深基坑涌水治理技術(shù)總結(jié)(27頁(yè))

1、三號(hào)線D3-TA05標(biāo)土建工程上元門(mén)站深基坑涌水治理技術(shù)總結(jié)中鐵隧道局集團(tuán)有限公司2017年11月第一部分 工程簡(jiǎn)介第二部分 基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置第三部分 補(bǔ)充勘察情況第四部分 不良地質(zhì)對(duì)工程的影響分析第五部分 不良地質(zhì)處理方案第六部分 特殊工藝介紹第七部分 經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)主要內(nèi)容6m11m9m19m3層 條基5層 條基6層 條基2層 條基4層 條基17.9m45m40.5m18m24.4m11.9m150.1m南京地鐵三號(hào)線上元門(mén)站位于中央北路與永濟(jì)大道路口下方，場(chǎng)地地貌屬于長(zhǎng)江一級(jí)階地崗地區(qū)和長(zhǎng)江漫灘平原區(qū)過(guò)渡區(qū)；站位地理環(huán)境相當(dāng)有特點(diǎn)，處于幕府山和老虎山之間的夾溝中。主體基坑208.5米，標(biāo)準(zhǔn)

2、段寬度25.5米，基坑開(kāi)挖深度2428米。西側(cè)緊鄰主體基坑的有多棟建筑。建筑物基礎(chǔ)一側(cè)在巖石地基上，一側(cè)在土層上。車(chē)站東側(cè)有4根改移后大口徑主供水管。一期二期第一部分 工程簡(jiǎn)介 1、周邊環(huán)境詳勘報(bào)告中地質(zhì)鉆孔平面布置圖根據(jù)詳勘報(bào)告顯示，在鉆孔S6K11、S6K15、S6Z16基巖中揭露斷層角礫巖，角礫大小懸殊，棱角狀，無(wú)定向性條帶分布，裂隙內(nèi)充填有細(xì)脈、動(dòng)力膜，未見(jiàn)壓滑鏡面等，初判為張扭性斷層，斷層內(nèi)巖芯膠結(jié)較好，對(duì)工程影響相對(duì)較小。芯樣照片地質(zhì)勘探孔第一部分 工程簡(jiǎn)介 2、工程地質(zhì)地墻底線開(kāi)挖底線基巖面詳勘報(bào)告中基坑西側(cè)地質(zhì)縱斷面第一部分 工程簡(jiǎn)介 2、工程地質(zhì)詳勘報(bào)告中基坑?xùn)|側(cè)地質(zhì)縱斷面基

3、巖面開(kāi)挖底線地墻底線第一部分 工程簡(jiǎn)介 2、工程地質(zhì)車(chē)站主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，因第四紀(jì)覆蓋層厚，地下連續(xù)墻底部入巖，考慮連續(xù)墻成槽時(shí)間長(zhǎng)，槽壁采用攪拌樁加固。豎向采用六道+一道換撐的支撐體系，其中第一道支撐為鋼筋混凝土支撐，其余支撐為鋼支撐。同時(shí)在基坑內(nèi)設(shè)置一排臨時(shí)中立柱，立柱基礎(chǔ)為直徑1200mm的鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)深度入中風(fēng)化巖2.5m。標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)橫剖面中風(fēng)化巖第一部分 工程簡(jiǎn)介 3、基坑支護(hù)與支撐體系設(shè)計(jì)概況基坑涌水位置平面圖涌水區(qū)域第二部分 基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置 2014年元月18日，基坑開(kāi)挖到負(fù)18米深度（剩余6米到基底）時(shí)，在坑內(nèi)14軸附近，靠近西側(cè)地連墻區(qū)域出現(xiàn)基底涌水，

