常州地鐵1號(hào)線地下連續(xù)墻缺陷處理對(duì)策

禹鵬飛

(中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司，北京 101100)

0 引言

基坑開(kāi)挖前，需要在地面上采用挖槽機(jī)械沿著工程周邊開(kāi)挖出一條狹長(zhǎng)深槽，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后灌筑水下混凝土，筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁。這種鋼筋混凝土墻壁，稱作地下連續(xù)墻，能起到截水、防滲、承重、擋土的作用。地下連續(xù)墻具有剛度大、強(qiáng)度高、適用范圍大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于深基坑尤其是地鐵車站基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)中[1]。地下連續(xù)墻是基坑重要的防水結(jié)構(gòu)之一，如果地下連續(xù)墻存在某些缺陷(如接縫質(zhì)量存在問(wèn)題)，會(huì)給基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防水性能帶來(lái)巨大威脅，甚至導(dǎo)致涌水、涌沙等危險(xiǎn)現(xiàn)象[2-4]。因而如何處理地下連續(xù)墻缺陷是一個(gè)關(guān)系基坑安全的重要問(wèn)題，也是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題[5-8]。通常采用增加地下連續(xù)墻槽段、鉆孔灌注樁或高壓噴射注漿等方法對(duì)墻體進(jìn)行結(jié)構(gòu)性補(bǔ)強(qiáng)和止水修復(fù)[9]，但都需要較大的工程投入。在實(shí)際施工過(guò)程中，可以考慮采用比較靈活的方式進(jìn)行有針對(duì)性的處置。

本文結(jié)合常州地鐵1號(hào)線科教城北站地下連續(xù)墻缺陷處理實(shí)踐，針對(duì)不同缺陷，分別采用不同的處理方式，為類似工程提供借鑒和參考。

1 工程概況

常州地鐵1號(hào)線科教城北站位于花園街與滆湖中路交叉口處，沿花園街南北向布置。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)段基坑深16.7 m，采用 800 mm厚地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻厚700 mm，端頭井側(cè)墻厚800 mm。車站頂板厚900 mm，中板厚450 mm，底板厚1 000 mm。側(cè)墻為800 mm厚地下連續(xù)墻+700 mm厚內(nèi)襯墻的復(fù)合墻。車站總長(zhǎng)208.8 m,標(biāo)準(zhǔn)段寬19.7 m。車站線路由南向北為 2‰的上坡，結(jié)構(gòu)頂板覆土約 3.0 m。車站共設(shè)2組風(fēng)亭和3個(gè)出入口。車站總建筑面積 11 942.7 m2，采用明挖法施工。

車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻分為NQ××(車站北端連續(xù)墻)、SQ××(車站南端連續(xù)墻)、WQ××(車站西側(cè)連續(xù)墻)、EQ××(車站東側(cè)連續(xù)墻)4類，共計(jì)86幅。地下連續(xù)墻厚度為0.8 m，槽深約30.5～36.5 m，采用H型鋼接頭，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35(水下)，詳見(jiàn)表1。

表1 科教城北站地下連續(xù)墻分幅表

2 地下連續(xù)墻缺陷處理

2.1 滲漏可能原因分析

地下連續(xù)墻在基坑支護(hù)當(dāng)中屬于較為穩(wěn)定和抗?jié)B透性較好的措施。但是由于地下連續(xù)墻施工的不連續(xù)性、施工質(zhì)量、偶發(fā)因素等原因，在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，地下連續(xù)墻常常會(huì)產(chǎn)生程度不一的滲透漏水情況。具體原因從施工角度大致可以分為如下幾種：

1)相鄰兩幅地下連續(xù)墻垂直度因施工質(zhì)量而產(chǎn)生一定的偏差，接縫處存在較大的縫隙而發(fā)生滲漏水、涌沙等現(xiàn)象。此施工偏差常常會(huì)導(dǎo)致較大的滲漏問(wèn)題，甚至?xí)＜罢麄€(gè)地下連續(xù)墻的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

