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摘 要：随着城市建设规模越来越大、基坑环境越來越复杂、突发情况越来越多，对在基坑开挖过程中出现的地下水水位突然上涨影响边坡的情况越来越多、越来越难以应对。小瓦窑项目位于北京市丰台区卢沟桥，场区在开挖深度范围内地层以填土及卵石层为主，地下水类型为潜水。在基坑支护阶段，因地下水在坑底以下，对基坑开挖无影响，故未考虑对地下水的处理措施，但在支护体系施工完后，永定河开始补水，受此影响，场区地下水位大幅提高，对基坑开挖、结构施工均产生了很大影响。针对此突发情况，综合考虑后，采用了坑内防渗墙、疏干井，坑外应急井的联合措施，以及相对应的施工工艺后，避免了地下水对基坑的影响，最大程度地保障了基坑的安全，确保了结构的干槽施工。
关键词：地下水;基坑;突发情况;处理措施
Abstract： With the urban construction scale becoming larger and larger， the environment of foundation pit becoming more and more complex， and more and more unexpected situations， it is more and more difficult to deal with the sudden rise of groundwater level， which affects the slope during the excavation of foundation pit. The Xiaowayao project is located in Marco Polo Bridge， Fengtai District， Beijing. The ground layer is mainly filled with soil and gravel， and the groundwater type is only one layer of phreatic water. In the stage of foundation pit support， because the groundwater is below the bottom of the pit， without effect on the excavation of the foundation pit， the treatment measures for the groundwater have not been considered. However， after the construction of the support system， the Yongding River began to make up the groundwater， which has a great influence on the excavation of the foundation pit and the construction of the structure. In view of this sudden situation， after comprehensive consideration， the combined measures of the seepage prevention wall inside the pit， the drainage well， the emergency well outside the pit， and the corresponding construction technology are adopted， then the influence of underground water on the foundation pit is avoided， the safety of the foundation pit is guaranteed to the greatest extent， and the dry groove construction of the structure is ensured.
Keywords： groundwater; foundation pit; emergency situation; treatment measures
0 前言
