深基坑涌水治理技術(shù)總結(jié)

三號(hào)線D3-TA05標(biāo)土建工程上元門站深基坑涌水治理技術(shù)總結(jié)中鐵隧道局集團(tuán)有限公司2017年11月第一部分工程簡(jiǎn)介第二部分基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置第三部分補(bǔ)充勘察情況第四部分不良地質(zhì)對(duì)工程的影響分析第五部分不良地質(zhì)處理方案第六部分特殊工藝介紹第七部分經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)主要內(nèi)容6m11m9m19m3層條基5層條基6層條基2層條基4層條基17.9m45m40.5m18m24.4m11.9m150.1m南京地鐵三號(hào)線上元門站位于中央北路與永濟(jì)大道路口下方，場(chǎng)地地貌屬于長(zhǎng)江一級(jí)階地崗地區(qū)和長(zhǎng)江漫灘平原區(qū)過(guò)渡區(qū)；站位地理環(huán)境相當(dāng)有特點(diǎn)，處于幕府山和老虎山之間的夾溝中。主體基坑208.5米，標(biāo)準(zhǔn)段寬度25.5米，基坑開挖深度24~28米。西側(cè)緊鄰主體基坑的有多棟建筑。建筑物基礎(chǔ)一側(cè)在巖石地基上，一側(cè)在土層上。車站東側(cè)有4根改移后大口徑主供水管。一期二期第一部分工程簡(jiǎn)介

1、周邊環(huán)境詳勘報(bào)告中地質(zhì)鉆孔平面布置圖根據(jù)詳勘報(bào)告顯示，在鉆孔S6K11、S6K15、S6Z16基巖中揭露斷層角礫巖，角礫大小懸殊，棱角狀，無(wú)定向性條帶分布，裂隙內(nèi)充填有細(xì)脈、動(dòng)力膜，未見壓滑鏡面等，初判為張扭性斷層，斷層內(nèi)巖芯膠結(jié)較好，對(duì)工程影響相對(duì)較小。芯樣照片地質(zhì)勘探孔第一部分工程簡(jiǎn)介2、工程地質(zhì)地墻底線開挖底線基巖面詳勘報(bào)告中基坑西側(cè)地質(zhì)縱斷面第一部分工程簡(jiǎn)介2、工程地質(zhì)詳勘報(bào)告中基坑?xùn)|側(cè)地質(zhì)縱斷面基巖面開挖底線地墻底線第一部分工程簡(jiǎn)介2、工程地質(zhì)車站主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，因第四紀(jì)覆蓋層厚，地下連續(xù)墻底部入巖，考慮連續(xù)墻成槽時(shí)間長(zhǎng)，槽壁采用攪拌樁加固。豎向采用六道+一道換撐的支撐體系，其中第一道支撐為鋼筋混凝土支撐，其余支撐為鋼支撐。同時(shí)在基坑內(nèi)設(shè)置一排臨時(shí)中立柱，立柱基礎(chǔ)為直徑1200mm的鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)深度入中風(fēng)化巖2.5m。標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)橫剖面中風(fēng)化巖第一部分工程簡(jiǎn)介3、基坑支護(hù)與支撐體系設(shè)計(jì)概況基坑涌水位置平面圖涌水區(qū)域第二部分基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置2014年元月18日，基坑開挖到負(fù)18米深度（剩余6米到基底）時(shí)，在坑內(nèi)14軸附近，靠近西側(cè)地連墻區(qū)域出現(xiàn)基底涌水，出水量約30m3/h并攜帶大量泥砂。基坑涌水情況出險(xiǎn)后，現(xiàn)場(chǎng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取涌水點(diǎn)袋裝水泥反壓措施，初步控制基坑險(xiǎn)情。同時(shí)在基坑西側(cè)進(jìn)行鉆孔排查基坑涌水原因。在引孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在巖溶。經(jīng)專題會(huì)議研究決定實(shí)施補(bǔ)充勘探。水泥堆碼反壓險(xiǎn)情排查第二部分基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置

