深基坑涌水治理技术总结

三号线D3-TA05标土建工程上元门站深基坑涌水治理技术总结中铁隧道局集团有限公司2017年11月第一部分工程简介第二部分基坑出险及应急处置第三部分补充勘察情况第四部分不良地质对工程的影响分析第五部分不良地质处理方案第六部分特殊工艺介绍第七部分经验与教训主要内容6m11m9m19m3层条基5层条基6层条基2层条基4层条基17.9m45m40.5m18m24.4m11.9m150.1m南京地铁三号线上元门站位于中央北路与永济大道路口下方，场地地貌属于长江一级阶地岗地区和长江漫滩平原区过渡区；站位地理环境相当有特点，处于幕府山和老虎山之间的夹沟中。主体基坑208.5米，标准段宽度25.5米，基坑开挖深度24~28米。西侧紧邻主体基坑的有多栋建筑。建筑物基础一侧在岩石地基上，一侧在土层上。车站东侧有4根改移后大口径主供水管。一期二期第一部分工程简介

1、周边环境详勘报告中地质钻孔平面布置图根据详勘报告显示，在钻孔S6K11、S6K15、S6Z16基岩中揭露断层角砾岩，角砾大小悬殊，棱角状，无定向性条带分布，裂隙内充填有细脉、动力膜，未见压滑镜面等，初判为张扭性断层，断层内岩芯胶结较好，对工程影响相对较小。芯样照片地质勘探孔第一部分工程简介2、工程地质地墙底线开挖底线基岩面详勘报告中基坑西侧地质纵断面第一部分工程简介2、工程地质详勘报告中基坑东侧地质纵断面基岩面开挖底线地墙底线第一部分工程简介2、工程地质车站主体基坑围护结构为地下连续墙，因第四纪覆盖层厚，地下连续墙底部入岩，考虑连续墙成槽时间长，槽壁采用搅拌桩加固。竖向采用六道+一道换撑的支撑体系，其中第一道支撑为钢筋混凝土支撑，其余支撑为钢支撑。同时在基坑内设置一排临时中立柱，立柱基础为直径1200mm的钻孔灌注桩，设计深度入中风化岩2.5m。标准段围护结构横剖面中风化岩第一部分工程简介3、基坑支护与支撑体系设计概况基坑涌水位置平面图涌水区域第二部分基坑出险及应急处置2014年元月18日，基坑开挖到负18米深度（剩余6米到基底）时，在坑内14轴附近，靠近西侧地连墙区域出现基底涌水，出水量约30m3/h并携带大量泥砂。基坑涌水情况出险后，现场立即启动应急预案，采取涌水点袋装水泥反压措施，初步控制基坑险情。同时在基坑西侧进行钻孔排查基坑涌水原因。在引孔过程中发现存在岩溶。经专题会议研究决定实施补充勘探。水泥堆码反压险情排查第二部分基坑出险及应急处置