小瓦窑项目位于北京市丰台区西四环与西五环之间，莲石东路与梅市口路之间，2019年3月初，该项目进场施工，3月14日，为开展永定河综合治理与生态修复，打造绿色生态河流廊道，永定河生态补水正式启动，截至6月中，补水约1.66亿m3（中国水利网，2019），因永定河与项目距离较近，且地层透水性极强（张景华等，2017），渗流快，对场区的水文地质条件产生了很大的影响。永定河补水导致基坑水位不断上升，在基坑开挖至3 m左右时，根据水位监测，地下水位上涨至坑底以上最高4.25 m（基坑深度为14.89 m），因无地下水处理储备方案，为避免地下水位继续上涨，对支护体系造成严重安全隐患，桩间渗漏亦会造成结构无法施工，故基坑暂停开挖。根据现场现状，基坑大范围已挖至3 m，周边亦不具备再施工降水井的条件，且永定河分春季、秋季两次补水，根据补水计划，秋季拟补水1.63亿m3，水源丰富，降排水措施无法达到干槽施工需求，因此，只能考虑隔水措施，基坑施工环境比较复杂，基坑外无充足施工作业面，基坑内肥槽量有限，且地层以填土和卵石为主，设计、施工难点很多，为确保基坑正常开挖，需综合考虑现场实际情况，采取安全可靠、技术可行、经济合理的地下水处理措施。
1 概况
该项目基坑面积约37500 m2，主楼基坑深度为14.77～15.07 m（标高45.33～45.03 m），车库等范围基坑深度为14.89 m（标高45.21 m），根据现场实际情况，整体结构距规划红线位置较近，最近处仅1.6 m。根据勘察报告（北京中机勘岩工程技术有限公司，2018），场地为中等复杂场地，地基复杂程度为一级，场区地层变化较大，含5个大层及6个亚层，其中①层为人工填土层，②层为一般第四纪沉积层，③-⑤层为古近纪沉积层，亚层主要为杂填土、素填土、粉质黏土、砂质粉土、细砂、卵石等，基坑深度范围内以填土及卵石为主（图1）。勘察50 m深度范围内见一层地下水，地下水类型为潜水，最浅稳定水位埋深为23.70 m（标高38.10 m），受人工因素影响，水位变幅较大，天然动态类型属渗入-蒸发型，主要补给来源是大气降水及地表水入渗，地下径流为主要排泄方式，其水位年变化幅度一般为1～2 m，本场区年变化幅度为3 m左右，根据勘察报告，场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性。另外，基坑东、西两侧管线较多，有上水、电力、雨水等管线，对基坑的开挖有一定的影响。在基坑开挖设计时，地下水位在坑底以下8 m左右，不需要考虑，故支护整体采取了上部2.5 m土钉墙+下部护坡桩+三道预应力锚杆的联合支护体系。 2019年3月中，永定河启动补水，由于该项目与永定河直线距离仅2.2 km，且自永定河至基坑位置地层结构除浅层人工填土层外，均以卵石为主，含水层渗透性极高，场区水文地质条件发生很大变化，见表1。
截至6月，现场地下水位上涨12 m左右，至标高49.51 m，超过坑底标高4.3 m左右，此时，基坑大范围已挖至3 m左右，支护体系护坡桩、冠梁、第一道预应力锚杆已全部施工完成，大部分土钉墙亦已完成，如果继续开挖，水位的上涨，必然造成桩间大量渗水，对支护体系造成极大的安全隐患，结构亦无法正常施工，根据《深基坑支护设计与施工》（余志成等，1997），若地下水渗入造成基坑浸水，使地基土的强度降低，压缩性增大，建筑物能产生过大沉降，迫于此种情况，考虑边坡安全及结构施工、地基稳定，土方开挖暂停。参考前任研究成果（郑小燕等，2018），根据JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》，地下水控制应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用截水、降水、集水明排方法或其组合，针对永定河补水造成的持续性影响，需综合考虑地层情况、已有支护体系、基坑外围条件、预留肥槽量、结构施工时间、永定河后续补水情况等，采取有效的地下水处理措施后方可继续开挖。
2 地下水处理设计难点分析
地下水处理方案的合理与否将会直接对整个建筑工程的施工速度和施工质量起到至关重要的作用（陈志永，2020）。根据场区情况，本项目地下水处理的难点分析如下：
（1）根据勘察报告，基坑填土及卵石含量很大，地层变化复杂，从地面以下3 m开始即为卵石层，层顶曲线变化，层厚约27～38 m，最大粒径15 cm，其下为古近纪沉积层砾岩，无论是旋喷桩隔水还是大口井抽降，成孔困难，如采取隔水措施，隔水桩需至基岩隔水层。
（2）如采用大口井降水，按水位降至坑底以下0.5 m考虑，根据潜水非完整井计算，日出水量约为8.9万 m3，现场污水管道排水能力不足以承受如此大的排水量，且对地下水资源亦是浪费。
