试论地铁车站地下水治理方案设计及其施工

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lucieming
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  摘要:本文以某地铁车站为例,描述了基坑漏水的几大基本类型(大面积漏水、集中性漏水、较小漏水或渗水)和成因,并详细探讨了各自的处理措施,旨在为该地铁车站提供较好的地下水治理方案设计及施工。
  关键词:地铁车站 基坑 漏水 处理措施
  中图分类号:U231+.4 文献标识码: A 文章编号:
  1.工程概况
  某市地铁车站的全长、标准断面宽、开挖深度分别为184.5m、18.7m、16.9m。该车站的主体结构为目前较为常用的双层双跨钢筋混凝土结构,并在主体结构中设置了单排中间柱,采用明挖顺作法进行施工。为加强基坑结构,在其内部分别设置了一道混凝土支撑及三道钢支撑,同时还采用了钢筋混凝土灌注桩与旋喷桩咬合结构。[1]
  
  2.地下水治理方案设计及施工
  该地铁车站在进行围护结构设计时,为保证其具有较好的止水功能,采用了钻孔灌注桩(直径800mm)和桩间水泥旋喷桩(直径1000mm)。桩的长度全部为5.8m,相互之间距离为1.2m。考虑到施工区域水位较高、水系发达等因素,决定采用基坑外减压降水以及“管井井点”降水两种方法。管井孔径设计为600mm,井管选用无砂水泥全滤管。要通过预注的方式对基坑底部各桩之间完成注浆处理。基坑外部降水施工可沿着地铁车站的结构外墙进行,井点之间保持6m的间距且与结构外墙之间保持1.5m的距离。围护结构施工时,钻孔灌注桩施工在前,水泥旋喷桩施工在后。基坑开挖施工,将其分段,每段长25m左右,共计8段(横向),还要将其分层,每层高2m,共计8层(纵向)。[2]
  结合渗漏水的特点,可将其归纳为以下几种:一、大面积漏水;二、集中性漏水、三、较小漏水及渗水。渗漏类型不一样,治理措施也不尽相同,外因导致的则以截流为主,内因导致的则以堵排为主,只有内外有机结合才能真正做好地铁车站的地下水治理。
  2.1大面积漏水处理措施
  开挖过程中,发现地面之下7—12m区域内,基坑墙壁存在大面积漏水的问题,且具有如下特点:一、漏水点大多出现于桩间;二、泥沙含量大;三、孔径集中在50—300mm,漏水量为5—45m³/h/孔。
  当发现这种情况时,应暂时停止大面积土方开挖,并对该地层做预注浆堵水处理。使用混凝土封闭开挖面,待混凝土强度为70%设计强度时,在桩间打孔,工具可用风钻。注浆管为钢花管,直径32mm,壁厚3.25mm,排布时横向间距为1.2m,竖向间距为1.5m,孔径为40mm。漏浆孔设置于距注浆管前端1.5m处,彼此间隔150mm,孔径8mm。各孔按照梅花形排布,且将管头锥形处理。注浆管应以水平向下15度角,斜向打入钻孔灌注桩和旋喷桩之间,深度需要穿过旋喷桩,外露部分规定在15—20cm之间。先以0.2MPa的压力注入水泥浆(1:1),当压力增至0.3MPa时,停止水泥浆的注入,并二次补偿注入双液浆(水泥—水玻璃)。双液浆相关参数如下:水泥—P.O32.5普通硅酸盐水泥;水玻璃—模数选用2.2—2.8之间的、浓度高于35Be,、含3%以下的缓凝剂NaH2PO4;二者体积比—1:1;凝结时间—9min左右。二次补偿注浆施工时需将压力设置在0.3—0.6Mpa,流量应随着压力的上升而逐渐减少,当压力为设计值时,稳压约3min,结束该操作。二次补偿注浆能够加强止水的效果。结合地质的实际情况以2m为一个单位做注浆层,一个开挖循环对应一次预注浆施工。[3]预注浆施工如图1所示。
  