險(xiǎn)情初步得到控制后，自2014年1月21日至2014年3月17日，在坑內(nèi)外實(shí)施了補(bǔ)充勘察。共鉆孔118個(gè)，其中坑外90個(gè)孔，坑內(nèi)28個(gè)孔，提供坑內(nèi)外縱斷面3個(gè)，坑內(nèi)橫斷面9個(gè)。經(jīng)補(bǔ)勘揭露了一條橫穿基坑的斷裂破碎帶，以及施工區(qū)域存有大量的巖溶分部。補(bǔ)充勘探孔補(bǔ)充勘查勘探孔平面布置圖第三部分補(bǔ)充勘察情況斷裂破碎帶巖芯照片斷裂破碎帶由西向東逐漸增大，呈大喇叭狀，寬度約40米寬。破碎帶的巖性為白云巖，呈粗砂或礫砂狀（局部呈碎塊狀），透水性較好，推測(cè)為基坑內(nèi)涌水的來(lái)源和主要通道。斷裂破碎帶分布平面圖第三部分補(bǔ)充勘察情況破碎帶基坑底補(bǔ)勘后巖層分界面溶洞卡錘地連墻實(shí)際底面線地連墻設(shè)計(jì)底面線地連墻設(shè)計(jì)底面線補(bǔ)勘后巖層分界面原地勘報(bào)告巖層分界面溶洞破碎帶卡錘地連墻實(shí)際底面線補(bǔ)充勘查東側(cè)地質(zhì)縱剖面原地勘報(bào)告巖層分界面補(bǔ)充勘查西側(cè)地質(zhì)縱剖面第三部分補(bǔ)充勘察情況補(bǔ)勘所揭示的破碎帶、大量的巖溶，對(duì)工程施工風(fēng)險(xiǎn)控制影響的方面如下：1）依據(jù)原詳勘資料，原設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)入中風(fēng)化巖2.5m。補(bǔ)勘后因巖溶和破碎帶的影響，造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際有效嵌固深度不足，繼續(xù)開挖易引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)未有效阻斷基坑內(nèi)外水力聯(lián)系，存在坑外地下水繞流進(jìn)入基坑的情況。3）坑內(nèi)破碎帶屬于幕府山-焦山斷裂（F5），透水性強(qiáng)，且同長(zhǎng)江存在水力聯(lián)系。4）坑內(nèi)14軸以南段格構(gòu)柱基礎(chǔ)樁深度為基底下2.5米。其中有四根基礎(chǔ)樁底處于破碎帶內(nèi)，承載力不足，影響基坑支撐體系穩(wěn)定。地質(zhì)橫剖面巖層分界示意第四部分不良地質(zhì)對(duì)工程的影響分析針對(duì)這一特殊地質(zhì)、特殊工況，先后組織召開了地質(zhì)方面、風(fēng)險(xiǎn)控制方面以及廣州地鐵類似工程經(jīng)驗(yàn)相關(guān)人員的三次專家評(píng)審會(huì)。確定了破碎帶、巖溶區(qū)域坑內(nèi)外壓密注漿、支撐體系調(diào)整、格構(gòu)柱基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)等一系列處置方案。該方案并通過(guò)2014年4月21日南京市專家（院士）委員會(huì)的審查。第五部分不良地質(zhì)處理方案基坑范圍不良地質(zhì)加固處理平面圖第五部分不良地質(zhì)處理方案1、坑內(nèi)外注漿、旋噴加固第六道混凝土支撐平面布置圖第六道混凝土支撐橫截面C50混凝土澆筑調(diào)整后基坑支撐體系橫斷面第五部分不良地質(zhì)處理方案2、內(nèi)支撐體系加強(qiáng)格構(gòu)柱基礎(chǔ)微型鋼管樁補(bǔ)強(qiáng)方案平面圖

在距原臨時(shí)立柱樁邊約600mm處補(bǔ)充打設(shè)8根直徑89mm（開孔尺寸108mm）

t=5mm無(wú)縫鋼管，其中基底以下15米范圍內(nèi)采用鋼花管進(jìn)行注漿，提高其側(cè)阻力，基坑開挖面以上為鋼實(shí)管。隨著基坑后續(xù)開挖，將該8根微型樁外露實(shí)心鋼管與原臨時(shí)立柱采用焊接鋼板連接形成受力整體，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)后可承擔(dān)原樁基礎(chǔ)荷載。臨時(shí)立柱樁基坑底微型鋼管樁補(bǔ)強(qiáng)方案剖面圖臨時(shí)鋼立柱微型鋼管樁豎向連接鋼板水平連接鋼板微型鋼管樁鋼花管注漿第五部分不良地質(zhì)處理方案

3、格構(gòu)柱加強(qiáng)

