某廣場站點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害事故原因分析及處理措施

萬先逵，張榮鋒

（1.南昌軌道交通集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000；2.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

隨著城市人口的不斷增加，城市地表交通壓力顯著增加?；诔鞘薪煌▔毫Φ幕粳F(xiàn)狀，以地鐵為主的城市交通網(wǎng)絡(luò)逐漸興起，有效地緩解了城市地表交通壓力。但是地鐵交通工程的施工難度大，尤其是在巖土工程地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，施工難度和后期出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害事故的概率明顯較高。鑒于此，文章以某城市廣場站點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害事故為例，分析其處理措施，為同類工程事件設(shè)計(jì)及制訂治理措施提供參考。

1 工程概況

研究區(qū)位于地鐵線路1號(hào)線與2號(hào)線的換乘位置，總體上呈南北向展布，且1號(hào)線和2號(hào)線為“L”字形島換乘，地下設(shè)置2層車站，軌面標(biāo)高為5.7m，長度約為521.95m，標(biāo)準(zhǔn)段凈寬約為20.2m，底板埋深約16.40～17.88m。此外，2號(hào)線車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800mm地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻槽段間接頭采用“工字鋼”接頭形式，第一道支撐采用水平間距9m的鋼筋混凝土支撐，第二、三道支撐采用水平間距3m、壁厚分別為16mm的809鋼管支撐與16mm的609鋼管支撐。

2 工程區(qū)巖土工程條件

車站主體基坑開挖深度范圍內(nèi)土層自上而下為①-1雜填土；③-1粉質(zhì)黏土；③-2細(xì)砂；③-4粗砂；③-6圓礫；③-6-j礫砂；⑤-1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖；⑤-2中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖；⑤-3微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。研究區(qū)工程具有站點(diǎn)開挖較深、面積較大、屬于換乘站、站點(diǎn)處于鬧市區(qū)及周邊環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)。

工程場地內(nèi)上層滯水主要賦存于淺部填土層之中，無上覆隔水層，下部粉質(zhì)黏土層為隔水底板。水位及富水性隨氣候變化大，無連續(xù)的水位面。因受局部地表水體與城市給排水管道破裂滲漏的直接補(bǔ)給影響，其含量極為豐富。松散巖類孔隙潛水賦存于上更新統(tǒng)砂礫石層中，水量豐富，水位埋深較大，滲透系數(shù)大。根據(jù)巖土勘察資料顯示，穩(wěn)定地下水位標(biāo)高約為13m，近年最高水位標(biāo)高約為16.5m。

3 站點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害及險(xiǎn)情處置

3.1 站點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

2號(hào)線站點(diǎn)南段基本完成了土方開挖清底工作，準(zhǔn)備進(jìn)行綜合接地施工并施工混凝土墊層（南段共8個(gè)單元，7單元已完成底板施工，正在進(jìn)行中板腳手架搭設(shè)）。經(jīng)施工單位夜班安全巡視員發(fā)現(xiàn)，南段地連墻接頭位置出現(xiàn)涌水、涌砂現(xiàn)象（見圖1），位置為底板面以上1m左右，同時(shí)對(duì)基坑外側(cè)周邊路面進(jìn)行巡查發(fā)現(xiàn)，路面出現(xiàn)局部沉陷，隨后臨近道路中心段路面出現(xiàn)局部坍塌情況，坍塌面積約60m2，深約5m左右（見圖2）。此外，由于路面塌陷面積較大，因此對(duì)道路兩側(cè)的管線破壞較嚴(yán)重（見圖3）。

圖1 坑內(nèi)涌水、涌砂情況

圖2 路面塌陷情況

圖3 路面塌陷處管線情況

3.2 險(xiǎn)情處置措施

事故發(fā)生后，施工單位按照應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案，立即啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，通知并組織各相關(guān)單位進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)急搶險(xiǎn)處置，現(xiàn)場交通采取了道路封閉措施。經(jīng)過搶險(xiǎn)研究討論后，對(duì)涌砂處鋪設(shè)濾網(wǎng)后再進(jìn)行回填反壓注漿措施進(jìn)行處理，于事故發(fā)生當(dāng)天上午已完成坑內(nèi)土方回填反壓處理，下午路面塌陷區(qū)域封底混凝土及砂石回填完成，并開始打注漿孔，次日開始進(jìn)行瀝青路面鋪設(shè)，并于次日下午恢復(fù)交通。