2)相鄰兩幅地下連續(xù)墻接頭處未進(jìn)行徹底處理，刷壁留有殘余，最終造成接縫處產(chǎn)生漏水、涌沙的現(xiàn)象。這種施工質(zhì)量問(wèn)題在現(xiàn)場(chǎng)較為常見(jiàn)，很難做到萬(wàn)無(wú)一失，施工時(shí)需要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，從源頭減少此類問(wèn)題的出現(xiàn)。

3)混凝土澆筑過(guò)程中產(chǎn)生繞流現(xiàn)象，侵入地下連續(xù)墻的接縫內(nèi)部而未清除干凈，最后造成接縫處漏水。

4)地下連續(xù)墻在澆筑混凝土的過(guò)程中因?yàn)樽o(hù)壁質(zhì)量問(wèn)題而發(fā)生塌孔、夾泥等現(xiàn)象，造成滲漏水、涌沙，這是出現(xiàn)嚴(yán)重管涌的主要原因之一，需要在施工過(guò)程中嚴(yán)格把控護(hù)壁質(zhì)量。

2.2 地下連續(xù)墻縫(洞)管涌處理

1)輕微管涌處理

當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻的縫(洞)出現(xiàn)輕微管涌并且管涌存在較為明顯的水壓力時(shí)，處理方法如圖1所示。

圖1 輕微管涌處理示意圖

處理步驟如下：

①處理漏水部位，使之能夠適合導(dǎo)流管的設(shè)置。②根據(jù)不同的漏水規(guī)模插設(shè)不同直徑的導(dǎo)流管，以減小水頭壓力，為后續(xù)封堵提供條件。導(dǎo)流管長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)堆積的封堵材料，但不宜過(guò)長(zhǎng)。③在導(dǎo)流管和墻體之間采用封堵材料(如堵漏靈、雙快水泥等)進(jìn)行封堵。④封堵導(dǎo)流管。⑤在地下連續(xù)墻外側(cè)進(jìn)行相應(yīng)的止水處理，如采用注漿處理或旋噴樁止水等方式。

2)嚴(yán)重管涌處理

在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，如果地下連續(xù)墻縫(洞)出現(xiàn)嚴(yán)重管涌的現(xiàn)象，此時(shí)由于水頭壓力較大，采用上述輕微管涌處理方法有一定難度，處理效果有限，可采用圖2所示的方法處理。

圖2 嚴(yán)重管涌處理示意圖

嚴(yán)重管涌時(shí)采用鋼板封堵，鋼板大小視漏水情況而定，處理步驟如下：

①對(duì)地下連續(xù)墻漏水點(diǎn)附近進(jìn)行剔鑿處理，以滿足鋼板的設(shè)置。②把封堵鋼板緊貼于地下連續(xù)墻漏水點(diǎn)附近，使鋼板上的導(dǎo)流鋼管正對(duì)漏水點(diǎn)，通過(guò)泄流來(lái)減小水頭壓力，為后續(xù)封堵創(chuàng)造條件。鋼板大小以800 mm×800 mm為宜，不宜過(guò)大，以免過(guò)重難以操作。③打入膨脹螺栓，使封堵鋼板固定在地下連續(xù)墻上。④采用棉紗拌和油脂材料(黏狀油脂)及堵漏靈(50%水乳型)或快硬水泥進(jìn)行封邊和裂隙填充。⑤在封堵鋼板和地下連續(xù)墻的黏結(jié)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)關(guān)閉閥門。⑥在地下連續(xù)墻外側(cè)進(jìn)行相應(yīng)的止水處理，如采用注漿處理或旋噴樁止水等方式。

2.3 開(kāi)挖面的陰角部位管涌處理

上述管涌處理主要是針對(duì)地下連續(xù)墻平面處的漏水現(xiàn)象，如果基坑開(kāi)挖過(guò)程中，地下連續(xù)墻與開(kāi)挖土體的陰角部位出現(xiàn)管涌現(xiàn)象，可采用圖3所示方法進(jìn)行處理。