問(wèn)題一：坑外集中注漿對(duì)支護(hù)體系穩(wěn)定性造成影響因坑外大面積集中注漿產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力過(guò)大，造成對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)支撐產(chǎn)生過(guò)大附加應(yīng)力。該瞬時(shí)軸壓力超過(guò)設(shè)計(jì)支撐軸力時(shí)，造成鋼支撐的彎曲變形。坑外注漿期間坑內(nèi)第四道混凝土支撐軸力維持在9000KN左右，超過(guò)設(shè)計(jì)允許值。2014年3月11日，基坑內(nèi)出現(xiàn)三根鋼支撐彎曲，現(xiàn)場(chǎng)加固施工全部暫停，并對(duì)異常部位采取加撐補(bǔ)強(qiáng)措施。坑外集中鉆孔注漿鋼支撐彎曲“U”型抱箍脫落第五部分不良地質(zhì)處理方案

4、處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題問(wèn)題二：坑內(nèi)注漿造成格構(gòu)柱位移、隆起破碎帶范圍內(nèi)有4根臨時(shí)立柱樁基礎(chǔ)深度為底板下2.5m（設(shè)計(jì)深度），小于注漿加固深度?？觾?nèi)加固注漿造成格構(gòu)柱基礎(chǔ)樁位移和隆起，混凝土支撐在與格構(gòu)柱相交節(jié)點(diǎn)部位的開裂?，F(xiàn)場(chǎng)采用Φ800鋼支撐對(duì)開裂的混凝土支撐進(jìn)行加強(qiáng)。支撐縱向支撐縱向格構(gòu)柱位移格構(gòu)柱隆起、支撐梁橫向開裂格構(gòu)柱隆起、支撐梁橫向開裂增加Φ800鋼支撐加強(qiáng)第五部分不良地質(zhì)處理方案

4、處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題坑內(nèi)注漿引孔涌水情況問(wèn)題三：動(dòng)水條件下坑內(nèi)鉆孔難度大注漿孔鉆進(jìn)至破碎帶后孔內(nèi)涌水量大、水壓高，且因圍巖極其破碎，經(jīng)常出現(xiàn)坍孔、埋鉆情況，須反復(fù)洗孔鉆進(jìn)，成孔難度極大?？觾?nèi)鉆孔芯樣第五部分不良地質(zhì)處理方案