4 站點(diǎn)出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害事故的原因

4.1 地質(zhì)原因

車站施工范圍內(nèi)③2、③4、③6為砂層，在高水頭壓力作用下極易發(fā)生管涌和流砂，受施工擾動(dòng)，易引發(fā)工程事故。同時(shí)，站點(diǎn)區(qū)域周邊水系補(bǔ)給響應(yīng)快，受2次持續(xù)性強(qiáng)降雨氣候影響也較大，導(dǎo)致坑外水位一直較高，基坑內(nèi)外水頭差增大（地下水位僅低于地表5m左右，與當(dāng)前開挖面形成約14m的高差），在一定程度上孕育和加劇了涌水、涌砂風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量缺陷

此次基坑涌水、涌砂點(diǎn)位于地連墻某兩幅的接縫處，該兩幅地墻為原1號(hào)線站點(diǎn)施工，可能原因?yàn)榍捌诘叵逻B續(xù)墻施工過程中對(duì)接縫位置刷壁效果不到位，黏附在上一槽段接觸面上的泥皮、泥渣與該槽段之間形成隔層，或由于清槽不理想，澆筑過程中沉渣被混凝土帶到地連墻接縫處形成夾泥薄弱區(qū)，其接縫處質(zhì)量難以滿足防水要求，因開挖后變形和內(nèi)外壓力失去平衡，擊穿后形成滲水通道。此外，根據(jù)后期施工監(jiān)測資料顯示，1號(hào)線時(shí)該站點(diǎn)基坑地連墻接縫處就存在因墻內(nèi)夾泥等質(zhì)量缺陷而導(dǎo)致發(fā)生2次較大的涌水、涌砂事件，同時(shí)根據(jù)后期施工巡檢情況，該站圍護(hù)墻體較多墻縫均出現(xiàn)不同程度的濕漬、滲水現(xiàn)象，從側(cè)面可反映出部分地墻結(jié)構(gòu)存在缺陷可能性較大。

5 治理措施建議

5.1 技術(shù)措施建議

針對(duì)上述站點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害類型以及事故誘發(fā)因素等，文章提出如下技術(shù)性措施建議：（1）建議針對(duì)研究區(qū)富水砂層地區(qū)開挖深度超過10m的基坑工程，其基巖面交界面及基巖面以上3～5m的地墻接縫可能存在濕漬、滲水等情況制定相應(yīng)的開挖方式、坑外加固補(bǔ)救方式和應(yīng)急方式；（2）后續(xù)其他部位開挖時(shí)需注意地墻接縫及可能存在缺陷的薄弱處滲漏水風(fēng)險(xiǎn)，建議開挖前進(jìn)行探挖觀察，掏槽檢縫，出現(xiàn)滲漏及時(shí)封堵，處理完成后方可進(jìn)行下步開挖，坑內(nèi)開挖反壓砂土?xí)r先對(duì)地下連續(xù)墻分層鉆孔注漿后再進(jìn)行開挖；（3）對(duì)地連墻迎土面及其周邊路面進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)探測，檢查是否存在空洞，如有空洞需及時(shí)進(jìn)行處理，避免地墻外側(cè)土體已形成空洞再次發(fā)生周邊環(huán)境失穩(wěn)事故；（4）坑外回填和注漿處理過程中，現(xiàn)場做好坑外水位、圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形及支撐軸力等實(shí)時(shí)監(jiān)測，必要時(shí)可考慮坑外設(shè)降水井降低該處水位，建議對(duì)地墻接縫處分層貼反光片，通過全站儀測墻體位移；（5）重新補(bǔ)做質(zhì)量可靠的高壓旋噴止水帷樁是地墻接縫處最可靠的防滲技術(shù)措施，建議標(biāo)本兼治，從根源上規(guī)避滲漏風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)滲漏搶險(xiǎn)部位和軌道交通建設(shè)其他工點(diǎn)，建議在每個(gè)地墻縫外設(shè)置3根質(zhì)量可靠的高壓旋噴樁（樁徑1m以上），確保深層止水效果；同時(shí)，目前正進(jìn)行的地連墻接縫處注漿加固以及坑內(nèi)墻縫滲水處焊接鋼板和水泥嵌縫等措施繼續(xù)進(jìn)行；（6）改進(jìn)防滲堵漏搶險(xiǎn)方法，對(duì)所發(fā)現(xiàn)的小滲漏點(diǎn)除及時(shí)導(dǎo)管引流外應(yīng)迅速用雙快水泥封堵，對(duì)于較大滲漏點(diǎn)，宜局部鑿開縫兩邊地墻鋼筋采用鋼板焊接牢固，然后采用聚氨酯灌注封堵，后續(xù)結(jié)構(gòu)回筑時(shí)，基坑內(nèi)滲漏點(diǎn)的處理仍需謹(jǐn)慎。