  
  预注浆施工后,便可逐层开挖,需要人工结合小型挖掘机进行,要密切注意渗漏水情况,并采取针对性的堵水措施。
  2.2集中性漏水处理措施
  2.2.1基坑侧壁集中性漏水处理措施
  预注浆后开挖基坑,桩间存在渗漏水问题,这是周边潜水的作用,经测量水位高出开挖面1.5m,水压值范围在0.03—0.07Mpa之间,这种情形下的漏水一般属于集中性漏水。另外,12—15m是集中性漏水的多发区,统计发现:漏点分布为15个/100㎡,漏水量为5.5—25.0m³/h。
  使用YT—28风钻打孔机在原先各个漏水点处预先埋置注浆管,用水泥砂浆封堵漏水点四周。如果漏水孔径大于150mm,通常先用草袋堵塞,然后砂浆封堵。以水平向下15度角插入注浆管,外侧保留约25cm的管头。利用注浆管先将桩间水引流出来,接下来便可采取挂网喷射混凝土的方法对基坑侧壁进行封闭。此过程中,要防止混凝土堵塞注浆管,另外当混凝土强度符合设计要求时,才可进行注浆施工,浆液为水泥—水玻璃双液浆,相关参数如前文所述。[3]
  2.2.2区间洞口处集中性漏水处理措施
  基坑端头墙洞口处出现桩体断开,导致止水帷幕出现不连续的问题,洞口四周漏水问题比较严重。
  以洞口外轮廓为基础环向打设两排小导管,第一排小导管与洞口外轮廓之间的距离、两排小导管之间的距离分别是200mm、300mm,导管环向间距1000mm。注浆材料为水泥—水玻璃双液浆,扩散半径为0.25m。管片下部的支护方式为钢格栅、网片、连接钢筋、小导管注浆联合作用。注浆时应遵循先內后外的顺序,另外采用间隔的方式对同一层的环向注浆管进行注浆。区间洞口周边注浆止水布置如图2所示。
  
  
  2.3较小漏水及渗水处理措施
  该类型漏水集中在地下15.00—16.85m区域,漏水量为0.3—3.0m³/h/处,对施工影响较小,但也要进行适当的处理。[4]
  处理时,先清洗,然后使用速凝型水不漏粉剂(粉水比例为1:0.3;需搅拌均匀;凝固时间为3min)对漏水点或者渗水面进行封堵。具体做法是:对于漏水点,将团状配料填塞于漏水点处,并抹平压实以达到密封效果;对于渗水面,使用抹子在其表面均匀涂抹2—4mm厚的配料,整平且无渗水出现为止,若一层效果不理想,则需要涂第二层。
  2.4引、排水处理措施
  该地铁车站的基坑距离水源较近,利用预注浆与集中堵水的方法可基本解决大面积漏水的问题,但仍旧存在局部漏水的问题:漏水点5—8个/100㎡,常出现在基底以上6m范围之内。
  基坑开挖至底层,即16.85m时,该处土层为黏土,易与上部漏水相互作用而形成泥浆,给施工造成不利影响,可沿基坑周围开挖一条盲沟(300mm宽,200mm深,沿东西走向设置3‰的下坡),间距40m左右设置一集水坑,二者内部均需铺设具有良好透水性的碎石,另外盲沟内需要埋设一条直径为80mm的排水盲管,通过盲沟将水流引至集水坑,最后用抽水机或者泥浆泵将其排出。[5]
  对于侧壁漏水问题,可在基坑侧壁开孔,然后插入直径为10mm的塑料软管,并在管外部各空隙处使用水不漏进行封堵,在压力的作用下,水将通过该管引排至两侧的排水盲沟。为了避免基坑侧壁渗漏水进入基坑,可于侧壁之上铺设一层塑料薄膜,同引水软管一起埋放至盲沟,侧壁渗水通过二者进入排水盲沟,最后排出基坑。[6]
  2.5其他堵水措施
  该工程于基坑东端头处,应用了化学注浆技术,化学注浆液由环氧树脂、稀释剂、固化剂以及亲水剂等按照一定的比例配制而成,堵漏效果令人满意,但由于造价较高,不适用于大面积堵漏施工,推广难度较大。本工程仅仅将其作为一项实验。
  
  3.结语
  该地铁车站在地下水治理方面,针对基坑漏水的具体情况采取了相应的处理措施,先完成大面积、集中性漏水的处理,然后进行较小漏水的处理,最后采取了一定的引、排水措施,取得了良好的地下水治理效果。
  
  
  参考文献:
  [1] 邱松和,朱丽.某地铁车站防水设计与施工[J]. 江苏建筑. 2011(04) .
  [2] 陈国康.长沙地区地铁车站防水施工技术的探讨与实践[J]. 四川建材. 2011(01) .
  [3] 吴祥祖,庄海洋,毛海和.地铁车站渗漏影响因素及其控制措施[J]. 中国建筑防水. 2010(01) .
  [4] 吴恒生.浅谈地铁施工中的防水工程控制[J]. 科技资讯. 2011(07) .
  [5] 林国庆,冯青华.浅谈地下水对武汉市地铁工程建设的影响[J]. 资源环境与工程. 2011(01) .
  [6] 娄荣祥,崔永高,魏诚寅.地铁工程地下水风险识别与模糊综合评判[J]. 地下空间与工程学报. 2011(S1) .
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