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        北京地鐵百子灣站基坑滲漏綜合處理技術(shù)

        2013-05-30 01:52:14馬曉華
        關(guān)鍵詞:袖閥風(fēng)道漏水

        白 俊,馬曉華

        (1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西渭南 714000;2.中鐵七局集團(tuán)第二工程有限公司,西安 710000)

        1 工程概況

        北京地鐵7號(hào)線百子灣站主體及1號(hào)風(fēng)道采用明挖法施工,1號(hào)風(fēng)道和車站西端設(shè)盾構(gòu)始發(fā)井。盾構(gòu)井處基坑開挖深度約19 m,基坑標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度約17 m。車站主體及1號(hào)風(fēng)道采用φ800 mm@1 300 mm鉆孔灌注樁及φ1 000 mm@1 500 mm鉆孔灌注樁,樁間施作φ900 mm長(zhǎng)螺旋旋噴攪拌水泥土樁,內(nèi)支撐采用φ609 mm ×16 mm 鋼管,支撐間距2.5 ~3.5 m,局部設(shè)錨索。

        2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

        主體基坑開挖深度范圍內(nèi)主要包括以下土層:粉土填土①層、雜填土①1層、粉土③層、粉質(zhì)黏土③1層、粉細(xì)砂③3層、粉細(xì)砂④3層、中粗砂④4層、圓礫卵石⑤層、粉質(zhì)黏土⑥層等?;觾?nèi)粉細(xì)砂④3層,層厚5~7.8 m,圓礫卵石⑤層,層厚4~6 m,基底圓礫卵石⑤層層厚0.5~2.7 m。圓礫卵石⑤層飽和,低壓縮性,最大粒徑不小于80 mm,一般粒徑2~40 mm,粒徑大于2 mm的超過50%。

        根據(jù)《巖土工程報(bào)告》(2009勘察067-12),勘察深度范圍內(nèi),發(fā)現(xiàn)2層地下水,地下水類型分別為潛水(二)和承壓水(四)。地下水詳細(xì)情況見表1。

        表1 地下水情況

        3 基坑開挖及滲漏情況

        在1號(hào)風(fēng)道及車站主體基坑內(nèi)設(shè)置疏干井,見圖1。疏干井間距15 m,共設(shè)20眼,疏干井井深22 m。1號(hào)風(fēng)道1~4號(hào)疏干井在基坑開挖前20 d開始抽水,基坑開挖前,測(cè)量水位,1號(hào)井水位降至基坑底以上2 m,2號(hào)、3號(hào)井水位降至基坑底以下2~3 m。4號(hào)井水位降至基坑底以上3 m。

        1號(hào)風(fēng)道基坑開挖至高程+21.100(水位以下1~2 m)處,出現(xiàn)坑內(nèi)積水情況,見圖2。出現(xiàn)積水后,在基坑四周設(shè)置排水溝,中間設(shè)置積水坑,用水泵(100 m3/h)24 h派專人觀察水位情況并及時(shí)抽水,在基坑西南角用小挖掘機(jī)小范圍開挖,開挖深度1 m,基底出現(xiàn)積水,坑壁滲水情況不明顯。

        圖1 疏干井布置(單位:mm)

        圖2 坑內(nèi)積水情況示意

        4 滲漏處理方案

        采用在基坑內(nèi)注漿堵漏的處理方案,啟動(dòng)車站主體基坑內(nèi)靠近1號(hào)風(fēng)道的部分疏干井抽水,截?cái)鄰幕訓(xùn)|邊流向西邊的水源,并在1號(hào)風(fēng)道盾構(gòu)井基坑周邊增設(shè)應(yīng)急預(yù)案降水井,作為水位觀測(cè)和應(yīng)急降水用[1]。