4、出水量約30m3/h并攜帶大量泥砂。基坑涌水情況出險(xiǎn)后，現(xiàn)場(chǎng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取涌水點(diǎn)袋裝水泥反壓措施，初步控制基坑險(xiǎn)情。同時(shí)在基坑西側(cè)進(jìn)行鉆孔排查基坑涌水原因。在引孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在巖溶。經(jīng)專(zhuān)題會(huì)議研究決定實(shí)施補(bǔ)充勘探。水泥堆碼反壓險(xiǎn)情排查第二部分 基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置 險(xiǎn)情初步得到控制后，自2014年1月21日至2014年3月17日，在坑內(nèi)外實(shí)施了補(bǔ)充勘察。共鉆孔118個(gè)，其中坑外90個(gè)孔，坑內(nèi)28個(gè)孔，提供坑內(nèi)外縱斷面3個(gè)，坑內(nèi)橫斷面9個(gè)。 經(jīng)補(bǔ)勘揭露了一條橫穿基坑的斷裂破碎帶，以及施工區(qū)域存有大量的巖溶分部。補(bǔ)充勘探孔補(bǔ)充勘查勘探孔平面布置圖第三部分 補(bǔ)充勘察情況斷裂破碎帶巖芯照片斷裂破

5、碎帶由西向東逐漸增大，呈大喇叭狀，寬度約40米寬。破碎帶的巖性為白云巖，呈粗砂或礫砂狀（局部呈碎塊狀），透水性較好，推測(cè)為基坑內(nèi)涌水的來(lái)源和主要通道。斷裂破碎帶分布平面圖第三部分 補(bǔ)充勘察情況破碎帶基坑底補(bǔ)勘后巖層分界面溶洞卡錘地連墻實(shí)際底面線地連墻設(shè)計(jì)底面線地連墻設(shè)計(jì)底面線補(bǔ)勘后巖層分界面原地勘報(bào)告巖層分界面溶洞破碎帶卡錘地連墻實(shí)際底面線補(bǔ)充勘查東側(cè)地質(zhì)縱剖面原地勘報(bào)告巖層分界面補(bǔ)充勘查西側(cè)地質(zhì)縱剖面第三部分 補(bǔ)充勘察情況補(bǔ)勘所揭示的破碎帶、大量的巖溶，對(duì)工程施工風(fēng)險(xiǎn)控制影響的方面如下：1）依據(jù)原詳勘資料，原設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)入中風(fēng)化巖2.5m。補(bǔ)勘后因巖溶和破碎帶的影響，造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際有效嵌固

6、深度不足，繼續(xù)開(kāi)挖易引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。 2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)未有效阻斷基坑內(nèi)外水力聯(lián)系，存在坑外地下水繞流進(jìn)入基坑的情況。 3）坑內(nèi)破碎帶屬于幕府山-焦山斷裂（F5），透水性強(qiáng)，且同長(zhǎng)江存在水力聯(lián)系。 4）坑內(nèi)14軸以南段格構(gòu)柱基礎(chǔ)樁深度為基底下2.5米。其中有四根基礎(chǔ)樁底處于破碎帶內(nèi)，承載力不足，影響基坑支撐體系穩(wěn)定。地質(zhì)橫剖面巖層分界示意第四部分 不良地質(zhì)對(duì)工程的影響分析針對(duì)這一特殊地質(zhì)、特殊工況，先后組織召開(kāi)了地質(zhì)方面、風(fēng)險(xiǎn)控制方面以及廣州地鐵類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)相關(guān)人員的三次專(zhuān)家評(píng)審會(huì)。確定了破碎帶、巖溶區(qū)域坑內(nèi)外壓密注漿、支撐體系調(diào)整、格構(gòu)柱基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)等一系列處置方案。該方案并通過(guò)2014年4月21日

7、南京市專(zhuān)家（院士）委員會(huì)的審查。第五部分 不良地質(zhì)處理方案基坑范圍不良地質(zhì)加固處理平面圖第五部分 不良地質(zhì)處理方案 1、坑內(nèi)外注漿、旋噴加固第六道混凝土支撐平面布置圖第六道混凝土支撐橫截面C50混凝土澆筑調(diào)整后基坑支撐體系橫斷面第五部分 不良地質(zhì)處理方案 2、內(nèi)支撐體系加強(qiáng)格構(gòu)柱基礎(chǔ)微型鋼管樁補(bǔ)強(qiáng)方案平面圖 在距原臨時(shí)立柱樁邊約600mm處補(bǔ)充打設(shè)8根直徑89mm（開(kāi)孔尺寸108mm） t=5mm無(wú)縫鋼管，其中基底以下15米范圍內(nèi)采用鋼花管進(jìn)行注漿，提高其側(cè)阻力，基坑開(kāi)挖面以上為鋼實(shí)管。隨著基坑后續(xù)開(kāi)挖，將該8根微型樁外露實(shí)心鋼管與原臨時(shí)立柱采用焊接鋼板連接形成受力整體，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)后可承

