廣州市地下鐵道總公司 廣東廣州

摘要：介紹了廣州市軌道交通二十一號(hào)線某車站穿越瘦狗嶺斷裂帶的施工案例。通過(guò)勘察、設(shè)計(jì)、施工各環(huán)節(jié)采取的相應(yīng)措施，最大限度的降低了車站基坑開挖的風(fēng)險(xiǎn)，為以后類似地質(zhì)條件施工提供了參考經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：瘦狗嶺斷裂帶；地鐵；加固；水

1 工程概況

廣州市軌道交通二十一號(hào)線工程X站位于廣州市奧體中心環(huán)場(chǎng)路外側(cè)，車站為地下二層14米島式站臺(tái)車站，全長(zhǎng)226.0米，標(biāo)準(zhǔn)段寬為22.7米，車站基坑開挖深度為15.7～17.5米，采用地下連續(xù)墻結(jié)合3道內(nèi)支護(hù)作圍護(hù)體系，明挖法施工。

根據(jù)勘察報(bào)告，世界大觀站范圍內(nèi)地質(zhì)主要分為兩大區(qū)域，其中南端約80m位于瘦狗嶺斷層破碎帶上，斷裂帶以北部分為主要為砂層和花崗巖地層。斷層破碎帶由多次構(gòu)造作用形成，原巖為泥質(zhì)粉砂巖或花崗巖，具變質(zhì)作用和硅化作用，巖芯破碎，巖質(zhì)軟硬變化，強(qiáng)度差異很大。同時(shí)，場(chǎng)地內(nèi)砂層普遍分布，為粉細(xì)砂和中粗砂，局部有礫砂，砂層區(qū)地下水豐富，從南往北砂層厚度逐漸增厚，厚度為2.60～13.50m，平均厚度為7.2m。

本場(chǎng)地孔隙水一般為潛水，局部上覆黏性土層，地下水略具承壓性，承壓水頭約0.80～5.60m?；鶐r風(fēng)化裂隙水為承壓水，承壓水頭約4.20～16.00m。構(gòu)造裂隙水主要含水層為強(qiáng)、中風(fēng)化構(gòu)造角礫巖，均為中等透水地層，主要分布在車站南段，局部構(gòu)造裂隙發(fā)育地段水量較大。

2 針對(duì)斷裂帶采取的設(shè)計(jì)措施

車站南部約有80m位于斷層破碎帶上，基底位于強(qiáng)、中風(fēng)化構(gòu)造角礫巖，巖體較破碎，為泥質(zhì)粉砂巖及花崗巖在地質(zhì)作用下強(qiáng)烈擠壓破碎風(fēng)化而成。破碎巖體縫隙有填充物，富水性較大，滲透系數(shù)為0.5～1.3m/d，為中等透水層?；鶐r裂隙水具有承壓性，承壓水頭約4m～16m。在DK6+930處為斷層破碎帶滑動(dòng)面，兩側(cè)巖性差別較大，滑動(dòng)面內(nèi)巖體極為破碎，傾角約為75°，深度超出工程范圍，在豎向上聯(lián)通各地層的水力聯(lián)系，富水性大，具有一定的動(dòng)水性，承壓水頭約為10m。

2.1地下連續(xù)墻

增加地下連續(xù)墻嵌固深度，從而減弱基巖裂隙水的水平水力聯(lián)系，同時(shí)增加基巖裂隙水的滲流路徑，減小水力梯度，保證滲透穩(wěn)定性。滲透穩(wěn)定性驗(yàn)算公式如下：

將嵌固深度、水頭壓差、浮重度等參數(shù)帶入公式，可得滲透穩(wěn)定性系數(shù)為1.65，滿足規(guī)范要求。

2.2 基底加固

由于斷層破碎帶主滑動(dòng)面巖體極為破碎，豎向水力聯(lián)系密切，是基巖裂隙水的快速補(bǔ)給通道。若直接進(jìn)行開挖，極有可能在承壓水頭作用下，成為薄弱部位，發(fā)生基坑突涌，大量涌水。因此需對(duì)破碎帶滑動(dòng)面兩側(cè)5m范圍進(jìn)行旋噴樁加固，形成一定厚度的隔水層，破碎帶內(nèi)動(dòng)水受阻于隔水層，只能向周邊滲流，繞過(guò)加固體涌出基坑，從而大大增加了滲流路徑，減小水力梯度，防止斷層破碎帶發(fā)生突涌，保證滲透穩(wěn)定性。

2.3 群坑降水

基坑涌水量與水力梯度及土體滲透系數(shù)正相關(guān)。本基坑需降水頭較深，且基巖為中等透水性。因此適當(dāng)增加降水井?dāng)?shù)量，降水井間距約為20m，可基本滿足降水需要。

3 施工過(guò)程中的控制

3.1地下連續(xù)墻施工控制要點(diǎn)