        (1)采用設(shè)置疏干坑等方式進(jìn)一步降低地下水位[2]。

        (2)沿基坑周邊分段跳挖尋找漏水點(diǎn),分段縱向長(zhǎng)度不大于3 m,挖一段填一段;溝槽開挖橫向?qū)挾炔淮笥?.0 m。若沒有發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn),則分段開挖掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù),見圖3。盾構(gòu)井三邊分為6段,采用跳挖的方法,開挖深度不大于1 m。若樁間土塌落嚴(yán)重,可采用樁間打設(shè)鋼管的方式進(jìn)行超前支護(hù),鋼管采用φ50 mm鋼管,長(zhǎng)度1.5~2 m。鋼管前端打尖封閉,采用振動(dòng)錘打設(shè)。每?jī)筛@孔樁間打設(shè)2~4根。樁間土塌落部分需采用噴射混凝土填實(shí)[3]。

        圖3 基坑開挖及超前支護(hù)(單位:m)

        (3)漏水點(diǎn)處理方法

        若發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn),對(duì)發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn)的樁間,依據(jù)漏水情況采用針對(duì)性封堵措施,具體如下。

        ①漏水點(diǎn)較小時(shí),首先將漏水點(diǎn)掏成孔,孔徑5 cm,孔深大于10 cm,然后將裹網(wǎng)帶花眼水管插入將水導(dǎo)出,水管周圍用水不漏等速效堵漏材料進(jìn)行封堵,堵漏材料按粉:水=1∶0.25下料,搓揉成團(tuán)堵于水管周圍。水管里的水集中在集水坑內(nèi)進(jìn)行抽排。以實(shí)現(xiàn)這部分水的有序排放;待管周圍堵漏材料達(dá)到一定強(qiáng)度后,將該排水管彎折封堵,采用堵漏材料將水管封閉入混凝土中,實(shí)現(xiàn)堵漏[4]。

        ②漏水點(diǎn)較大時(shí),滲水高度<1.0 m,采用手電鉆在鉆孔樁上打孔,插入鋼筋或膨脹螺栓,在漏水點(diǎn)底部同樣打孔插鋼筋,支橫向和豎向模板,埋入帶閥門的花管,花管部位用濾網(wǎng)包裹,將水引出,實(shí)現(xiàn)有序排放,見圖4。支模后填入混凝土,并加入速凝早強(qiáng)劑,待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后,拆模,將閥門關(guān)閉,從而實(shí)現(xiàn)堵漏的目的。當(dāng)樁間漏水高度大于1.0 m,確定為系統(tǒng)性漏水,采用袖閥管進(jìn)行注漿處理。

        圖4 花管引流示意

        ③出現(xiàn)系統(tǒng)性的漏水點(diǎn)時(shí),則采用袖閥管注漿技術(shù),在漏水部位分段分片的注漿堵漏,其中漿液采用快速凝固的水泥單液注漿或雙液注漿。注漿材料采用P.O32.5 水泥或水泥水玻璃配制而成[5,6]。所注漿液水灰比為0.8∶1,水泥及水玻璃的體積比為1∶1。開挖后發(fā)現(xiàn)有系統(tǒng)性漏水,及時(shí)用基坑內(nèi)土方回填至漏水點(diǎn)高程上1.0 m,堆成平臺(tái)并碾壓,留出鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái),為堵漏創(chuàng)造施工作業(yè)條件,鉆機(jī)緊貼坑壁斜向下打孔,打孔深度2.0 m,傾角80°~85°,采用袖閥管注漿方法[4]。

        (4)袖閥管注漿需達(dá)到的效果:注漿完成24 h后,在相鄰樁間袖閥管安裝高度2.0 m范圍內(nèi)不出現(xiàn)大面積滲水。如未出現(xiàn)大面積滲水及時(shí)掛網(wǎng)噴混凝土封閉。如出現(xiàn)大面積滲水采取以下2種措施:①改用水泥水玻璃雙液注漿,水泥及水玻璃的體積比為1∶1;②在該系統(tǒng)性漏水處將袖閥管的豎向間距由0.35 m增加為0.7 m后,再采用水泥水玻璃雙液注漿[7]。

        (5)袖閥管注漿施工工序如圖5所示[8]。

        圖5 袖閥管注漿施工工序示意

        (6)注漿材料及參數(shù)

        基坑的注漿袖閥管采用柔性塑膠φ50 mm×5 mm袖閥管。普通水泥漿水灰比為1∶1,注漿壓力控制在1 MPa,參數(shù)見表 2。

        表2 注漿參數(shù)