（3）基坑支护体系外围大部分区域离规划红线较近，且西侧有一条直径1400 mm的给水管线，距结构外皮仅1.06 m，其管底埋深约3.6 m，此坡段因距离过近，原设计护坡桩外皮与结构仅留200 mm的肥槽量，仅能满足结构以墙代模的施工空间。
（4）如采取桩间设置隔水桩，则由于基岩埋深较深，护坡桩已施工完毕，护坡桩桩端无法解决隔水问题。
（5）在前期护坡桩施工阶段，施工预留肥槽为1000～1500 mm（除西侧），如采取坑内防渗墙施工，工作面有限，会造成防渗墙占结构情况，且由于护坡桩在卵石层施工，无可避免地局部护坡桩有鼓肚情况，影响防渗墙的正常施工。
（6）由于结构工期异常紧张，在采取地下水处理措施后，基坑会大面积加速开挖，如正值雨季，需考虑雨水造成的地下水水位累积上涨。
（7）根据北京市永定河生态补水规划，2019年及2020年春秋两季均会进行一年两度的补水（海河水利委员会，2019;2020），不管在基坑开挖期还是结构施工期，均会与补水期相遇，地下水水位上涨难以预测。
3 具体处理措施
根据难点分析，结合支护结构，地下水处理在原支护体系的基础上设计，综合考虑后整体采取坑内混凝土防渗墙+坑外应急井+坑内疏干井的联合处理措施，防渗墙即为地下连续墙，其优势在于能够最大限度降低施工对周围环境的影响，且抗渗及抗压能力良好（杨杰等，2020）。具体设计时，根据上涨的最高水位49.51 m，预留50 cm的持续上涨的空间，防渗墙顶标高按50.0 m考虑。由于西侧与管线距离过近，此坡段单独处理。具体设计如下：
3.1 防渗墙设计
防渗墙具体设计详见表2。
3.2 西坡高压旋噴桩设计
西坡考虑工作空间有限，防渗墙需从槽底以下施工，槽底以上设置高压旋喷桩，具体设计详见表3。
3.3 应急井、疏干井、回灌井设计
在坑外布置井深26 m的应急井47口、坑内布置井深20 m的疏干井54口（图4、图5），井径均为273 mm。应急井作为在基坑开挖过程中出现渗漏时的应急措施。
4 施工难点分析及对策
因本项目在填土、卵石层及砾岩层中施工超深（36 m）防渗墙，且拐角较多，存在很多难点，具体分析如下（表4）：
5 施工要求
因本项目防渗墙及高压旋喷桩桩长较长，且在填土、卵石层中施工，因此，为确保施工质量，达到预期效果，需对施工提出针对性的要求。
5.1 防渗墙关键施工要求
防渗墙对本项目地下水处理的有效性起着至关重要的作用，因此，施工的质量保证亦很重要，其施工工艺流程如图6。
针对本项目防渗墙的施工难点，防渗墙具体施工要求如下：
（1）根据施工场地，防渗墙从现状地面以下2.6 m开始施工，要求进入砾岩层不小于1 m，总施工长度约36 m左右，施工深度较深，且在填土、卵石层中施工。根据JGJ79-2012《建筑地基处理技术规范》，成槽施工前应进行成槽试验，并应通过试验确定施工工艺及施工参数，因此，在正式施工前，需进行试成槽试验，槽段宽6 m，墙厚800 mm（600 mm），试成槽过程中对槽壁稳定、沉渣厚度、泥浆各项指标进行检测。试成槽结束后对原试成槽范围采用素砼回填。
（2）因地层原因，导墙可能会出现破坏或变形，在填土区域，需对导墙加大深度，内侧加设支撑，如土层不足以满足导墙及荷载需求，需设计旋喷桩进行地基处理。
（3）此项目转角较多，在转角处部分槽段因一斗无法完全挖尽时，或一斗能挖尽但无法保证抓斗两侧受力均匀时，根据现场实际情况在抓斗的一侧下放特制钢支架或锁口管来平衡另一侧的阻力，防止抓斗因受力不匀导致槽壁左右倾斜。 （4）由于地层局部填土较厚，为防止槽壁坍塌，泥浆采用护壁性能好、携渣能力强、稳定性好的复合钠基膨润土，此膨润土造浆率高、添加了特制的聚合物，而且配制简单、快速，每方泥浆中膨润土：纯碱：自来水质量比为35∶1∶980。
（5）为尽量减少防渗墙占结构，在成槽时，一定要确保防渗墙的垂直度，开挖时先挖槽段两端的引孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔，使两个孔之间留下未被挖掘过的隔墙，使抓斗吃力均衡，有效纠偏，保证成槽垂直度。
（6）由于防渗墙过砂砾石、卵石及基岩，强度较高，抓斗无法正常作业，另，地下水系发达，如施工防渗墙时地下水与附近水系连通，并随之形成动水压力时，抓斗成槽速度太快，无法形成有效护壁等情况时，可采用冲击钻机全冲成槽。
（7）为确保接头不渗漏，采取“刮、冲、刷”三道工序多次刷壁的程序，在抓斗上装置30 mm厚钢板特制刮刀，对接头绕流混凝土强行刮除，另外，采用钢丝刷的刷壁器，反复清刷，直到钢丝刷上不再有泥为止。
（8）槽底以上防渗墙部分为防止受剪破坏，设置H型钢，在灌注混凝土时，如型钢出现上浮现象，可在导墙上设置锚固点固定型钢，加快浇灌速度。