险情初步得到控制后，自2014年1月21日至2014年3月17日，在坑内外实施了补充勘察。共钻孔118个，其中坑外90个孔，坑内28个孔，提供坑内外纵断面3个，坑内横断面9个。经补勘揭露了一条横穿基坑的断裂破碎带，以及施工区域存有大量的岩溶分部。补充勘探孔补充勘查勘探孔平面布置图第三部分补充勘察情况断裂破碎带岩芯照片断裂破碎带由西向东逐渐增大，呈大喇叭状，宽度约40米宽。破碎带的岩性为白云岩，呈粗砂或砾砂状（局部呈碎块状），透水性较好，推测为基坑内涌水的来源和主要通道。断裂破碎带分布平面图第三部分补充勘察情况破碎带基坑底补勘后岩层分界面溶洞卡锤地连墙实际底面线地连墙设计底面线地连墙设计底面线补勘后岩层分界面原地勘报告岩层分界面溶洞破碎带卡锤地连墙实际底面线补充勘查东侧地质纵剖面原地勘报告岩层分界面补充勘查西侧地质纵剖面第三部分补充勘察情况补勘所揭示的破碎带、大量的岩溶，对工程施工风险控制影响的方面如下：1）依据原详勘资料，原设计围护结构入中风化岩2.5m。补勘后因岩溶和破碎带的影响，造成围护结构实际有效嵌固深度不足，继续开挖易引起围护结构失稳。2）围护结构未有效阻断基坑内外水力联系，存在坑外地下水绕流进入基坑的情况。3）坑内破碎带属于幕府山-焦山断裂（F5），透水性强，且同长江存在水力联系。4）坑内14轴以南段格构柱基础桩深度为基底下2.5米。其中有四根基础桩底处于破碎带内，承载力不足，影响基坑支撑体系稳定。地质横剖面岩层分界示意第四部分不良地质对工程的影响分析针对这一特殊地质、特殊工况，先后组织召开了地质方面、风险控制方面以及广州地铁类似工程经验相关人员的三次专家评审会。确定了破碎带、岩溶区域坑内外压密注浆、支撑体系调整、格构柱基础补强等一系列处置方案。该方案并通过2014年4月21日南京市专家（院士）委员会的审查。第五部分不良地质处理方案基坑范围不良地质加固处理平面图第五部分不良地质处理方案1、坑内外注浆、旋喷加固第六道混凝土支撑平面布置图第六道混凝土支撑横截面C50混凝土浇筑调整后基坑支撑体系横断面第五部分不良地质处理方案2、内支撑体系加强格构柱基础微型钢管桩补强方案平面图

在距原临时立柱桩边约600mm处补充打设8根直径89mm（开孔尺寸108mm）

t=5mm无缝钢管，其中基底以下15米范围内采用钢花管进行注浆，提高其侧阻力，基坑开挖面以上为钢实管。随着基坑后续开挖，将该8根微型桩外露实心钢管与原临时立柱采用焊接钢板连接形成受力整体，根据设计计算补强后可承担原桩基础荷载。临时立柱桩基坑底微型钢管桩补强方案剖面图临时钢立柱微型钢管桩竖向连接钢板水平连接钢板微型钢管桩钢花管注浆第五部分不良地质处理方案

3、格构柱加强

问题一：坑外集中注浆对支护体系稳定性造成影响因坑外大面积集中注浆产生的瞬时压力过大，造成对支护结构及内支撑产生过大附加应力。该瞬时轴压力超过设计支撑轴力时，造成钢支撑的弯曲变形。坑外注浆期间坑内第四道混凝土支撑轴力维持在9000KN左右，超过设计允许值。2014年3月11日，基坑内出现三根钢支撑弯曲，现场加固施工全部暂停，并对异常部位采取加撑补强措施。坑外集中钻孔注浆钢支撑弯曲“U”型抱箍脱落第五部分不良地质处理方案

4、处理过程中遇到的问题问题二：坑内注浆造成格构柱位移、隆起破碎带范围内有4根临时立柱桩基础深度为底板下2.5m（设计深度），小于注浆加固深度。坑内加固注浆造成格构柱基础桩位移和隆起，混凝土支撑在与格构柱相交节点部位的开裂。现场采用Φ800钢支撑对开裂的混凝土支撑进行加强。支撑纵向支撑纵向格构柱位移格构柱隆起、支撑梁横向开裂格构柱隆起、支撑梁横向开裂增加Φ800钢支撑加强第五部分不良地质处理方案

4、处理过程中遇到的问题坑内注浆引孔涌水情况问题三：动水条件下坑内钻孔难度大注浆孔钻进至破碎带后孔内涌水量大、水压高，且因围岩极其破碎，经常出现坍孔、埋钻情况，须反复洗孔钻进，成孔难度极大。坑内钻孔芯样第五部分不良地质处理方案

