深圳數(shù)碼城地鐵車站基坑涌水及處理技術(shù)

戈仁杰

（中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司，北京 101100）

巖溶地質(zhì)對地鐵車站基坑的設計施工及運營維護安全性具有較大影響。當基坑底部下覆土層自重不足以平衡承壓水頭差時，地下水將沖毀土層造成突涌災害。同時，基坑涌水導致地下水位下降可能會進一步造成周邊房屋開裂和不均勻沉降。

本文以深圳數(shù)碼城地鐵站基坑工程為例，數(shù)碼城站處于灰?guī)r地層系巖溶強發(fā)育地區(qū)，在工程施工前以對地下溶洞進行過處理，但近期車站周邊房屋仍出現(xiàn)建筑開裂、沉降現(xiàn)象。經(jīng)補充勘察房屋為淺基礎下方存在溶洞，初步判斷與巖溶裂隙水發(fā)育存在關(guān)聯(lián)。為確?；蛹爸苓叚h(huán)境安全，結(jié)合車站基坑巖溶裂隙水滲漏情況，進行研究，旨在快速、有效解決基坑裂隙水問題阻斷基坑與外部裂隙水聯(lián)系。

1 工程概況

數(shù)碼城站是深圳市城市軌道交通16號線工程第4座車站，位于黃閣路與清林路交叉口，沿黃閣路南北向布置。車站為地下一層側(cè)式站臺車站，車站長514.36m，主體結(jié)構(gòu)寬度16.5~77.6m，基坑深度12.7~18.4m。場地地層巖性較復雜，覆蓋層主要為全新統(tǒng)人工填土層、上更新統(tǒng)沖洪積層、殘積層，下伏基巖為石炭系下統(tǒng)石蹬子組灰?guī)r和測水組砂巖。場地地下水主要有松散巖類孔隙水、裂隙巖溶水。車站主體范圍內(nèi)巖溶強發(fā)育，因此，需要對車站主體范圍內(nèi)溶洞進行處理。

車站圍護結(jié)構(gòu)采用直徑1000mm@750套管咬合樁，主要依靠圍護結(jié)構(gòu)套管咬合樁對基坑周邊進行封閉截斷基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系，基底通過將溶洞充填密實再注漿的方式防止基坑外的巖溶水通過溶洞進入基坑內(nèi)?；觾?nèi)每隔15m設置降水井，土層開挖采用隨挖隨降的方式，將地下水降至開挖面以下約1m；巖層采用明排的方式排水。車站共設置兩道鋼筋混凝土支撐，第一道支撐為800×1000mm混凝土米字型支撐和1000×1000mm混凝土桁架支撐，典型水平間距為9m ，端頭井間距約4m；第二道支撐為800×1000mm混凝土米字型支撐和1200×1200mm混凝土桁架支撐，典型水平間距為9m，端頭井范圍支撐為800×1000mm鋼筋砼支撐，間距約為4m。如圖1、圖2所示。

圖1 數(shù)碼城站主體圍護結(jié)構(gòu)平面圖

圖2 數(shù)碼城站主體圍護結(jié)構(gòu)橫剖面圖

2 周邊建筑物險情及基坑涌水情況

2.1 周邊建筑物險情

位于黃閣路與清林路交叉處的龍崗中專實訓樓建于 2003 年，整棟樓由東側(cè)段和西側(cè)段組成，東西兩側(cè)之間有伸縮縫。2004 年起，先后發(fā)現(xiàn)東側(cè)段的北側(cè)、南側(cè)墻體開裂。截至2019 年 11 月 22 日，監(jiān)測報告提示，沉降情況大體穩(wěn)定，可觀測使用。2020 年 4 月 29 日報告提示，西側(cè)段大體穩(wěn)定，東側(cè)段出現(xiàn)不均勻沉降。其中，1#、3#、4#監(jiān)測點，以 2019年 12 月 24 日監(jiān)測數(shù)據(jù)為基準，至 2020 年 5月 27 日，5 個月累計沉降分別為 18.9、36.4、34.2mm。大樓東側(cè)段出現(xiàn)墻體、梁、柱開裂，門窗因擠壓無法開啟等情況，西側(cè)段近期也出現(xiàn)墻體、地面裂縫情況。目前東側(cè)段實訓樓已于2020年8月被拆除。數(shù)碼城站周邊情況如圖3所示。