圖3 陰角管涌處理示意圖

處理步驟如下：

①對(duì)地下連續(xù)墻管涌部位墻體進(jìn)行處理，插入導(dǎo)流管，導(dǎo)流管直徑不宜小于100 mm，且要加裝閥門。②用袋裝水泥筑兩道圍堰，其中第二道圍堰高度要超過(guò)第一道圍堰，兩道圍堰之間視導(dǎo)流管長(zhǎng)度而留有一定空間。③在第一道圍堰內(nèi)填入碎石，加蓋板，同時(shí)施加一定的壓力，此道圍堰碎石需確保填滿，以起到過(guò)濾管涌泥沙的作用。④在第二道圍堰與地下連續(xù)墻形成的空倉(cāng)內(nèi)澆筑混凝土或水泥漿液，同時(shí)灌入水玻璃，使之快速凝固。⑤待混凝土或水泥達(dá)到一定強(qiáng)度(約70%以上)后關(guān)閉閥門。⑥在地下連續(xù)墻外側(cè)進(jìn)行相應(yīng)的止水處理，如采用注漿處理或旋噴樁止水等方式。⑦拆除圍堰，繼續(xù)下一階段施工。

2.4 緊急情況處理

若地下連續(xù)墻夾泥嚴(yán)重，開(kāi)挖時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重涌水、涌沙現(xiàn)象，需立即回填土反壓，并在涌水口相對(duì)應(yīng)的地下連續(xù)墻迎土面進(jìn)行注漿處理或者用旋噴樁止水加固。旋噴樁機(jī)安置在成孔樁位上，確保最終樁位偏差不得大于50 mm，成樁垂直度不大于1%。將旋噴樁芯管插入孔內(nèi)，在插管過(guò)程中，為防止泥沙堵塞噴嘴，可邊射水、邊插管。必要時(shí)可增設(shè)一口降水井，降水井深度在基坑底下6 m，降水至基坑底下1 m，減少水壓力，降低風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 處理效果

地鐵車站施工過(guò)程中，先后發(fā)現(xiàn)滲漏水情況9處、濕漬5處、輕微管涌2處，部分輕微管涌及濕漬如圖4所示。通過(guò)上文處理方法及環(huán)氧樹(shù)脂處理，及時(shí)整改相應(yīng)缺陷，如：延政大道站大里程二十單元負(fù)二層西側(cè)墻和十九單元負(fù)一層?xùn)|側(cè)墻發(fā)生輕微管涌現(xiàn)象，通過(guò)導(dǎo)流管加封堵的措施來(lái)處理；延政大道站大里程十九單元負(fù)一層西側(cè)墻和二十單元負(fù)二層?xùn)|側(cè)墻發(fā)生滲漏水現(xiàn)象，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂處理。處理效果良好，后續(xù)未發(fā)生嚴(yán)重管涌的情況。

圖4 輕微管涌及濕漬照片

3 結(jié)論

本文以常州地鐵1號(hào)線科教城北站為工程背景，對(duì)深基坑地下連續(xù)墻可能產(chǎn)生的缺陷問(wèn)題進(jìn)行分析和處理。

1)對(duì)地下連續(xù)墻縫(洞)輕微管涌、嚴(yán)重管涌和陰角部位管涌現(xiàn)象，分別采用導(dǎo)流管加封堵材料、鋼板加膨脹螺栓封堵、導(dǎo)流管加兩道圍堰的方法進(jìn)行治理，同時(shí)制訂了注漿處理或者進(jìn)行旋噴樁止水加固等緊急處理方案。

2)實(shí)踐表明，缺陷處理方案可行，效果理想，車站地下連續(xù)墻沒(méi)有發(fā)生大規(guī)模的管涌現(xiàn)象。

3)常州地鐵1號(hào)線科教城北站地下連續(xù)墻缺陷處理方案表明，在實(shí)際施工過(guò)程中除了增設(shè)地下連續(xù)墻段、鉆孔灌注樁、高壓旋噴等措施外，還可以采用比較靈活的低成本的處理方式。