富水砂層車站圍護結(jié)構(gòu)滲漏水ECR檢測技術(shù)應(yīng)用

邵海龍

（中交一公局集團有限公司，北京 100024）

0 引言

由于地鐵車站位于城區(qū)，周邊環(huán)境風(fēng)險多，基坑開挖過程中如出現(xiàn)涌水涌砂的情況會導(dǎo)致周邊建筑物沉降、開裂以及管線破壞，發(fā)生安全事故，因此控制圍護結(jié)構(gòu)滲漏水是地鐵施工的重難點，目前，國內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)滲漏檢測方法存在工作效率低、結(jié)果準(zhǔn)確度低、設(shè)備穩(wěn)定性差、結(jié)果分析軟件缺乏等問題；FGM-ECR/EFT滲漏水檢測技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地檢查滲漏點，連續(xù)鎖定滲漏目標(biāo)，節(jié)省維修費用，防止?jié)B水塌方事故[2]。

1 工程概況

哈爾濱地鐵3號線某車站圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻設(shè)計，車站周邊主要以住宅、商業(yè)建筑共用用地為主，人流、車流較為密集；車站形式為地下三層島式車站，采用明挖順做法施工，內(nèi)支持采用兩道混凝土支撐加四道鋼支撐體系，地連墻共60幅，墻厚1.0 m，端頭井墻身45 m，標(biāo)準(zhǔn)段42.5 m，入巖深度3.5 m～6.0 m，十字鋼板接頭，地連墻接縫處設(shè)置1根Φ2000MJS工法樁，半圓形樁體。

車站位于哈爾濱市松花江南岸，所處地貌單位為松花江漫灘，場地地形較為平坦，該場地勘查深度內(nèi)所揭露的地層為第四紀(jì)地層。地基土分布不均勻，性質(zhì)變化較大，上部第四紀(jì)地層具有2～3個明顯沉積輪回特征即從上到下顆粒由細到粗分布。表層由雜填土組成，地基土主要由中粗砂夾厚薄不均勻的黏土組成，下部基巖為白堊紀(jì)粉砂質(zhì)泥巖，基坑開挖深度25 m范圍內(nèi)以粉細砂和中砂為主。地下水主要為孔隙潛水，地下水靜止水位埋深為2.0 m左右。

2 ECR檢測技術(shù)

2.1 應(yīng)用背景

車站地處松花江漫灘區(qū)，富水砂層地質(zhì)條件，基坑開挖25 m深度范圍均為富水砂層，同時，車站緊鄰建筑群，環(huán)境風(fēng)險非常高，車站施工最大的風(fēng)險就是基坑開挖階段圍護結(jié)構(gòu)地連墻涌水涌砂，因此，針對圍護結(jié)構(gòu)滲漏水防治項目部開展了一系列研究，包括地連墻設(shè)計入巖加深、墻縫止水措施加強、墻縫外側(cè)MJS止水補強等質(zhì)量加強措施，但最終圍護結(jié)構(gòu)整體隔水質(zhì)量仍無法直觀判定，通過調(diào)研得知ECR滲漏水檢測技術(shù)具有很強的適用性，為此，項目部組織專家會議對地連墻ECR滲漏水檢測進行了適應(yīng)性研討，并邀請參建各方參會，ECR檢測技術(shù)適應(yīng)性獲得大家一致認(rèn)可，隨后項目部在兩座車站開展了實踐應(yīng)用。

2.2 檢測原理

ECR滲漏水檢測技術(shù)通過對地下水中微弱的離子運動進行高靈敏度測量，由此檢測出比較復(fù)雜地下工程結(jié)構(gòu)的滲漏水情況。在出現(xiàn)滲漏水的情況下，即使是輕微的滲流，也會因為水離子的運動，發(fā)生整個地層電場的變化，對于此種變化，通過開發(fā)的多通道多傳感器高精度量測系統(tǒng)，可以探測出電場異常的位置，從而檢測出滲漏點[1]。

2.3 現(xiàn)場檢測

該次滲漏水檢測工作量為車站地連墻圍護結(jié)構(gòu)：總長度為140 m，檢測區(qū)域分A、B 2個檢測區(qū)域，檢測開始前先將檢測區(qū)域開挖至原狀土，利用基坑外側(cè)的既有的水位觀測井來布設(shè)ECR發(fā)射源，以此來產(chǎn)生矢量電場，觀測井發(fā)射深度為35 m，基坑內(nèi)測不同表面位置布設(shè)可移動的負(fù)極（AP），可移動負(fù)極在基坑內(nèi)部按接縫位置均勻布設(shè)間距3 m左右，形成對稱布局，通過發(fā)射源形成強制電場以幾何方向進入基坑內(nèi)部的測量區(qū)域，通過增強示蹤劑來增大流入混凝土結(jié)構(gòu)及墻角下方的滲漏能量，從而探測滲漏區(qū)域。檢測傳感器總計123個。檢測區(qū)域為車站主體內(nèi)部距離地下連續(xù)墻3 m以內(nèi)的區(qū)域。

判定依據(jù)：漏點的標(biāo)準(zhǔn)是測量的能量超過75%以上，體現(xiàn)為一個高能量，這表示有水流通過地下連續(xù)墻流入基坑內(nèi)部。滲點的標(biāo)準(zhǔn)是測量的能量值約在50%到75%時，水流的密集度較低，這體現(xiàn)為可見的墻壁或接縫處細小水流或陰濕。在檢測過程中發(fā)現(xiàn)更小的能量，該值比滲點的能量值更小，是因為墻體上的存在水分。

