太和縣大麥溝泵站施工基坑透水原因分析及處理措施

余百友　趙勝發(fā)

太和縣大麥溝泵站施工基坑透水原因分析及處理措施

余百友趙勝發(fā)

一、工程概況

大麥溝泵站位于安徽省太和縣稅鎮(zhèn)境內(nèi)、大麥溝溝口西側(cè)，距潁河河岸約70m。泵站設(shè)計灌溉流量8.0m3/s，經(jīng)大麥溝從沙潁河引水入萬福溝，再經(jīng)萬福溝及其支流獨龍溝等輸水入界洪河、茨谷河，灌溉范圍包括太和縣稅鎮(zhèn)、舊縣、雙浮等10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，滿足12萬畝耕地的干旱應(yīng)急灌溉要求。泵站選用4臺900QZ-85型潛水軸流泵，配YQGN740-12型潛水電機，單機功率為160kW，總裝機640kW。

二、工程地質(zhì)

大麥溝泵站設(shè)計時，進行了地質(zhì)勘探?；油杆螅瑸椴槊髟?，又先后3次補充勘探?？辈熘攸c位于基坑透水的東側(cè)和南側(cè)，共布置勘探點40個，其中靜力觸探孔36個，鉆孔4個，孔深12～21m。3個勘探點發(fā)現(xiàn)管涌通道。根據(jù)補充的地質(zhì)勘探報告，站址處地層分布和巖性特征見表1。

三、施工過程及透水情況

大麥溝站工程2015年1月13～20日開始基坑降水、開挖，布置5眼降水井，井深18m，其中基坑東側(cè)2眼、西側(cè)2眼、靠沙潁河側(cè)1眼。因降水效果不理想，在靠沙潁河側(cè)新增2眼降水井，共計7眼。至2月7日，泵室基礎(chǔ)開挖至高程27.08m，發(fā)現(xiàn)東側(cè)約占總基坑1/3面積的范圍出軟弱土層，經(jīng)研究擬采用松木樁處理。2月14～24日，降水井停止抽水，基坑進水，第一次與沙潁河齊平。

2015年3月24日，泵站地基松木樁施工，樁底打至第四層粘土層頂。3月25～29日期間，受客觀因素影響，基坑降水反復(fù)抽停。

2015年4月12～14日，在基坑東側(cè)新增3眼降水井，井深25m。

2015年4月17日，基坑開挖至設(shè)計高程，進行泵室及翼墻墊層澆筑，至傍晚結(jié)束。4月18日晨，基坑東南角靠沙潁河側(cè)出現(xiàn)管涌，下午基坑水位與沙潁河齊平（第二次齊平）。

隨后建管單位組織監(jiān)理、設(shè)計、施工等單位會議，認為基坑東側(cè)22～23m的高程存在明顯涌水通道。4月28日～5月12日，在基坑靠沙潁河側(cè)又新增5眼降水井，井深30m；同時，擬在基坑東側(cè)開挖、回填粘土截滲槽，粘土截滲槽高程至22m。

因場地限制，開挖、回填截水槽未成功。2015年5月28日～6月23日，改用水泥土攪拌樁截滲墻方案進行截滲處理，樁徑500mm，樁間距300mm，樁底高程21.5m左右（打入第4層粘土層1.0m），對基坑半封閉。

2015年7月1～24日，重新進行基坑降水。7月24日晚7時，在對基坑底部清淤時，東南角首先出現(xiàn)局部滲水，接著東北角出現(xiàn)直徑約1m的管涌。第二天早上基坑東北角管涌沿著降水井噴出，基坑第三次淹沒。

2015年9月9～25日，對基坑采用水泥土攪拌樁截滲墻進行全封閉。

2015年10月2～10日，又分別在基坑東側(cè)和南側(cè)補打5眼降壓井。隨即降壓井抽水，基坑緩慢降水。至10月17日，對基坑進行清淤，基坑東南側(cè)出現(xiàn)滲水，施工單位采用砂石濾料對滲水點進行填堵，滲水暫時得到緩解。10月19日凌晨2點，基坑東側(cè)出現(xiàn)管涌，涌水量無法控制，暫停施工。