5.2 高压旋喷桩关键施工要求
高压旋喷桩在黏土层、砂层等均质土层中的施工质量较容易控制，但在砂卵石层内施工往往较困难，质量难以保证（诸葛爱军等，2019），而本项目旋喷桩均卵石层中，因此，需采取针对性的施工措施，以保证质量，满足设计要求。
（1）由于基坑大部分位置已挖至3 m左右，冠梁在2.6 m位置，施工前需将土方回填至冠梁以上200 mm，宽度不小于15 m，回填应分层压实压密，以确保钻机的施工安全。
（2）采用风动潜孔锤成孔（成孔直径170 mm）、双高压喷射成桩工艺，因是在卵石层施工，旋喷施工时需进行引孔，引孔孔径必须与旋喷桩成桩钻杆匹配。此施工工艺采用两套独立的施工系统，上部系统为高压水、低压空气同时横向喷射，下部系统为大流量高压浆、高压空气同时横向喷射，钻杆达到设计深度时，上部系统第一次切割，下部系统第二次切割，从而达到樁径要求。
（3） 喷射注浆时，应由下而上均匀喷射，停止喷射的位置宜高于帷幕设计顶面1 m，以确保旋喷桩桩顶的有效性。
（4）由于护坡桩在填土、卵石中施工，个别护坡桩存在桩间距偏差较大的情况，如遇此种情况，可采取复喷工艺增大固结体半径，确保旋喷桩与护坡桩的搭接要求。
（5）因地层原因出现浆液渗漏而不返浆时，应在浆液中掺入速凝剂并将喷头停在下返浆处持续喷射注浆或间断注浆，直至孔口返浆。
（6）为确保旋喷桩的直径和搭接，钻杆在旋转和提升时应连续进行，不得中断，钻机发生故障时，应立即停止提升钻杆和旋转，以防装断桩，并立即检修排除故障。
（7）高喷施工时隔两孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48 h。
（8）在旋喷注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。
（9）建议采用如下施工参数：桩身水泥土强度≥1.0 MPa，抗渗系数≤1.0×10-6 cm/s;采用双高压旋喷工艺，其中喷浆压力35～42 MPa，喷水压力35～42 MPa，喷浆提升速度≤120 mm/min。水泥掺量≥25 %（质量比），水泥标号P.O 42.5。正式施工前，需现场试喷来校核以上参数。
5.3 其他要求
基坑正式开挖前进行帷幕效果检验，即采取封闭性联动测试，在帷幕墙内外紧领位置选择疏干井及应急井1组，沿帷幕墙每20m设置1组，共设3组，通过坑内疏干井抽水情况，观察地下水位变化及出水量变化，如判断出帷幕局部漏水，需在开挖时采取修复措施。
6 处理效果
2019年9月永定河启动秋季补水，根据《2019年度秋季永定河生态水量调度实施方案》，再次补水1.63亿m3，根据现场水位监测，最高水位保持在49.50 m以下，未超过地下水处理方案的设计标高50 m，12月，根据论证后的地下水处理方案，项目开始实施，2020年4月，永定河再次启动春季补水方案，根据《2020年度春季永定河生态水量调度实施方案》，预计6月底补水1.75亿m3。根据基坑内外的观测井，2019年6月，春季补水期间，水位达到最高水位，超过基坑标高4.3 m，2020年4月，防渗墙施工完毕，春季补水开始，疏干井启动，坑外水位在坑底标高以上1 m，坑内水位在坑底以下1.3 m，5月，基坑大面积挖至槽底，未出现防渗墙渗水现象，由此可见，在实施防渗墙和疏干井后，有效截断了坑外地下水对坑内的补给，确保了坑内无水作业。另外，根据基坑支护体系边坡位移监测，最大位移为0.8 cm，对基坑安全无影响。
7 结论
对受永定河补水导致水位上涨的小瓦窑项目，在采取了坑内防渗墙、桩间旋喷桩、坑外应急井等技术措施，以及相应的施工措施后，在填土及卵石层中高压旋喷桩及防渗墙正常施工，施工质量可靠，根据现场监测，桩间无渗水情况、坑内无积水、边坡稳定，验证了防渗墙及高压旋喷桩的有效性。虽然最终地下水处理效果明显，但是由于在基坑支护阶段对周边环境、地下水考虑的不全面，导致停工，迫使采用造价相对较高的防渗墙方案，既耽误了工期又造成经济损失，因此，在基坑开挖前期，必须全面了解项目情况，包括政府有可能对边坡支护、地下水处理造成影响的政策，尤其对深基坑工程，情况复杂，一旦有突发情况，应对困难，对建设方及施工方均会产生不利影响。另外，任何岩土项目，在基坑开挖前，必须针对不同时间段可能出现的各种问题，提出应急处理措施，且措施具针对性、可实施性。小瓦窑项目就是典型案例，通过项目分析，采取相应措施，确保了边坡的安全及结构的正常施工，为类似项目提供了参考依据。
参考文献：
北京中机勘岩土工程技术有限公司，2018.北京市丰台区卢沟桥小瓦窑XWY-12等地块项目岩土工程勘察报告[R].