5.2 管理措施建議

針對(duì)上述站點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害類型以及事故誘發(fā)因素等，文章提出如下管理措施建議：（1）加強(qiáng)日常巡查（特別應(yīng)加強(qiáng)夜間巡查），現(xiàn)場工程技術(shù)人員通過觀察（如墻縫是否存在明顯濕漬、墻縫滲漏水是否渾濁、土方開挖時(shí)探挖觀察滲水量有無明顯變化等），注重細(xì)微變化，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)滲漏風(fēng)險(xiǎn)，及早采取控制措施；（2）建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工缺陷檔案庫，針對(duì)該站點(diǎn)施工前期監(jiān)理等單位反饋地連墻施工過程中存在缺陷的可能，建立各參建單位因質(zhì)量缺陷引發(fā)的工程安全事故風(fēng)險(xiǎn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中加強(qiáng)監(jiān)理，開挖過程中加強(qiáng)施工管控，建議由監(jiān)理單位、施工單位建立地連墻施工缺陷檔案庫，制訂針對(duì)性的預(yù)先控制措施及應(yīng)急措施；（3）完善應(yīng)急預(yù)案及物資儲(chǔ)備，建議對(duì)全線工點(diǎn)滲漏、截排水處理及應(yīng)急物資進(jìn)行全面排查，完善突發(fā)險(xiǎn)情響應(yīng)機(jī)制，加強(qiáng)應(yīng)急預(yù)案演練，應(yīng)急物資準(zhǔn)備充分，當(dāng)險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，做到能在短時(shí)間內(nèi)調(diào)配人力、物力，迅速控制險(xiǎn)情；（4）加強(qiáng)現(xiàn)場施工人員技術(shù)交底，此次險(xiǎn)情如提前及時(shí)控制，則有可能避免事件進(jìn)一步擴(kuò)大，因此，建議針對(duì)該類存在較大涌水、涌砂風(fēng)險(xiǎn)工點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)日常應(yīng)急技術(shù)交底工作，現(xiàn)場作業(yè)人員熟練掌握基本的滲漏水堵漏應(yīng)急措施，第一時(shí)間控制險(xiǎn)情，可有效降低該類險(xiǎn)情帶來的影響。

6 結(jié)束語

綜上所述，站點(diǎn)地下連續(xù)墻存在質(zhì)量缺陷是導(dǎo)致此次事故的最主要原因，汛期雨水多發(fā)存在險(xiǎn)情易發(fā)的誘因，加之作業(yè)面基底未及時(shí)封閉、工序銜接要求不嚴(yán)導(dǎo)致險(xiǎn)情突然發(fā)生且迅速擴(kuò)大。因此，在今后的施工過程中施工單位和監(jiān)理單位必須嚴(yán)把車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量關(guān)，并建立地連墻施工缺陷檔案庫，制訂針對(duì)性的預(yù)先控制措施及應(yīng)急措施，基坑開挖過程中加強(qiáng)現(xiàn)場巡查，克服監(jiān)測盲點(diǎn)，為切實(shí)提高工程施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。