馬普托大橋地下連續(xù)墻漏水事故處理分析

楊　浩

馬普托大橋地下連續(xù)墻漏水事故處理分析

楊浩

該項(xiàng)目是莫桑比克首都馬普托市跨越馬普托灣的第一座跨海大橋，項(xiàng)目起點(diǎn)位于馬普托市區(qū)終點(diǎn)位于馬普托灣南岸Catembe 鎮(zhèn)，錨錠基坑開(kāi)挖后，地下連續(xù)墻出現(xiàn)墻體漏水情況，通過(guò)對(duì)圍護(hù)止水設(shè)計(jì)、地下連續(xù)墻滲漏判斷方法、含水層滲透性、基坑總涌水量等分析，最終采取降水措施，解決了基坑滲漏問(wèn)題，馬普托大橋南錨錠深基坑成功完成封底，為大橋的后續(xù)建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

地下連續(xù)墻；漏水；降水法

工程概況：馬普托大橋南錨錠基坑直徑50 m，開(kāi)挖深度36 m，地下連續(xù)墻墻深度56 m，深入下部不透水的泥質(zhì)砂巖中。上部松散的細(xì)砂巖地板深度50 m，細(xì)砂巖厚度20 m左右，基坑底位于細(xì)砂巖中。

事故概況：自錨錠基坑開(kāi)挖至12 m，地下連續(xù)墻出現(xiàn)墻體漏水情況，視漏水情況最初處理為墻前覆蓋快干水泥加導(dǎo)流管處理，隨著開(kāi)挖深度的增加，漏水情況逐漸嚴(yán)重，以致采用墻前壓重，墻后注漿處理。直至開(kāi)挖至24 m采用坑外降水施工，導(dǎo)致工期延誤2個(gè)月之久。

1　圍護(hù)止水設(shè)計(jì)分析

理論上講，圍護(hù)止水結(jié)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入不透水的地層泥質(zhì)砂巖中，已經(jīng)隔斷了50 m以上的所有含水層，開(kāi)挖前疏干基坑內(nèi)的殘存水，即疏干基坑內(nèi)的含水層的靜儲(chǔ)量即可，這是非常理想的狀況。

實(shí)際上基坑底位于50 m深的松散的粉砂巖中，這樣深度的地下連續(xù)墻圍護(hù)止水結(jié)構(gòu)，是很難把水止住的，就是很難割斷50 m深度的含水層，所以開(kāi)挖時(shí)必將出現(xiàn)漏水、漏砂、管涌、突涌事故。即：

①若36 m以上圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏，將會(huì)出現(xiàn)漏水、漏砂現(xiàn)象。 ②若36～41 m出現(xiàn)圍護(hù)滲漏現(xiàn)象，將出現(xiàn)管涌事故。③若41～50 m出現(xiàn)圍護(hù)滲漏，則會(huì)造成基坑突涌事故。如果基坑內(nèi)有降水井，少量的滲漏會(huì)被降水井疏干，問(wèn)題不大，大量的滲漏將會(huì)造成突涌事故；若基坑內(nèi)無(wú)降水井，少量的滲漏可以通過(guò)明排水排出，大量的滲漏明排水來(lái)不及，必將出現(xiàn)突涌事故。

從現(xiàn)有的施工技術(shù)和工程案例看，很難保證50 m深的地下連續(xù)墻不滲漏，馬普托大橋項(xiàng)目地下連續(xù)墻下部滲漏現(xiàn)象是很正常的。

2　地下連續(xù)墻滲漏判斷方法

在基坑施工兩口井，深度50 m，抽水一段時(shí)間，分析水量和水位下降之間的匹配關(guān)系，并觀察水位恢復(fù)狀況。

每抽水量300方，若基坑水位下降1 m左右，且水位恢復(fù)較慢，則基坑止水效果良好，反之，若抽水300方水位下降不到1 m，且水位恢復(fù)較快，則圍護(hù)止水效果較差。

3　含水層滲透性分析

①粉細(xì)砂含水層：埋深0～20 m，K=20 m/d左右，水位埋深10 m左右，該層位于上部，地下連續(xù)墻止水效果一般會(huì)較好。

②礫石含水層：該層較薄，厚度1～2 m，埋深30 m左右，K=40～200 m/d，該層極易漏水、漏砂。

③細(xì)砂巖含水層：埋深30～50 m，厚度20 m左右，K=20 m/d左右，該層由于位置較深，又是含水層，所以極易滲漏。

④基坑總涌水量分析：含水層總厚度30 m，水位埋深10 m左右，K=20 m/d左右，水位降生S=27 m左右，則基坑涌水量45 000方/d左右。（由于資料不足，計(jì)算可能會(huì)有偏差）

⑤基坑滲漏處理辦法分析：第一次漏水情況：出現(xiàn)在開(kāi)挖至12 m深度，地下連續(xù)墻H型鋼接縫處漏水，水量不大，流速一般。處理方法：直接用快干水泥封堵于漏水處，并插入帶有閥門的引流鋼管，再快速鑿出墻體內(nèi)部鋼筋及鋼筋連接器，將一塊1 m2鋼板焊接在鋼筋上，防止快干水泥沖開(kāi)，鋼板留洞，以使導(dǎo)流管一直流水。做好坑內(nèi)集水排水后，抓緊進(jìn)行內(nèi)襯鑿毛，施做內(nèi)襯鋼筋，立模。在澆筑混凝土之前關(guān)閉閥門，并立即澆筑內(nèi)襯混凝土，澆筑時(shí)密切注意漏水處情況，如遇溢水，及時(shí)打開(kāi)閥門。