圖3 數(shù)碼城站周邊環(huán)境情況示意圖

天健現(xiàn)代城居民樓，主體框架結(jié)構(gòu)地下2層停車場，地面層樓22層；晶晶幼兒園淺基礎地面2層局部3層，無地下室結(jié)構(gòu)。于2020年6月墻體出現(xiàn)開裂，當時車站北端未進行開挖，距離車站開挖面最小凈距380m。

2.2 基坑涌水情況

車站車站主體基坑在2020年5月開挖A區(qū)到底時，出現(xiàn)基底裂隙涌水情況，采用進行后退式注漿封堵，并進行抽排。如圖4。

圖4 車站南段（A區(qū)）基底涌水點分布（Q1~Q5）

3 涌水原因分析及處理措施

3.1 涌水原因

經(jīng)補充勘察，該建筑物原地基下存在溶洞未進行處理，采用潛基礎形式始終存在不均勻沉降。

結(jié)合數(shù)據(jù)分析和地勘情況顯示基底以下5~20m存在微風化灰?guī)r，基巖裂隙水具有承壓性，上部約15m的土層開挖后，承壓性增大，繼而沿裂隙發(fā)育涌出，基坑外的基巖裂隙超過了咬合樁樁底，坑外與基坑可能存在水力聯(lián)通造成失水。

3.2 處理措施

3.2.1 處理方案

基于對基坑裂隙水及周邊建筑沉降原因的分析，以及多次專題會各方的建議和對策，同時綜合當前基坑監(jiān)測情況及周邊環(huán)境變化情況，為確保安全，制定處理方案總體思路如下：

(1)車站基坑設計最深處是換乘段，深度為22.4m，目前已開挖約8.8m，圍護結(jié)構(gòu)嵌固深度為2.5m。附屬結(jié)構(gòu)開挖深度12.5m，圍護結(jié)構(gòu)嵌固深度為2m。隨著基坑向下進一步開挖，基坑內(nèi)裂隙水降水面逐漸下降，影響范圍也會擴大。為防止基坑外裂隙水進入坑內(nèi)，對即將開挖的換乘段基底以下一定深度范圍內(nèi)的溶蝕裂隙采用雙液漿注漿加固，封堵巖溶裂隙水滲流通道；

(2)因車站A出入口后續(xù)開挖基坑距離龍崗中專未拆除的西側(cè)樓最小凈距僅5m，B號出入口距離已開裂房屋天健晶晶幼兒園最小凈距8m，對開挖及基底以下一定深度范圍內(nèi)的溶蝕裂隙采用雙液漿注漿加固，封堵巖溶裂隙水滲流通道。

3.2.2 注漿范圍及注漿深度

(1) 注漿范圍

基底采用滿堂注漿加固，加固深度為基底以下5m，具體如圖5所示。

圖5 基坑滲水區(qū)域注漿加固范圍示意圖

(2) 注漿孔間距

注漿孔間距取2m×2m，原則上在巖溶處理階段布設過注漿孔的區(qū)域不在設注漿孔，如處理過巖溶的區(qū)域仍有較大涌水，則重新布設注漿孔。注漿孔布置見圖5。

(3) 注漿材料

1)注漿管：采用A48×3.25mm鋼管，長5m;

2)漿液:采用雙液漿。其中水泥采用S.P.O.42.5,水玻璃波美度≥30；

3）注漿壓力：終孔壓力取2MPa。

4 結(jié)語

本文分析了數(shù)碼城車站基坑涌水的原因并提出了處理措施。

（1）該建筑物原地基下存在溶洞未進行處理，采用潛基礎形式始終存在不均勻沉降。而車站車站主體基坑在2020年5月開挖A區(qū)到底時，出現(xiàn)基底裂隙涌水情況。

（2）車站基坑設計最深處是換乘段，隨著基坑向下進一步開挖，基坑內(nèi)裂隙水降水面逐漸下降，影響范圍也會擴大。為防止基坑外裂隙水進入坑內(nèi)，對即將開挖的換乘段基底以下一定深度范圍內(nèi)的溶蝕裂隙采用雙液漿注漿加固，封堵巖溶裂隙水滲流通道。

（3）因車站出入口距離周邊建筑物過近，為有效減少基坑開挖對周邊建筑物產(chǎn)生開裂、沉降的有害影響。因此，對開挖及基底以下一定深度范圍內(nèi)的溶蝕裂隙采用雙液漿注漿加固，封堵巖溶裂隙水滲流通道。