8、擔(dān)原樁基礎(chǔ)荷載。 臨時(shí)立柱樁基坑底微型鋼管樁補(bǔ)強(qiáng)方案剖面圖臨時(shí)鋼立柱微型鋼管樁豎向連接鋼板水平連接鋼板微型鋼管樁鋼花管注漿第五部分 不良地質(zhì)處理方案 3、格構(gòu)柱加強(qiáng) 問(wèn)題一：坑外集中注漿對(duì)支護(hù)體系穩(wěn)定性造成影響因坑外大面積集中注漿產(chǎn)生的瞬時(shí)壓力過(guò)大，造成對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)支撐產(chǎn)生過(guò)大附加應(yīng)力。該瞬時(shí)軸壓力超過(guò)設(shè)計(jì)支撐軸力時(shí)，造成鋼支撐的彎曲變形?？油庾{期間坑內(nèi)第四道混凝土支撐軸力維持在9000KN左右，超過(guò)設(shè)計(jì)允許值。2014年3月11日，基坑內(nèi)出現(xiàn)三根鋼支撐彎曲，現(xiàn)場(chǎng)加固施工全部暫停，并對(duì)異常部位采取加撐補(bǔ)強(qiáng)措施。坑外集中鉆孔注漿鋼支撐彎曲“U”型抱箍脫落第五部分 不良地質(zhì)處理方案 4、處理過(guò)

9、程中遇到的問(wèn)題問(wèn)題二：坑內(nèi)注漿造成格構(gòu)柱位移、隆起破碎帶范圍內(nèi)有4根臨時(shí)立柱樁基礎(chǔ)深度為底板下2.5m（設(shè)計(jì)深度），小于注漿加固深度?？觾?nèi)加固注漿造成格構(gòu)柱基礎(chǔ)樁位移和隆起，混凝土支撐在與格構(gòu)柱相交節(jié)點(diǎn)部位的開(kāi)裂。現(xiàn)場(chǎng)采用800鋼支撐對(duì)開(kāi)裂的混凝土支撐進(jìn)行加強(qiáng)。支撐縱向支撐縱向格構(gòu)柱位移格構(gòu)柱隆起、支撐梁橫向開(kāi)裂格構(gòu)柱隆起、支撐梁橫向開(kāi)裂增加800鋼支撐加強(qiáng)第五部分 不良地質(zhì)處理方案 4、處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題坑內(nèi)注漿引孔涌水情況問(wèn)題三：動(dòng)水條件下坑內(nèi)鉆孔難度大注漿孔鉆進(jìn)至破碎帶后孔內(nèi)涌水量大、水壓高，且因圍巖極其破碎，經(jīng)常出現(xiàn)坍孔、埋鉆情況，須反復(fù)洗孔鉆進(jìn)，成孔難度極大?？觾?nèi)鉆孔芯樣第五部分

10、不良地質(zhì)處理方案 4、處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題問(wèn)題四：注漿后土體隆起對(duì)第六道混凝土支撐造成破壞基坑加固注漿到一定程度后，因注漿面隆起，第五道鋼支撐與開(kāi)挖面高度不足，且補(bǔ)充架設(shè)鋼支撐后支撐間距較密，造成坑內(nèi)注漿無(wú)法均勻覆蓋整個(gè)破碎帶，存在一定的注漿盲區(qū)。因此，基坑繼續(xù)下挖至第六道混凝土支撐高度，在完成混凝土支撐澆筑并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再次組織加固注漿施工。注漿造成坑內(nèi)土體大面積隆起抬升并作用于第六道混凝土支撐底部，導(dǎo)致支撐隆起開(kāi)裂。注漿期間須反復(fù)對(duì)支撐底部土體進(jìn)行開(kāi)挖卸載，降低對(duì)支撐梁的影響。第五部分 不良地質(zhì)處理方案 4、處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題問(wèn)題五：動(dòng)水條件下注漿利用率低、工效低因坑內(nèi)動(dòng)水壓力大，鉆孔