陈志永，2020.深基坑支护中降水设计的运用浅析[J].四川水泥（8）：308，310.
海河水利委员会，2019.2019年度秋季永定河生态水量调度实施方案[R].
海河水利委员会，2020.2020年度春季永定河生态水量调度实施方案[R].
杨杰，杨鸿玮，2020.止水帷幕法在深基坑降水中的应用探析[J].安徽建筑，27（8）：110-111.
余志成，施文华，1997.深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社.
张景华，李世君，李阳，等，2017.北京地下水库建库条件及可利用库容初步分析[J].城市地质，12（1）：70-76.
郑小燕，张志林，2018.浅谈城市地下空间开发中的地下水控制问题[J].城市地质，13（1）：30-36.
诸葛爱军，孙力，赵克来，等，2019.高压旋喷桩在砂卵砾石层的质量问题及控制措施[J].中国港湾建设，39（3）：47-51.
中国水利网，2019.今秋永定河生态补水启动[EB/OL].（2019-09-02）[2020-10-29]. http：//www.chinawater.com.cn/newscenter/ly/haih/201909/t20190902_738193.html.
关键词：地下水;基坑;突发情况;处理措施
Abstract： With the urban construction scale becoming larger and larger， the environment of foundation pit becoming more and more complex， and more and more unexpected situations， it is more and more difficult to deal with the sudden rise of groundwater level， which affects the slope during the excavation of foundation pit. The Xiaowayao project is located in Marco Polo Bridge， Fengtai District， Beijing. The ground layer is mainly filled with soil and gravel， and the groundwater type is only one layer of phreatic water. In the stage of foundation pit support， because the groundwater is below the bottom of the pit， without effect on the excavation of the foundation pit， the treatment measures for the groundwater have not been considered. However， after the construction of the support system， the Yongding River began to make up the groundwater， which has a great influence on the excavation of the foundation pit and the construction of the structure. In view of this sudden situation， after comprehensive consideration， the combined measures of the seepage prevention wall inside the pit， the drainage well， the emergency well outside the pit， and the corresponding construction technology are adopted， then the influence of underground water on the foundation pit is avoided， the safety of the foundation pit is guaranteed to the greatest extent， and the dry groove construction of the structure is ensured.
Keywords： groundwater; foundation pit; emergency situation; treatment measures