4、處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題問(wèn)題烏四：炕注漿致后土漏體隆保起對(duì)策第六擋道混羨凝土惜支撐躲造成芒破壞基坑閑加固春注漿守到一芬定程赤度后白，因斧注漿畫面隆菌起，早第五信道鋼根支撐稠與開軋挖面仍高度億不足潮，且恩補(bǔ)充先架設(shè)販鋼支握撐后蠢支撐忍間距亡較密膨，造支成坑萍內(nèi)注旦漿無(wú)謎法均檢勻覆止蓋整狹個(gè)破梯碎帶吳，存裕在一醉定的硬注漿殖盲區(qū)碌。因央此，鄰基坑惠繼續(xù)炸下挖橡至第皆六道骨混凝香土支就撐高儲(chǔ)度，毫在完歲成混鋪凝土企支撐掘澆筑睬并達(dá)判到設(shè)過(guò)計(jì)強(qiáng)壯度后聽再次軍組織廢加固陸注漿檔施工瓣。注漿造總成坑內(nèi)獅土體大壺面積隆偉起抬升助并作用定于第六哪道混凝淡土支撐勻底部，繳導(dǎo)致支棵撐隆起開開裂。舌注漿期弊間須反旁復(fù)對(duì)支另?yè)蔚撞坎韧馏w進(jìn)猴行開挖犁卸載，都降低對(duì)穩(wěn)支撐梁背的影響殿。第五予部分不良地雹質(zhì)處理逼方案4、處理過(guò)枯程中遇揮到的問(wèn)航題問(wèn)題瞧五：雨動(dòng)水喂條件誦下注脊?jié){利招用率臘低、疑工效擇低因坑內(nèi)恢動(dòng)水壓章力大，憑鉆孔涌鞋水流速痛急，且另破碎帶晝范圍第警四紀(jì)覆吐蓋層厚茫度薄，澤在作業(yè)肥面止?jié){采條件很香差的情滲況下，濟(jì)水泥-水玻煎璃雙困液漿么在動(dòng)柳水作桶用下稱，大竿量漿燭液被爬動(dòng)水張分散飛，坑脖內(nèi)注技漿固爽結(jié)地蠟層的周利用獸率很咳低。為解決擁動(dòng)水條趴件下注根漿加固龜效率及泰效果問(wèn)羞題，經(jīng)重參建各呈方共同虎討論后蹄邀請(qǐng)山協(xié)東大學(xué)料科研人土員對(duì)基吉坑采用虧多種物泊探手段漏進(jìn)行“甘基坑破產(chǎn)碎帶底脂層含導(dǎo)掃水構(gòu)造只探查”趣，并根彈據(jù)探查固結(jié)果采定用凝固鐮時(shí)間更溫快、抗彎分散性陶更好的仁新型注博漿材料GT落-1代替雁水玻燙璃，撕在普垮通雙掙液注嶺漿已宇基本墊形成弦隔水瞞層的櫻前提臣下，釣有針惹對(duì)性蘿的對(duì)暫相對(duì)使薄弱碰、高滔水壓瘋區(qū)域算進(jìn)行笑補(bǔ)充味加固茫。物重探GT-取1注漿模袋注純漿管膏狀速回凝效果模袋馬管封皮孔效矮果第五執(zhí)部分不良地伐質(zhì)處理慈方案4、處理過(guò)掠程中遇討到的問(wèn)蜜題破碎敵帶上方部覆走土為刑第四練紀(jì)軟午弱地桑層，晌且在盯負(fù)壓寨動(dòng)水點(diǎn)條件糖下注破漿。缺在常晉規(guī)工掙藝注盤漿過(guò)事程中災(zāi)漿液閑隨動(dòng)午水沿茂注漿父管（巖鉆桿斤）與住孔壁鉤間跑胳漿流卡失，執(zhí)造成放注漿祥壓力籃不能索滿足車工藝籌要求錘，尤臨其是脅在涌載水較蠶為集遲中范漁圍漿潑液無(wú)孝法有耳效注虎入地沸層。模袋貓注漿窄管由慰注漿偵管及半注漿副管外僑束濾略布模休袋兩兵部分嘗組成法。鉆騙孔成懶孔后隨，將然模袋矛注漿秀管安尊裝入傅鉆孔濁，先蓄對(duì)濾餡布模輛袋（陰封閉稼空間瞎）進(jìn)琴行普領(lǐng)通雙晶液注耗漿，郵使濾齒布模灣袋膨法脹擠鞏密注大漿管餅與地粉層間風(fēng)隙，待達(dá)到擁封固辰注漿僵管的費(fèi)目的皮。成型障模袋去注漿昨管模袋管封孔效果第五定部分省新型尸工藝爽介紹2、模袋招法注漿羊封孔工經(jīng)藝1、雙管抓、雙濾箏輕型井酸點(diǎn)工藝在坑道內(nèi)破余碎帶福加固擔(dān)后期呼緊鄰駁格構(gòu)拿柱位平置局象部仍棗有透凳水通洽道，咽因坑鞏內(nèi)注腐漿已貞經(jīng)造銅成格忠構(gòu)柱毫和支嗎撐梁勉的嚴(yán)位重隆旨起。得結(jié)合渾格構(gòu)杜柱隆奸起分紀(jì)析，斷格構(gòu)舞柱底閥部持玩力層耕已達(dá)正到加評(píng)固效怖果。盯格構(gòu)蜜柱周看邊3米范細(xì)圍內(nèi)斜不能抽再注引漿，華為確岸保后病續(xù)開合挖和潑結(jié)構(gòu)脅施工蘭安全備，對(duì)托該區(qū)腹域涌糕水采傷取了倡井點(diǎn)巾降水傾，達(dá)里到有歐序抽碗排、侮降低富水壓峽的目構(gòu)的。因輕型模井點(diǎn)鉆岔孔過(guò)程改中大量廊涌水涌抽砂且孔屬壁易坍鵝塌，輕嫁型井井跪管須依踢靠動(dòng)力散方可安盲裝到位民，在井煎管安裝霉過(guò)程中饒?jiān)斐蔀V筋網(wǎng)破損萌，所以莊采取雙門管雙濾旬的輕型紐奉井點(diǎn)降洲水工藝胞。第六部紫分塊特殊工醋藝介紹2、雙戀管、侄雙濾點(diǎn)輕型漂井點(diǎn)睬工藝輕型誦井點(diǎn)虹降水第六痰部分腫特殊閉工藝介紹第七部脊分狡經(jīng)驗(yàn)與這教訓(xùn)通過(guò)豪本工獎(jiǎng)程深差基坑干在穿錫越不排良地拜質(zhì)施乒工過(guò)焰程中叨出險(xiǎn)忽、應(yīng)郊急處趟置、沙加固膽處理類、涌哲水治益理等清一系堡列處貪置方寫案的業(yè)實(shí)施蘋，不唉僅積冶累了括大量雕的工稿程技旁術(shù)、浸管理公經(jīng)驗(yàn)歇，同耀時(shí)也厚為今沈后類毀似工員程提平供了堆借鑒嶼。但在獲營(yíng)取寶貴