        基坑漏水點(diǎn)采取針對(duì)性封堵措施處理后,再采用上述無漏水情況的施工方法進(jìn)行開挖,掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)。

        5 基坑開挖的輔助降水措施

        啟動(dòng)車站主體基坑內(nèi)靠近1號(hào)風(fēng)道的部分疏干井抽水,將東部基坑內(nèi)的水截?cái)?,使水不流向基坑西部,并?號(hào)風(fēng)道盾構(gòu)井基坑外側(cè)增加10眼應(yīng)急預(yù)案降水井,降水井距離基坑邊4~8 m,降水井間距為8~8.5 m,井深均為23 m,管井內(nèi)安裝15 m3/h潛水泵。

        1號(hào)風(fēng)道基坑外應(yīng)急預(yù)案降水井布置如圖6所示。

        圖6 應(yīng)急預(yù)案降水井布置(單位:m)

        應(yīng)急預(yù)案降水井在基坑繼續(xù)開挖前施工完成并安裝水泵備用。若采用其他措施后仍不能有效止水或出現(xiàn)涌水、涌砂等險(xiǎn)情威脅基坑安全的情況下,則啟動(dòng)水泵抽水。

        6 質(zhì)量保證措施

        (1)嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行施工。袖閥管施工長(zhǎng)度及角度偏差符合要求,若現(xiàn)場(chǎng)鉆孔孔位因?yàn)榭陀^條件限制不能滿足設(shè)計(jì)要求,應(yīng)進(jìn)行移位并進(jìn)行計(jì)算確定參數(shù),必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充。

        (2)注漿材料必須滿足方案的漿液配合比要求,漿液配比應(yīng)符合方案要求,專人配漿,配漿時(shí)最大誤差為±5%。

        (3)漿液攪拌應(yīng)均勻,特種水泥漿攪拌時(shí)間為3~5 min,但不得超過30 min。

        (4)注漿過程中,時(shí)刻注意泵壓和流量的變化,若吸漿量很大或壓力突然下降,注漿壓力長(zhǎng)時(shí)間不上升,應(yīng)查明原因,如工作面漏漿,可采取封堵措施。

        (5)注漿過程中若發(fā)生串漿時(shí),可采取兩孔同時(shí)注漿措施;注漿過程中壓力突然升高,應(yīng)及時(shí)查找原因,進(jìn)行處理;一臺(tái)泵發(fā)生故障時(shí),應(yīng)立即換上備用泵繼續(xù)注漿。

        (6)預(yù)埋注漿管或?qū)Я鞴軙r(shí),將孔口清理干凈,孔口對(duì)準(zhǔn)出水點(diǎn)埋設(shè)。

        (7)混凝土澆筑時(shí)要人工振搗密實(shí),避免因振搗不實(shí)造成二次滲漏。

        7 結(jié)語

        百子灣站基坑目前已經(jīng)施工完畢。在施工過程中,針對(duì)大量滲漏,采取了系統(tǒng)性的處理措施,特別是使用袖閥管注漿技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性滲漏進(jìn)行處理,效果非常明顯。袖閥管注漿技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單,應(yīng)用面廣。施工環(huán)節(jié)是袖閥管注漿質(zhì)量控制重點(diǎn),鉆孔和套殼料的質(zhì)量對(duì)實(shí)現(xiàn)分層、定量、重復(fù)多次注漿等有至關(guān)重要的影響。袖閥管注漿中最大的難題是注漿槍在袖閥管內(nèi)的移動(dòng)和注漿芯管的拆卸。注漿槍的移動(dòng)是因其上下兩端的碗式止?jié){塞承受的壓力不同,止?jié){塞與管壁間產(chǎn)生很大的摩擦阻力,有時(shí)也因注漿壓力較大,導(dǎo)致止?jié){塞翻轉(zhuǎn)增加了摩擦阻力。建議采用臺(tái)階式止?jié){橡膠塞防止止?jié){塞翻轉(zhuǎn),或者增加一個(gè)連通管,以平衡注漿槍底部袖閥管的封閉空腔與上部空腔的壓力差。

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