0 前言
小瓦窑项目位于北京市丰台区西四环与西五环之间，莲石东路与梅市口路之间，2019年3月初，该项目进场施工，3月14日，为开展永定河综合治理与生态修复，打造绿色生态河流廊道，永定河生态补水正式启动，截至6月中，补水约1.66亿m3（中国水利网，2019），因永定河与项目距离较近，且地层透水性极强（张景华等，2017），渗流快，对场区的水文地质条件产生了很大的影响。永定河补水导致基坑水位不断上升，在基坑开挖至3 m左右时，根据水位监测，地下水位上涨至坑底以上最高4.25 m（基坑深度为14.89 m），因无地下水处理储备方案，为避免地下水位继续上涨，对支护体系造成严重安全隐患，桩间渗漏亦会造成结构无法施工，故基坑暂停开挖。根据现场现状，基坑大范围已挖至3 m，周边亦不具备再施工降水井的条件，且永定河分春季、秋季两次补水，根据补水计划，秋季拟补水1.63亿m3，水源丰富，降排水措施无法达到干槽施工需求，因此，只能考虑隔水措施，基坑施工环境比较复杂，基坑外无充足施工作业面，基坑内肥槽量有限，且地层以填土和卵石为主，设计、施工难点很多，为确保基坑正常开挖，需综合考虑现场实际情况，采取安全可靠、技术可行、经济合理的地下水处理措施。
1 概况
该项目基坑面积约37500 m2，主楼基坑深度为14.77～15.07 m（标高45.33～45.03 m），车库等范围基坑深度为14.89 m（标高45.21 m），根据现场实际情况，整体结构距规划红线位置较近，最近处仅1.6 m。根据勘察报告（北京中机勘岩工程技术有限公司，2018），场地为中等复杂场地，地基复杂程度为一级，场区地层变化较大，含5个大层及6个亚层，其中①层为人工填土层，②层为一般第四纪沉积层，③-⑤层为古近纪沉积层，亚层主要为杂填土、素填土、粉质黏土、砂质粉土、细砂、卵石等，基坑深度范围内以填土及卵石为主（图1）。勘察50 m深度范围内见一层地下水，地下水类型为潜水，最浅稳定水位埋深为23.70 m（标高38.10 m），受人工因素影响，水位变幅较大，天然动态类型属渗入-蒸发型，主要补给来源是大气降水及地表水入渗，地下径流为主要排泄方式，其水位年变化幅度一般为1～2 m，本场区年变化幅度为3 m左右，根据勘察报告，场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性。另外，基坑东、西两侧管线较多，有上水、电力、雨水等管线，对基坑的开挖有一定的影响。在基坑开挖设计时，地下水位在坑底以下8 m左右，不需要考虑，故支护整体采取了上部2.5 m土钉墙+下部护坡桩+三道预应力锚杆的联合支护体系。 2019年3月中，永定河启动补水，由于该项目与永定河直线距离仅2.2 km，且自永定河至基坑位置地层结构除浅层人工填土层外，均以卵石为主，含水层渗透性极高，场区水文地质条件发生很大变化，见表1。
截至6月，现场地下水位上涨12 m左右，至标高49.51 m，超过坑底标高4.3 m左右，此时，基坑大范围已挖至3 m左右，支护体系护坡桩、冠梁、第一道预应力锚杆已全部施工完成，大部分土钉墙亦已完成，如果继续开挖，水位的上涨，必然造成桩间大量渗水，对支护体系造成极大的安全隐患，结构亦无法正常施工，根据《深基坑支护设计与施工》（余志成等，1997），若地下水渗入造成基坑浸水，使地基土的强度降低，压缩性增大，建筑物能产生过大沉降，迫于此种情况，考虑边坡安全及结构施工、地基稳定，土方开挖暂停。参考前任研究成果（郑小燕等，2018），根据JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》，地下水控制应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用截水、降水、集水明排方法或其组合，针对永定河补水造成的持续性影响，需综合考虑地层情况、已有支护体系、基坑外围条件、预留肥槽量、结构施工时间、永定河后续补水情况等，采取有效的地下水处理措施后方可继续开挖。
2 地下水处理设计难点分析
地下水处理方案的合理与否将会直接对整个建筑工程的施工速度和施工质量起到至关重要的作用（陈志永，2020）。根据场区情况，本项目地下水处理的难点分析如下：
（1）根据勘察报告，基坑填土及卵石含量很大，地层变化复杂，从地面以下3 m开始即为卵石层，层顶曲线变化，层厚约27～38 m，最大粒径15 cm，其下为古近纪沉积层砾岩，无论是旋喷桩隔水还是大口井抽降，成孔困难，如采取隔水措施，隔水桩需至基岩隔水层。
（2）如采用大口井降水，按水位降至坑底以下0.5 m考虑，根据潜水非完整井计算，日出水量约为8.9万 m3，现场污水管道排水能力不足以承受如此大的排水量，且对地下水资源亦是浪费。
