謝其勇
(武漢地鐵集團(tuán)有限公司,湖北 武漢 430030)
武漢地鐵4號(hào)線二期工程全長(zhǎng)16.745公里,該線設(shè)高架車站2座、地下車站11座。本次涌水事故發(fā)生在復(fù)興路站,該站長(zhǎng)157.3m,寬23.1m(端頭28.1m),深23.7m,地下三層結(jié)構(gòu),采用半蓋挖法施工。設(shè)7道支撐,1、4道為鋼筋混凝土支撐,其余為鋼支撐。險(xiǎn)情發(fā)生于2013年元月,當(dāng)時(shí)復(fù)興路站完成第一至四道支撐及東端頭第五、六道鋼支撐;東端頭38m底板施工完畢,第三段已挖至第四、第五道支撐。
車站場(chǎng)地屬長(zhǎng)江Ⅰ級(jí)階地地貌,地面標(biāo)高在23.14~24.6m之間。
勘察報(bào)告揭示場(chǎng)地地下水按其賦存條件分為上層滯水和孔隙承壓水兩種種類型。
(1)上層滯水主要賦存于填土(Qml)中,水位不連續(xù),無(wú)統(tǒng)一自由水面,大氣降水及地表水入滲是其主要的補(bǔ)給來(lái)源??辈炱陂g測(cè)得其初見(jiàn)水位埋深為1.5~5.8m。
(2)孔隙承壓水主要賦存于(4-1)粉砂夾粉土、粉質(zhì)粘土、(4-2)粉砂、(11-1)細(xì)砂混粉質(zhì)粘土、(11-2)中細(xì)砂混粉質(zhì)粘土、(12)中粗砂混礫、卵石之中,與長(zhǎng)江水具有一定的水力聯(lián)系,其水位受長(zhǎng)江水位變化的影響,水量豐富,其上覆粘性土層及下伏基巖為相對(duì)隔水頂、底板。
勘察報(bào)告指出:該場(chǎng)地承壓水水頭高度為8.00m,相當(dāng)于標(biāo)高17.58m(地下6m)(2009年11月~12月),根據(jù)武漢市承壓水水頭變化規(guī)律,在豐水期時(shí)場(chǎng)內(nèi)承壓水水頭要比枯水期時(shí)高2.0~3.0米。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用為1m厚地連墻結(jié)構(gòu),深41~44m,工字鋼接頭。
前期降水方案采用坑內(nèi)降水方案,降水井分為兩類,一類是疏干井(30~32m),目的是疏干坑內(nèi)4-1粉土夾粉砂、4-2粉砂層,另一類是減壓井(40~42m),目的是降低11-2沙層地下水頭,防止基坑底部突涌。場(chǎng)區(qū)共布設(shè)減壓降水井18口,疏干降水井21口,觀測(cè)井4口(兼作安全儲(chǔ)備井,結(jié)構(gòu)同疏干井)。目前實(shí)際在抽17口井,單井抽水量較小,統(tǒng)計(jì)結(jié)果5~9噸/24h,實(shí)測(cè)水位地下24m。
2013年1月7日19:30分,施工單位進(jìn)行第六流水段第四道砼支撐以下土方開(kāi)挖(地面以下約20.5米),在開(kāi)挖到南側(cè)地連墻(EW10、EW11)接口處,現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員發(fā)現(xiàn)接口處有潮濕現(xiàn)象,地連墻表面有水漬。當(dāng)時(shí)安排堵漏人員到現(xiàn)場(chǎng),采取聚氨酯堵漏措施,21:30將水堵住,漏水點(diǎn)不再滲水。
1月7日24:00基坑繼續(xù)向下開(kāi)挖1m左右,原漏水點(diǎn)下面1m新發(fā)現(xiàn)一個(gè)漏水點(diǎn);開(kāi)始水流量較小但夾帶泥沙,后漏水處孔洞迅速擴(kuò)大至約30x30cm孔洞,涌水增大,施工單位采取“黑心棉”填塞,并挖土回填,由于水壓力太大,填這邊,水就從另一個(gè)地方冒出來(lái),回填反壓效果不佳。01:30左右現(xiàn)場(chǎng)各方商議后決定采取下列措施:1)采取坑內(nèi)繼續(xù)回填反壓,坑外雙液注漿進(jìn)行封堵的方案;2)考慮道路行車安全,將地連墻外側(cè)道路進(jìn)行封閉,只保留臨時(shí)蓋板上雙向2車道;3)在道路外補(bǔ)地面監(jiān)測(cè)點(diǎn),不間斷進(jìn)行地面沉降監(jiān)測(cè)。同時(shí)聯(lián)系調(diào)運(yùn)水泥及混凝土進(jìn)行反壓。
8日白天調(diào)集工人及材料來(lái)支援,組織用水泥袋、混凝土、土袋子筑島反壓,由于回填反壓效果一直不明顯,現(xiàn)場(chǎng)采取用?108mm的鋼管進(jìn)行引流再回填反壓的辦法,涌水量沒(méi)有減小。