11、涌水流速急，且破碎帶范圍第四紀(jì)覆蓋層厚度薄，在作業(yè)面止?jié){條件很差的情況下，水泥-水玻璃雙液漿在動(dòng)水作用下，大量漿液被動(dòng)水分散，坑內(nèi)注漿固結(jié)地層的利用率很低。為解決動(dòng)水條件下注漿加固效率及效果問(wèn)題，經(jīng)參建各方共同討論后邀請(qǐng)山東大學(xué)科研人員對(duì)基坑采用多種物探手段進(jìn)行“基坑破碎帶底層含導(dǎo)水構(gòu)造探查”，并根據(jù)探查結(jié)果采用凝固時(shí)間更快、抗分散性更好的新型注漿材料GT-1代替水玻璃，在普通雙液注漿已基本形成隔水層的前提下，有針對(duì)性的對(duì)相對(duì)薄弱、高水壓區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充加固。物 探GT-1注漿模袋注漿管膏狀速凝效果模袋管封孔效果第五部分 不良地質(zhì)處理方案 4、處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題破碎帶上部覆土為第四紀(jì)軟弱地層，且

12、在負(fù)壓動(dòng)水條件下注漿。在常規(guī)工藝注漿過(guò)程中漿液隨動(dòng)水沿注漿管（鉆桿）與孔壁間跑漿流失，造成注漿壓力不能滿足工藝要求，尤其是在涌水較為集中范圍漿液無(wú)法有效注入地層。模袋注漿管由注漿管及注漿管外束濾布模袋兩部分組成。鉆孔成孔后，將模袋注漿管安裝入鉆孔，先對(duì)濾布模袋（封閉空間）進(jìn)行普通雙液注漿，使濾布模袋膨脹擠密注漿管與地層間隙，達(dá)到封固注漿管的目的。成型模袋注漿管模袋管封孔效果第五部分 新型工藝介紹 2、模袋法注漿封孔工藝1、雙管、雙濾輕型井點(diǎn)工藝在坑內(nèi)破碎帶加固后期緊鄰格構(gòu)柱位置局部仍有透水通道，因坑內(nèi)注漿已經(jīng)造成格構(gòu)柱和支撐梁的嚴(yán)重隆起。結(jié)合格構(gòu)柱隆起分析，格構(gòu)柱底部持力層已達(dá)到加固效果。格構(gòu)

13、柱周邊3米范圍內(nèi)不能再注漿，為確保后續(xù)開(kāi)挖和結(jié)構(gòu)施工安全，對(duì)該區(qū)域涌水采取了井點(diǎn)降水，達(dá)到有序抽排、降低水壓的目的。因輕型井點(diǎn)鉆孔過(guò)程中大量涌水涌砂且孔壁易坍塌，輕型井井管須依靠動(dòng)力方可安裝到位，在井管安裝過(guò)程中造成濾網(wǎng)破損，所以采取雙管雙濾的輕型井點(diǎn)降水工藝。第六部分 特殊工藝介紹2、雙管、雙濾輕型井點(diǎn)工藝輕型井點(diǎn)降水第六部分 特殊工藝介紹第七部分 經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)通過(guò)本工程深基坑在穿越不良地質(zhì)施工過(guò)程中出險(xiǎn)、應(yīng)急處置、加固處理、涌水治理等一系列處置方案的實(shí)施，不僅積累了大量的工程技術(shù)、管理經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也為今后類(lèi)似工程提供了借鑒。但在獲取寶貴經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也需要總結(jié)一下施工過(guò)程中存在的不足：1、加強(qiáng)對(duì)工程不良地質(zhì)的的預(yù)判分析，過(guò)程中出現(xiàn)異常地質(zhì)情況應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)單位、勘察單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)確認(rèn)。