表1　　地層分布和巖性特征表

四、透水原因分析及處理措施

根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件以及施工過程分析，大麥溝泵站基坑發(fā)生多次涌水，導致基坑淹沒，主要有以下原因：

（1）地質(zhì)方面：地基第④層粘土隔水層厚度3m左右，局部僅約2m，厚度較??；而第⑤輕粉質(zhì)壤土層較厚且與外河連通，承壓受頭較大。隨著基坑越挖越深，基坑以下抵抗承壓水頭的粘土隔水層越來越薄，在承壓水控制不嚴時，隔水層被擊穿而發(fā)生滲透破壞。

（2）施工方面：工程施工受到干擾，不能正常進行，深井降水抽抽停停，不連續(xù)降水，難以保證承壓水頭控制在地基免遭破壞范圍之內(nèi)。

（3）工程布置方面：泵站布置在潁河堤防外河側(cè)，基坑距外河很近，水平滲徑較短，滲透坡降大，容易出現(xiàn)滲透破壞。

（4）前期地質(zhì)勘探工作深度不足，在基坑開挖至高程27.08m時，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)與勘測報告不符，臨時增加了松木樁加固處理。同時，基坑開挖時，又多次增加降水井，不大的基坑周邊，共布置20眼降水井，且降水井鉆孔時施工不規(guī)范，出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。經(jīng)觀察，基坑東南角沿降水井外壁有地下水涌出，說明前期鉆孔、松木樁和降水井的反復(fù)實施，對地基土擾動較大，使④層隔水層遭到破壞，出現(xiàn)與⑤層承壓水層連通的滲漏通道。

（5）攪拌樁截滲墻深度不足：地基③-1輕粉質(zhì)壤土和⑤輕粉質(zhì)壤土層均存在承壓水，③-1很薄，而⑤層較厚且與外河連通，是主要的承壓水層。因而，雖在基坑第三次進水后，對基坑四周采用水泥土攪拌樁截滲墻進行圍封，由于墻底只伸入至④層，沒有截斷⑤層承壓水層，基坑仍發(fā)生大量涌水。

針對以上情況，經(jīng)多方案比選，決定采用混凝土截滲墻將⑤層透水層截斷對基坑進行圍封的處理措施。截滲墻伸入⑥層粉質(zhì)粘土內(nèi)1m。截滲墻封閉范圍內(nèi)保留1～2眼完好的降水井。采取該措施后，基坑透水得到有效控制，工程施工正常進行。

五、結(jié)語

通過對該基坑透水事故的分析及處理的經(jīng)驗教訓進行總結(jié)，有以下幾點體會供類似工程設(shè)計參考借鑒：

（1）工程布置要盡量遠離外河，基坑開挖較深時更應(yīng)如此。否則，應(yīng)對地基透水層采取截滲處理。

（2）基坑施工降水不得斷斷續(xù)續(xù)，應(yīng)連續(xù)進行，嚴格按設(shè)計要求控制好承壓水位。若供電保證率不高，要預(yù)備備用電源。

（3）嚴格按施工規(guī)范進行施工，防止擾動地基土。

（4）加強前期地質(zhì)勘探工作，查明工程區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，避免地基開挖后出現(xiàn)地質(zhì)與地勘報告不符，需要臨時對地基進行處理的情況。

（5）地質(zhì)鉆孔和降水井不透水段要采用粘土妥善封堵，防止沿孔（井）壁發(fā)生滲透破壞。

（6）加強施工組織協(xié)調(diào)工作，防止發(fā)生因施工干擾而停工的情況■

（作者單位：安徽省水利規(guī)劃辦公室230022安徽省懷洪新河管理局233000）