8日下午16:30左右第一個(gè)孔 (距涌水點(diǎn)1.5m)完畢開(kāi)始注雙液漿,開(kāi)始雙液注漿后,坑內(nèi)涌水略為減??;18:00時(shí),第二個(gè)注漿孔(正位于涌水點(diǎn)處)完成,坑內(nèi)涌水突然增大,當(dāng)時(shí)利用鉆孔機(jī)將pu發(fā)泡劑引入地下,這才將涌水封住。同時(shí)基坑內(nèi)采取混凝土封閉的加固措施。8日晚上恢復(fù)雙液漿注漿,至11日下午五點(diǎn),累計(jì)注漿9個(gè)孔,間距1.5m,其中1號(hào)孔(注漿72h,約80T水泥)才注漿填充密實(shí)。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明地面沉降19號(hào)點(diǎn)處最大為100mm,變形最快時(shí)沉降速率達(dá)到10mm/h,地面開(kāi)裂。涌水封堵后沉降速率迅速減小,到8日晚7點(diǎn)時(shí),已趨于穩(wěn)定,沉降速率降為0.4mm/h。
1月9日下午五點(diǎn),召開(kāi)了專題處理會(huì),專家形成意見(jiàn)如下:地連墻異形槽段接頭處滲漏,滲漏點(diǎn)位于4-1層粉砂為主的互層土,基坑底以下存在穩(wěn)定的4-4粉質(zhì)粘土隔水層。坑內(nèi)降水不可能疏干4-4層隔水層以上互層土中地下水;形成坑內(nèi)外較大水頭差,加上坑外直徑1350mm污水管及電纜溝中漏水的影響,漏點(diǎn)處產(chǎn)生較嚴(yán)重的水土流失,造成鄰近路面下沉的后果。并對(duì)下一步工作提出如下建議:
(1)由于滲透點(diǎn)已基本封堵,在地面塌陷區(qū)可采用單管高噴樁,中心距1.2-1.4m,深度至4-4隔水層頂面,加固塌陷處地基,保證道路穩(wěn)定。
(2)漏點(diǎn)處增設(shè)半圓形咬合高噴止水帷幕,形成第二道止水屏障;帷幕內(nèi)補(bǔ)充單液注漿點(diǎn),加強(qiáng)止水效果。
(3)可考慮在漏點(diǎn)附近增設(shè)2口備用降水井、井深 30m左右,并進(jìn)行降水效果檢驗(yàn);
(4)為防止后續(xù)施工中地連墻異形節(jié)點(diǎn)滲漏,在未開(kāi)挖至基底的異形接頭處,坑外增設(shè)高壓旋噴止水,旋噴范圍為4-4層頂面至開(kāi)挖面以上1m-2m;
(5)繼續(xù)加強(qiáng)周邊環(huán)境變形及漏點(diǎn)附近內(nèi)支撐軸力監(jiān)測(cè),實(shí)施信息化施工;
(6)雙液注漿設(shè)備留在現(xiàn)場(chǎng),在繼續(xù)開(kāi)挖中如發(fā)現(xiàn)滲漏,仍以雙液注漿封堵和坑內(nèi)反壓回填的措施為主進(jìn)行處理。
(1)此次涌水現(xiàn)已初步查明是地連墻“工”字鋼接頭處刷璧不徹底,導(dǎo)致接頭處混凝土產(chǎn)生孔洞所致。因此在地連墻施工管理過(guò)程中,要特別加強(qiáng)對(duì)接頭處的質(zhì)量控制。尤其在武漢地區(qū)一級(jí)階地,最好在地連墻接頭處增設(shè)旋噴樁進(jìn)行止水加固。
(2)深基坑開(kāi)挖施工前要制定切實(shí)可行的應(yīng)急預(yù)案,并配備雙液注漿機(jī)、水玻璃、聚氨酯、水泥等應(yīng)急物資。在開(kāi)挖過(guò)程中一定要配備經(jīng)驗(yàn)豐富的施工員,發(fā)現(xiàn)側(cè)壁有滲水跡象要立即停止開(kāi)挖,并啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。
(3)對(duì)封底地連墻,承壓水被地連墻隔斷,坑內(nèi)降水井無(wú)法降低坑外水位,開(kāi)挖越深,坑內(nèi)外水頭差越大大,地連墻稍有缺陷就會(huì)產(chǎn)生涌水事故,建議最好在坑外增設(shè)應(yīng)急減壓井,發(fā)現(xiàn)涌水立即開(kāi)啟坑外降水井,減小基坑內(nèi)外壓力差,這樣堵水就會(huì)相對(duì)容易,也不用大規(guī)模回填反壓造成后續(xù)處理困難。
(4)對(duì)深基坑側(cè)壁涌水一定要反映迅速,要充分認(rèn)識(shí)事情的嚴(yán)重危害,盡可能調(diào)集周邊工地資源進(jìn)行支援,對(duì)周邊臨近管線特別是給水、排水管要第一時(shí)間通知產(chǎn)權(quán)單位到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道進(jìn)行檢查,必要時(shí)采取停水措施。
(5)對(duì)深基坑側(cè)壁涌水,基坑內(nèi)回填反壓結(jié)合坑外注聚氨酯是切實(shí)可行的,核心是如何將聚氨酯注到十幾米的地下,本次險(xiǎn)情采用鉆孔機(jī)將
[1]武漢地鐵4號(hào)線復(fù)興路站詳勘報(bào)告[R].
[2]武漢地鐵4號(hào)線復(fù)興路站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)[Z].