，都会使槽段接头处滞带沉渣或局部夹泥，从而导致渗漏水。

②钢筋笼偏斜。某些槽段由于条件的限制，不能采用跳跃式施工，只能顺序施工相邻槽段，致使后施工的槽段钢筋笼不对称，吊放时因偏心作用产生偏斜；由于接头处未清刷干净，留有前期槽段留下的混凝土块，仍强行吊放钢筋笼，从而产生偏斜。

③支撑架设不及时。由于基坑开挖过快，支撑架设不及时，地下连续墙变形较大造成接头处渗漏水。尤其是对接头管接头，由于接头刚度较小，对基坑变形更为敏感。2.3 特殊地质条件的危害

由于勘察遗漏或者勘察不到位，导致地下连续墙在成槽期间，遇孤石或地下木桩等特殊地质原因将导致地下连续墙成槽困难，严重者成槽无法进行。在遇到特殊地质原因的情况下，施工单位将会采取一系列措施（回填后重新成槽、上下窜动等），进行第二次成槽。然而一旦这些处理措施不适当，这些部位将是以后地下连续墙在基坑开挖过程中易漏水的隐患部位。2.4 施工过程中的其他原因

地下连续墙在采用传统接头管的施工中，在两幅墙之间的接缝处进行旋喷加固止水，或者搅拌桩加固止水，以防止成墙后基坑开挖的过程中接缝处漏水。如果施工单位对旋喷施工时候的压力控制不好，加固体会形成不同直径的柱体，这将会给未来基坑施工时地下连续墙漏水埋下祸根。在地下连续墙钢筋笼内设置了大量与主体结构相连接的接驳器。由于接驳器数量较多，间距较小，并且集中在一个层面上，容易形成一个隔断面，混凝土的骨料难以填充至两层接驳器间。在这些部位，常由于混凝土不密实而产生渗漏水现象。

2.5 新老地连墙接缝为冷缝

本站较为特殊，在大里程端头井地连墙施工完毕后，基坑整体向大里程方向平移约30米。造成老端头井新老地连墙之间为冷缝。

3开挖及渗漏水处理措施

3.1 开挖前处理措施

①地连墙内施工三重管高压旋喷桩。引孔至50m深，开始进行高压旋喷。②在大小里程端头井阴角处注双液浆。由于三重管高压旋喷桩桩机较大在阴角处个别地方无法进行施工。

③天津地铁基坑开挖几乎没有不发生渗漏水的情况，故在开挖前必须做好以下准备：引流管、水玻璃、水泥、引孔机、土工布、土袋等 ④事先在各个地连墙接缝处引孔。在发生渗漏水的时候可以第一时间注浆。

⑤基坑降水要求坑内井点降水应在开挖前20天进行，降水深度应达到设计要求，并不得少于基底以下2m。降水期间应按设计要求布置水位观测孔，对基坑内外的地下水位变化及邻近的建（构）筑物、地下管线的沉降进行监控，当建（构）筑物、地下管线的变形速率或变形量超过警戒值时，可用回灌水法或隔水法来控制降水对周围环境的有害影响。3.2开挖及架设钢支撑

①挖掘机就位后便按照设定的挖槽位置与尺寸向目标方向进行挖槽。基坑挖槽前20天开始降水，确定水位降至目标开挖面以下1m后方可开挖。开挖时，槽壁两侧及前后方开挖面都必须进行放坡，放坡坡度约1:1。

在预设出头口位置的地面设置一台垂直土方运输设备，如吊车、长臂挖掘机等。一般的如果长臂挖掘机的臂长能满足要求，则可采用长臂直接自侧面出土，若臂长不够则可在出土口位置设置一个土堆，由长臂挖出，最后才使用吊车，以保证施工速度。严禁超挖。开挖中每一层开挖底面标高不得低于下一道支撑的顶面或设计基坑底标高。

②清反压土

当挖至指定位置时，开始挖除两侧预留的反压土，先挖离出土口最远位置，向出土口方向依次挖除。清反压土时先清理有危险源测的反压土。当无危险源时，可以对两侧反压土同时进行清除。其次清理时注意先清理架设钢支撑位置处的反压土，以便钢支撑能后及时架设。

③架设钢支撑

反压土清理后应立即架设钢支撑。钢支撑安装必须确保支撑端头与地下连续墙或围檩均匀接触，并设防止钢支撑端部移动脱落的构造措施，支撑的安装允许偏差应符合规范规定。钢支撑架设完毕后应第一时间施加预应力。3.3发生渗漏水时处理措施