4、处理过程中遇到的问题问题三四：三注浆三后土三体隆三起对三第六三道混三凝土三支撑三造成三破坏基坑三加固三注浆三到一三定程三度后三，因三注浆三面隆三起，三第五三道钢三支撑三与开三挖面三高度三不足三，且三补充三架设三钢支三撑后三支撑三间距三较密三，造三成坑三内注三浆无三法均三匀覆三盖整三个破三碎带三，存三在一三定的三注浆三盲区三。因三此，三基坑三继续三下挖三至第三六道三混凝三土支三撑高三度，三在完三成混三凝土三支撑三浇筑三并达三到设三计强三度后三再次三组织三加固三注浆三施工三。注浆三造成三坑内三土体三大面三积隆三起抬三升并三作用三于第三六道三混凝三土支三撑底三部，三导致三支撑三隆起三开裂三。注三浆期三间须三反复三对支三撑底三部土三体进三行开三挖卸三载，三降低三对支三撑梁三的影三响。第五三部分不良三地质三处理三方案4、处理三过程三中遇三到的三问题问题三五：三动水三条件三下注三浆利三用率三低、三工效三低因坑三内动三水压三力大三，钻三孔涌三水流三速急三，且三破碎三带范三围第三四纪三覆盖三层厚三度薄三，在三作业三面止三浆条三件很三差的三情况三下，三水泥-水玻三璃双三液浆三在动三水作三用下三，大三量浆三液被三动水三分散三，坑三内注三浆固三结地三层的三利用三率很三低。为解三决动三水条三件下三注浆三加固三效率三及效三果问三题，三经参三建各三方共三同讨三论后三邀请三山东三大学三科研三人员三对基三坑采三用多三种物三探手三段进三行“三基坑三破碎三带底三层含三导水三构造三探查三”，三并根三据探三查结三果采三用凝三固时三间更三快、三抗分三散性三更好三的新三型注三浆材三料GT三-1代替三水玻三璃，三在普三通双三液注三浆已三基本三形成三隔水三层的三前提三下，三有针三对性三的对三相对三薄弱三、高三水压三区域三进行三补充三加固三。物三探GT三-1注浆模袋三注浆三管膏状三速凝三效果模袋三管封三孔效三果第五三部分不良三地质三处理三方案4、处理三过程三中遇三到的三问题破碎三带上三部覆三土为三第四三纪软三弱地三层，三且在三负压三动水三条件三下注三浆。三在常三规工三艺注三浆过三程中三浆液三随动三水沿三注浆三管（三钻杆三）与三孔壁三间跑三浆流三失，三造成三注浆三压力三不能三满足三工艺三要求三，尤三其是三在涌三水较三为集三中范三围浆三液无三法有三效注三入地三层。模袋三注浆三管由三注浆三管及三注浆三管外三束滤三布模三袋两三部分三组成三。钻三孔成三孔后三，将三模袋三注浆三管安三装入三钻孔三，先三对滤三布模三袋（三封闭三空间三）进三行普三通双三液注三浆，三使滤三布模三袋膨三胀挤三密注三浆管三与地三层间三隙，三达到三封固三注浆三管的三目的三。成型三模袋三注浆三管模袋管封孔效果第五三部分三新型三工艺三介绍2、模三袋法三注浆三封孔三工艺1、双三管、三双滤三轻型三井点三工艺在坑三内破三碎带三加固三后期三紧邻三格构三柱位三置局三部仍三有透三水通三道，三因坑三内注三浆已三经造三成格三构柱三和支三撑梁三的严三重隆三起。三结合三格构三柱隆三起分三析，三格构三柱底三部持三力层三已达三到加三固效三果。三格构三柱周三边3米范三围内三不能三再注三浆，三为确三保后三续开三挖和三结构三施工三安全三，对三该区三域涌三水采三取了三井点三降水三，达三到有三序抽三排、三降低三水压三的目三的。因轻三型井三点钻三孔过三程中三大量三涌水三涌砂三且孔三壁易三坍塌三，轻三型井三井管三须依三靠动三力方三可安三装到三位，三在井三管安三装过三程中三造成三滤网三破损三，所三以采三取双三管双三滤的三轻型三井点三降水三工艺三。第六三部分三特殊三工艺介绍2、双三管、三双滤三轻型三井点三工艺轻型三井点三降水第六三部分三特殊三工艺介绍第七三部分三经验三与教三训通过三本工三程深三基坑三在穿三越不三良地三质施三工过三程中三出险三、应三急处三置、三加固三处理三、涌三水治三理等三一系三列处三置方三案的三实施三，不三仅积三累了三大量三的工三程技三术、三管理三经验三，同三时也三为今三后类三似工三程提三供了三借鉴三。但在三获取三宝贵三经验三的同三时，三也需三要总三结