根據(jù)檢測區(qū)域結(jié)果分析：建議修補點—漏點（有較大水量流入，建議在基坑開挖前預(yù)先加固處理）；注意觀察點—滲點（墻體或地下連續(xù)墻接縫處陰濕或少量水流入，在基坑開挖時注意觀察）在檢測1區(qū)存在2個建議修補點—漏點L1、L2，位于WS2/WS3接縫；WS4/WS5接縫；5個注意觀察點—滲點S1、S2、S3、S4、S5；位于WW1/WW2接縫；WW2/WW3接縫；WW4墻體；WS1墻體；WS7墻體。在檢測2區(qū)存在2個建議修補點—漏點L3、L4，位于WS12/WS13接縫；WS18/WS19接縫；4個注意觀察點—滲點S6、S7、S8、S9；位于WS9墻體；WS11墻體；WS15墻體；WS16/WS17接縫。在檢測3區(qū)存在2個建議修補點—漏點L5、L6，位于WS21/WS22接縫；WE4/WE5接縫；1個注意觀察點—滲點S10，位于WE2墻體；車站總共6個建議修補點—漏點，10個注意觀察點—滲點。

3 滲漏點處理措施

3.1 建議修補點處理措施

根據(jù)ECR檢測結(jié)果，對地連墻接縫6處漏點進行預(yù)加固處理，預(yù)加固順序：從基坑?xùn)|側(cè)向西側(cè)逐一加固（L1- L2-L3- L4- L5- L6），因前期在接縫處外側(cè)有一根半徑1 m的MJS高壓旋噴樁，所以在引孔時點位確定在接縫一側(cè)距離接縫0.9 m、距離地連墻外邊緣0.5 m處，引孔深度30 m，注漿操作從30 m開始進行后退式注漿，9 m位置結(jié)束。漿液采用雙液漿（水泥＋水玻璃），注漿采用雙控指標(biāo)：壓力控制在1 MPa～1.5 MPa，注漿量控制在1 m3。在接縫另一側(cè)對稱位置引孔，引孔深度2 m，作為應(yīng)急注漿孔，減少出現(xiàn)險情時的準(zhǔn)備時間。預(yù)注漿加固孔位布置如圖1所示。

3.2 雙液漿配合比

為了滿足雙液漿具有較短的凝結(jié)時間和初始強度，試驗室進行了各種摻配比例的配合比試驗。材料選擇：水泥規(guī)格為P.042.5，水玻璃規(guī)格：濃度42Be’；經(jīng)過多種摻配和擬合現(xiàn)場實際進行試驗，按不同摻配比例最終確定雙液漿配比為表1中序號3所列，滿足新現(xiàn)場注漿要求；檢測指標(biāo)：試驗室凝結(jié)時間40 s，模擬富水砂層條件下凝結(jié)時間71 s，雙液漿配合比見表1。

表1 雙液漿配合比匯總

圖1 預(yù)注漿加固孔位布置圖

3.3 滲點處理措施

滲點由于水流密度低，不會出現(xiàn)涌砂的風(fēng)險，根據(jù)以往施工類似經(jīng)驗和現(xiàn)場實際情況。采取2種治理方案。1）針對墻體、墻縫滲水濕漬情況，采取注聚氨酯堵漏＋快硬硫鋁酸鹽水泥封堵方案治理。2）針對墻體、墻縫有細小水流情況或有明顯夾泥砂缺陷，采用注聚氨酯＋快硬硫鋁酸鹽水泥＋鋼板封壓方案。

3.4 其他預(yù)防措施

ECR檢測滲漏水部位開挖前進行局部超前探挖，先采用人工掏槽開挖檢測滲漏水位置，每次探挖到開挖面以下2 m，無漏砂漏水現(xiàn)象方可繼續(xù)開挖，基坑開挖階段進行不間斷跟蹤檢查巡視，發(fā)現(xiàn)情況及時上報并采取應(yīng)急措施。

4 滲漏點治理效果

為了檢查滲漏點治理效果，在車站基坑開挖的過程中，重點關(guān)注滲漏點位置開挖情況，詳細記錄開挖面缺陷，滲漏水情況，到基坑開挖完為止，未出現(xiàn)大的滲漏水情況，個別漏點范圍局部有滲水情況，但未發(fā)現(xiàn)較大的滲流和涌砂涌水情況，滲點范圍內(nèi)有濕漬情況，相應(yīng)情況都采取了相應(yīng)的解決措施，達到了基坑開挖安全質(zhì)量管理最終的目標(biāo)。

5 結(jié)語

地連墻ECR滲漏水檢測的準(zhǔn)確度可以達到90%以上，具體的滲漏點位置評估的精度誤差小于3 m，結(jié)合“地連墻滲漏水絕大多數(shù)發(fā)生在接縫處”的經(jīng)驗規(guī)律，檢測結(jié)果可以滿足地連墻滲漏水預(yù)處理的要求，車站開挖未出現(xiàn)涌水涌砂情況，有效地保證了施工生產(chǎn)安全，杜絕基坑、隧道滲水和塌方以及由此引起的周圍建構(gòu)筑物不均勻沉降、管線裂縫等事故的發(fā)生，有力地保障了工程建設(shè)和人民公共財產(chǎn)安全。