首先在坑内确定渗漏点，对漏水部位进行棉絮和土工布进行封堵，分水引流防止进一步涌砂涌泥，埋入引流管，用早强水泥逐步补实；待24小时后，用手压泵从引流管中压入聚氨酯水溶性堵漏剂，使早强水泥与原有地连墙混凝土内形成隔水带。为了防止漏水漏砂后墙后出现较大的漏空导致基坑周围以后出现较大面积的塌陷，同时也为了割断渗流路径，采取坑外压密注浆。在距离漏水点正后方2m左右钻孔，钻孔深度比漏水点深2m，孔径大约为100mm。然后插入注浆管，开始注浆压密。4地下连续墙渗漏水分析中得到的启示

①地下连续墙漏水后各个测量项目之间都有连锁反映。水位观测孔和地下连续墙测斜首先予以表现出来，然后就是周围管线和建筑物的沉降；稳定的时候也是地下连续墙测斜先稳定，然后周围环境监测数据稳定。这一点，在判断地下连续墙渗漏水的基坑数据时，需要引起注意。

②地下连续墙漏水时，各个测量项目监测数据突变的先后顺序以及堵漏完成后各个测量项目数据趋于稳定的回复过程都说明在地下连续墙漏水事故发生的过程中，地面和房屋沉降对维护墙体变形的响应有一定的滞后，同时也说明基坑抢先于基坑开挖一样，具有一定的时空效应。

③施工原因影响地下连续墙渗漏水的因素在众多基坑事故中占有很大的比例，所以在以后地下连续墙施工过程中、基坑开挖时以及基坑开挖后我们应该注意：地下连续墙施工时注意接缝、接头位置、浇筑混凝土时的处理，防止夹泥、窝泥，给将来漏水埋下隐患；基坑开挖时，地下连续墙不均匀沉降导致了接缝处的对滑动。如果此接缝漏水，必然导致漏水程度加深。

④随着基坑开挖越来越深，承压水所带来的风险也越来越大。在基坑开挖和施工过程中，承压水容易冲破地层薄弱处形成管涌和流砂。在基坑施工前，应做好勘察工作，必须搞清场区及附近各含水层的特征、含水层间与地表水体间的水力联系，并做好降水设计。在施工过程中，要确保地下连续墙的施工质量，并按照设计方案进行降水。

⑤地质因素是我们判断、处理基坑事故的主要依据之一，在进行某个基坑或者隧道数据异常的判读前，对该工程场区的地质勘察资料的详细了解是不可或缺的。5质量控制

5.1 质量控制组织机构

项目经理为第一责任人，以总工为具体负责的质量控制组织机构，组织机构应由项目技术部、安质部门、试验室、资料等相关部门组成。5.2 质量控制要求 5.2.1 支撑安装要求

开挖前必须备齐经检验合格的钢支撑、围檩、预应力设备、支撑配件以及支撑轴力量测组件等所需的器材和设备。严格按设计要求打设格构柱，柱的垂直度偏差应小于1/300。5.2.2 土方开挖要求

基坑纵向放坡不得大于安全坡度，必须进行人工修坡，并应对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用坡面保护措施，严防纵向滑坡。对设计坑底标高以上30cm的土方，应采用人工开挖，局部洼坑应用砾石砂填实至设计标高。应设集水坑以及时排除坑底积水。集水坑距基坑挡墙内侧应大于1/4基坑宽度。挖至设计坑底标高后，应立即定时量测坑底的土体回弹情况，并确定为保证浇筑底板达到设计标高所需额外开挖的土方量。在开挖到底后，必须在设计规定时间内浇筑混凝土垫层。垫层所用混凝土的强度以及达到强度的时间必须满足设计要求。必须在设计规定的时间内浇筑钢筋混凝土底板。6安全措施

基坑开挖施工的安全重点措施为：做好危险源的预控措施和事后的应急措施

6.1 基坑开挖的预控管理

对基坑的重点风险源，如：周边建筑物、管线、地面沉降、基坑渗漏、支撑架设等进行日常巡视，并做好记录。对每天监测数据进行分析，判定各项控制项目是否处于安全状态。对日常的应急设备、物资（水泵、引孔机、水玻璃、水泥土工布等）进行检查，对人员进行定期培训、演练。6.2 基坑开挖及渗漏水的应急措施

施工前，对工程所处范围内的各种风险源进行评估，确定重大风险控制项目，制定专项应急预案，并组织专家进行评审。

现场应急指挥部由项目经理担任总指挥，负责安全生产事故的应急领导和决策工作，确定安全生产应急处置的抢险方案和安全措施，并组织现场应急救援人员处置安全生产事故。施工现场根据实际情况和需要配备必要的应急救援设备，并根据现场应急指挥中心的调度，快速提供现场应急救援所需资源，确保应急救援工作的顺利实施。应急救援工作结束后，及时补充应急救援物资。