第二次漏水情況：開(kāi)挖至18 m深度，地下連續(xù)墻墻體出現(xiàn)嚴(yán)重漏水，水流量大，流速急。處理方法：首先在基坑內(nèi)部中間位置開(kāi)挖3 m深，15 m2水坑。并將漏水水平方向垂直引入坑內(nèi)（防止水浸泡內(nèi)襯基底，造成不均勻沉降。）安排4臺(tái)15 kW 50方/h潛水泵置于集水坑，專人看守抽水。在漏水處堆積沙袋，重疊碼放盡量多堆積，留出壑口，使水從此處集中流出。在漏水處，地下連續(xù)墻坑外進(jìn)行打孔，直至漏水處流出打孔用泥漿為止，由此證明所打孔已經(jīng)與漏水處聯(lián)通，隨即孔內(nèi)注入水泥漿，待水泥漿從漏水處流出10 min后，開(kāi)始注入水玻璃，待漏水處流出水玻璃時(shí)，快速用沙袋，土工布堵塞壑口及其他溢水位置。因水玻璃，水泥漿反應(yīng)迅速，35 s即可產(chǎn)生強(qiáng)度。水流逐漸減少，直接停止流水，堵漏成功。

第三次漏水情況：開(kāi)挖至27 m深度時(shí)，出現(xiàn)嚴(yán)重漏水，水流極大并伴有大量黑色泥沙涌出我，通過(guò)對(duì)黑色泥沙分析，初步認(rèn)定從墻底即56 m深度位置漏水。通過(guò)引流、沙袋壓重，墻外注漿均不能對(duì)漏水起到效果，隨即成立應(yīng)急小組，在保證人身安全前提下，開(kāi)展技術(shù)分析，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)專家會(huì)診。

經(jīng)專家分析分析，基坑下部細(xì)砂巖含水層滲漏現(xiàn)象很明顯，并認(rèn)為現(xiàn)有的處理措施非常不妥：

①若采取旋噴樁對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水：施工達(dá)到50 m深非常困難，即使勉強(qiáng)達(dá)到了，效果也很難保證。所以該方法不妥。

②坑底注漿止水：若基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不能有效止水，坑底止水也很難達(dá)到止水效果；如果真達(dá)到了止水效果，那將更加危險(xiǎn)：即坑底形成很好的止水底板，極易形成突涌事故。

4　基坑滲漏處理辦法分析

采取降水措施，解決基坑滲漏問(wèn)題。降水井以基坑外為主，基坑為輔。降水方法將解決本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)止水缺陷，并可有效地解決以下問(wèn)題：

①保證安全：通過(guò)降水，將地下水位降到開(kāi)挖底板以下，將不會(huì)再發(fā)生管涌、突涌事故，徹底解決漏水、漏砂、管涌和突涌問(wèn)題。

②方便高效施工：在無(wú)水條件下作業(yè)，將大大提高施工效率。

③解決滲漏問(wèn)題簡(jiǎn)便快捷：降水井施工速度快，成井時(shí)間短，降水井施工完成后，抽水2 d就可以保證開(kāi)挖，從成井到達(dá)到開(kāi)挖效果20 d左右就能完成。

④降水井布置：降水井采取直徑325 mm鋼管，估計(jì)單井出水能力在4 000 m3/d左右，在基坑外布置13口井，坑內(nèi)布置2口井，共15口井，井深均為50 m左右。

⑤進(jìn)一步優(yōu)化：若上部圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水效果好，沒(méi)有滲漏現(xiàn)象，則直接降下部細(xì)砂巖中的水位，涌水量還將會(huì)大大減少。

通過(guò)1個(gè)月的施工，完成坑外降水井16個(gè)，觀測(cè)井4個(gè)。坑內(nèi)降水井2個(gè)。每個(gè)抽水井配備國(guó)產(chǎn)18.5 kW、80方水泵并施工排水溝直通海里，保證流量1.5萬(wàn)方/d。通過(guò)生產(chǎn)性降水實(shí)驗(yàn)，成功降水至37 m（低于底板1 m），從而提交實(shí)驗(yàn)資料，上報(bào)業(yè)主單位，經(jīng)專家分析，確定開(kāi)挖安全后，隨即取得復(fù)工指令。

進(jìn)行每一層開(kāi)挖前，降水至開(kāi)挖面以下1 m，加速內(nèi)襯施工，施工期間密切關(guān)注降水設(shè)施，電工，測(cè)量員，維修工日夜值守，遇到停電、水泵損壞等突發(fā)情況及時(shí)響應(yīng)，保證斷電時(shí)間不超過(guò)5 min。經(jīng)過(guò)全體一線施工人員努力，馬普托大橋南錨錠深基坑成功完成封底。為大橋的后續(xù)建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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