地鐵車站基坑開挖過程中紅砂巖防排水措施及風險控制分析

邵建國 汪丹丹

[摘 要] 依托蘭州地鐵1號線車站施工遇到豐富的地下水外加強風化紅砂巖遇水后特性不穩(wěn)定的實際情況，討

論排水難等問題，并提出相應的解決措施，旨在為蘭州地鐵1號線的施工建設和風險控制獻言獻策。

[關 鍵 詞] 基坑開挖；地鐵車站；紅砂巖；排水措施；風險控制

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）19-0186-01

一、地鐵車站工程情況

（一）富含紅砂巖的地理位置

蘭州地鐵1號線盤旋路站至五里鋪站盾構區(qū)間，其中的五里鋪站為1號線和2號線的換乘站，位于道路交叉口。當前五里鋪站采用的是地下三層雙柱三跨的結構形式進行施工，其中車站主體總共長約201.01m。

（二）地質情況

根據勘探資料顯示，車站地下巖層自上而下分布的土層分別為素填土、黃土、卵石、強風化砂巖。由于此段為特殊施工階段，采用盾構機掘進的方法實行下挖基坑之后，豐富的地下水遇到強風化紅砂巖極易產生軟化，暴露在地表極易風化，給施工帶來了極大的難度。

二、施工難度

（一）地下水位高于施工面

蘭州地鐵1號線五里鋪站水位高度正好位于砂卵石與紅砂巖的交界處，根據資料顯示其見底后的水面高差約為12m[1]。因此，五里鋪站紅砂巖地層開挖深度為12m，而與紅砂巖14m/d的滲透系數不相匹配，實際施工的紅砂巖富含豐富的地下水，直接導致在開挖的過程中極易出現側壁涌水或者涌砂的現象，嚴重阻礙正常施工，增加了施工難度。

（二）涌水、涌砂現象嚴重

在此段車站基坑開挖的勘探資料中得出，區(qū)間內的砂巖層顆粒在0.075～0.25mm之間的占了85%以上。由此可以看出，縫隙較多，所以水和砂容易流出。在基坑開挖的過程當中，由于地下水豐富，基坑的側壁會出現不同程度的滲水，嚴重時會出現流水進入。隨著開挖進度不斷推進，滲水不斷滲透，導致周邊的土體出現嚴重松軟，就會出現涌水或者是涌砂的現象，給基坑開挖帶來了極大的難度。

（三）基坑周圍結構未被保護，施工困難

蘭州地鐵1號線盤旋路站至五里鋪站盾構區(qū)間上方為交通主干道，車流量大，兩側多為高層建筑，周邊的熱力、自來水、天然氣等管線未遷改，因此保護結構沒有封閉起來，導致豐富的地下水流入基坑的開挖面，增加施工難度。與此同時，在不合理的開挖過程中，隨著深度的增加，開挖面也逐步走到了砂巖層地面，地下水逐漸暴露，開挖面泡水，嚴重影響正常施工。

三、紅砂巖防排水具體方案

（一）1號線東部截水方案

針對上述提到的五里鋪站東部的保護結構未封閉、地下水嚴重滲入開挖面的問題，可以在基坑的東側設計一排止水樁，采用C15素混凝土的方法設置，并增加2口降水井。與此同時，為了有效預防地下水滲漏，增加三道沙袋的止水壩，攔截東部來的地下水，并利用水泵實行間歇性的抽水，對東部來的地下水進行有效攔截。

（二）處理涌水和涌砂現象

針對上述提到的基坑開挖過程中出現的側壁涌水和涌砂的問題，可以采用注漿的方法對漏水部位實行填充。對側壁的內部和外部均采用注漿的方法，對比好水和水泥的比重為1：1。與此同時，為了避免涌砂過程中出現的樁面大面積的空隙，可以在涌砂處利用樁間插打槽鋼的方法對水和砂實行封堵，封閉滲水部位。

（三）增加降水井的深度

隨著降水的不斷增加和儲存，基坑周邊原有的降水井已經無法滿足紅砂巖中的水儲存，可以在不到基坑開挖面的大于12m的部位增加5口降水井，從而直接增加其儲水量，有效降低水位，保證施工有序的進行。

（四）采用深孔注漿對地下水實行封堵

蘭州地鐵1號線的五里鋪站的南北兩側均為高層建筑物，其中管道和地下疏通管道等錯綜復雜，為了充分保障施工的安全，為基坑開挖提供相應的工作條件，通過采用深孔注漿的方法，可以有效地對基坑外側的地下水進行封堵，防止出現涌砂和涌水的現象，同時還可以有效填充保護結構中的空洞[2]。

（五）采用水平注漿鞏固基坑內側

根據具體的基坑開挖的涌水和涌砂部位，采用水平注漿的方法對基坑內側進行封堵，能有效地進行截水和鞏固基坑壁。同時，根據實際情況降低基坑側壁的水壓力時，需在基坑側壁等具體位置設置適當的空洞，幫助泄水，減少壓力。

（六）設置集水井、排水溝等截水系統(tǒng)

針對基坑開挖過程中出現的地下水位高于開挖面的情況，可采用集水明排的方法，設置一系列的集水井，利用水泵抽走坑內的水，此時可以同步進行開挖作業(yè)。另外，可以在基坑內部設置一層水泥漿作為墊層，鋪上木板然后進行開挖作業(yè)。通過這樣的排水方法，可以有效降低紅砂巖的含水量，從而提高開挖的施工質量。

四、總結語

地鐵車站對基坑開挖施工遇到的紅砂巖處理措施，需要遵循“防止降水、下層隔水”的思路，結合紅砂巖的特殊性和復雜性，對地下水和持續(xù)性降水實行截水、排水等治水方法。綜合砂石巖風險的測評和實際情況，增加其支撐力度，并持續(xù)保持對周邊環(huán)境的實時監(jiān)測，整合分析基坑開挖的各個細節(jié)操作和曲線變化的關系，做好信息化施工。

參考文獻：

[1]張新玲.紅砂巖路基施工技術與質量控制[J].工程技術：引文版，2016（58）：187.

[2]何赟.卵石層及紅砂巖復合地層混凝土地連墻施工質量控制[J].中國建材科技，2016，25（4）：98-99.