車站主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm厚地下連續(xù)墻。共104副，深度為18.1～24.1m。斷層破碎帶區(qū)域?qū)Φ叵逻B續(xù)墻采取了加深措施，由常規(guī)連續(xù)墻嵌入底板以下5m或進(jìn)入中風(fēng)化巖層2.5m，進(jìn)入微風(fēng)化巖層1.5m；設(shè)計(jì)措施加強(qiáng)為嵌入底板以下6.5m（東側(cè)）及7.5m（西側(cè)），進(jìn)入中風(fēng)化巖層4，9m，進(jìn)入微風(fēng)化2.8m。從地連墻施工過(guò)程中，所揭示的地質(zhì)情況來(lái)看，與詳勘及補(bǔ)勘報(bào)告吻合。地連墻施工完成后，檢測(cè)結(jié)果合格，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.2斷層破碎帶滑動(dòng)面加固

為了切斷斷層破碎帶滑動(dòng)面地下水的聯(lián)系通道，非常有必要采取有效的加固止水措施。本車站采用Φ600@450二重管旋噴樁進(jìn)行斷層破碎帶滑動(dòng)面基底進(jìn)行加固，共1694根，引孔直徑約110～130mm，加固范圍為斷裂帶分界線兩側(cè)各5米范圍，加固深度自基底以下5米深范圍或8-5中風(fēng)化構(gòu)造角礫巖層頂面。高壓旋噴樁設(shè)計(jì)為Φ600mm，間距450mm，樁長(zhǎng)5m，水泥漿液水灰比1：1～1.5：1，水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。旋噴樁加固自10月6日開始，于11月4日完成。完成后，對(duì)加固體進(jìn)行抽芯檢測(cè)，水泥土固結(jié)體抽芯取樣28天抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.3降水井施工

車站基坑管井沿基坑縱向2排梅花布置，共23口降水井，間距約20m，埋深到基底以下2米。在降水井施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制管壁的開孔率和包裹，成孔后填實(shí)濾料，反復(fù)洗井，確保降水井的正常使用。在開挖期間應(yīng)隨開挖逐步降低地下水位，基坑外不降水，基坑內(nèi)側(cè)設(shè)降水井。通過(guò)安裝自動(dòng)抽水裝置，水位保持在基坑開挖面以下0.5米。

4 處理效果分析和開挖現(xiàn)狀

4.1處理效果分析

斷裂帶區(qū)域地鐵車站基坑施工最大的風(fēng)險(xiǎn)就是水，為了檢驗(yàn)各項(xiàng)措施對(duì)水的阻隔效果，確?；娱_挖的安全。我們對(duì)比的幾個(gè)階段的抽水試驗(yàn)，按照詳勘階段、補(bǔ)勘階段、連續(xù)墻完成后加固前、連續(xù)墻完成后加固后四個(gè)階段進(jìn)行劃分，

對(duì)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析后，有如下結(jié)論：

1、地下連續(xù)墻施工前后斷裂帶的滲透系數(shù)基本一致，但地下連續(xù)墻施工后基坑單位涌水量較施工前大幅減少。

2、斷裂帶加固后與加固前的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比得知，加固后的斷裂帶涌水量和滲透系數(shù)較加固前有大幅的降低，加固體對(duì)斷裂帶的涌水有一定的阻隔作用。

4.2 開挖現(xiàn)狀

5 結(jié)論及注意事項(xiàng)

1、地連墻

通過(guò)基坑開挖過(guò)程中坑內(nèi)降水與坑外水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，且計(jì)算得出的各貯水地層的涌水量、滲透系數(shù)及影響半徑的數(shù)據(jù)均比之前取得的試驗(yàn)成果明顯減小，上述數(shù)據(jù)表明，本車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)已起到明顯止水帷幕作用，特別是對(duì)第四系孔隙潛水，已基本切斷其水平補(bǔ)給來(lái)源。地下連續(xù)墻圍閉性良好，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2、斷裂帶加固

通過(guò)對(duì)斷裂帶加固前及加固后的抽水試驗(yàn)分析，加固體起到蓋板阻水作用。

3、基坑降水效果

根據(jù)試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)及坑內(nèi)降水情況，坑內(nèi)群井降水作為本車站地下水控制的首選措施，完全可以滿足本車站基坑開挖過(guò)程中對(duì)地下水位控制的需求。

4、注意事項(xiàng)

（1）在降水運(yùn)行過(guò)程中隨開挖深度加大逐步降低承壓水頭，避免過(guò)早抽水減壓。在不同開挖深度的工況階段，合理控制承壓水頭，在滿足基坑穩(wěn)定性要求前提下，防止承壓水頭過(guò)大降低，這將使降水對(duì)周邊環(huán)境的影響減少到最低限度。

（2）基坑開挖過(guò)程中斷裂帶區(qū)段連續(xù)墻墻底發(fā)生涌水時(shí)，可采用預(yù)埋的注漿管進(jìn)行注漿。

參考文獻(xiàn)：

[1]《巖土工程勘察規(guī)范（2009年版）》（GB50021-200l）中國(guó)計(jì)劃出版社

[2]《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》（GB50307-2012）中國(guó)計(jì)劃出版社上接

[3]《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）中國(guó)計(jì)劃出版社

[4]《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2013）中國(guó)計(jì)劃出版社