（3）基坑支护体系外围大部分区域离规划红线较近，且西侧有一条直径1400 mm的给水管线，距结构外皮仅1.06 m，其管底埋深约3.6 m，此坡段因距离过近，原设计护坡桩外皮与结构仅留200 mm的肥槽量，仅能满足结构以墙代模的施工空间。
（4）如采取桩间设置隔水桩，则由于基岩埋深较深，护坡桩已施工完毕，护坡桩桩端无法解决隔水问题。
（5）在前期护坡桩施工阶段，施工预留肥槽为1000～1500 mm（除西侧），如采取坑内防渗墙施工，工作面有限，会造成防渗墙占结构情况，且由于护坡桩在卵石层施工，无可避免地局部护坡桩有鼓肚情况，影响防渗墙的正常施工。
（6）由于结构工期异常紧张，在采取地下水处理措施后，基坑会大面积加速开挖，如正值雨季，需考虑雨水造成的地下水水位累积上涨。
（7）根据北京市永定河生态补水规划，2019年及2020年春秋两季均会进行一年两度的补水（海河水利委员会，2019;2020），不管在基坑开挖期还是结构施工期，均会与补水期相遇，地下水水位上涨难以预测。
3 具体处理措施
根据难点分析，结合支护结构，地下水处理在原支护体系的基础上设计，综合考虑后整体采取坑内混凝土防渗墙+坑外应急井+坑内疏干井的联合处理措施，防渗墙即为地下连续墙，其优势在于能够最大限度降低施工对周围环境的影响，且抗渗及抗压能力良好（杨杰等，2020）。具体设计时，根据上涨的最高水位49.51 m，预留50 cm的持续上涨的空间，防渗墙顶标高按50.0 m考虑。由于西侧与管线距离过近，此坡段单独处理。具体设计如下：
3.1 防渗墙设计
防渗墙具体设计详见表2。
3.2 西坡高压旋噴桩设计
西坡考虑工作空间有限，防渗墙需从槽底以下施工，槽底以上设置高压旋喷桩，具体设计详见表3。
3.3 应急井、疏干井、回灌井设计
在坑外布置井深26 m的应急井47口、坑内布置井深20 m的疏干井54口（图4、图5），井径均为273 mm。应急井作为在基坑开挖过程中出现渗漏时的应急措施。
4 施工难点分析及对策
因本项目在填土、卵石层及砾岩层中施工超深（36 m）防渗墙，且拐角较多，存在很多难点，具体分析如下（表4）：
5 施工要求
因本项目防渗墙及高压旋喷桩桩长较长，且在填土、卵石层中施工，因此，为确保施工质量，达到预期效果，需对施工提出针对性的要求。
5.1 防渗墙关键施工要求
防渗墙对本项目地下水处理的有效性起着至关重要的作用，因此，施工的质量保证亦很重要，其施工工艺流程如图6。
针对本项目防渗墙的施工难点，防渗墙具体施工要求如下：
（1）根据施工场地，防渗墙从现状地面以下2.6 m开始施工，要求进入砾岩层不小于1 m，总施工长度约36 m左右，施工深度较深，且在填土、卵石层中施工。根据JGJ79-2012《建筑地基处理技术规范》，成槽施工前应进行成槽试验，并应通过试验确定施工工艺及施工参数，因此，在正式施工前，需进行试成槽试验，槽段宽6 m，墙厚800 mm（600 mm），试成槽过程中对槽壁稳定、沉渣厚度、泥浆各项指标进行检测。试成槽结束后对原试成槽范围采用素砼回填。
（2）因地层原因，导墙可能会出现破坏或变形，在填土区域，需对导墙加大深度，内侧加设支撑，如土层不足以满足导墙及荷载需求，需设计旋喷桩进行地基处理。
（3）此项目转角较多，在转角处部分槽段因一斗无法完全挖尽时，或一斗能挖尽但无法保证抓斗两侧受力均匀时，根据现场实际情况在抓斗的一侧下放特制钢支架或锁口管来平衡另一侧的阻力，防止抓斗因受力不匀导致槽壁左右倾斜。 （4）由于地层局部填土较厚，为防止槽壁坍塌，泥浆采用护壁性能好、携渣能力强、稳定性好的复合钠基膨润土，此膨润土造浆率高、添加了特制的聚合物，而且配制简单、快速，每方泥浆中膨润土：纯碱：自来水质量比为35∶1∶980。
（5）为尽量减少防渗墙占结构，在成槽时，一定要确保防渗墙的垂直度，开挖时先挖槽段两端的引孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔，使两个孔之间留下未被挖掘过的隔墙，使抓斗吃力均衡，有效纠偏，保证成槽垂直度。
（6）由于防渗墙过砂砾石、卵石及基岩，强度较高，抓斗无法正常作业，另，地下水系发达，如施工防渗墙时地下水与附近水系连通，并随之形成动水压力时，抓斗成槽速度太快，无法形成有效护壁等情况时，可采用冲击钻机全冲成槽。
（7）为确保接头不渗漏，采取“刮、冲、刷”三道工序多次刷壁的程序，在抓斗上装置30 mm厚钢板特制刮刀，对接头绕流混凝土强行刮除，另外，采用钢丝刷的刷壁器，反复清刷，直到钢丝刷上不再有泥为止。
（8）槽底以上防渗墙部分为防止受剪破坏，设置H型钢，在灌注混凝土时，如型钢出现上浮现象，可在导墙上设置锚固点固定型钢，加快浇灌速度。
5.2 高压旋喷桩关键施工要求
高压旋喷桩在黏土层、砂层等均质土层中的施工质量较容易控制，但在砂卵石层内施工往往较困难，质量难以保证（诸葛爱军等，2019），而本项目旋喷桩均卵石层中，因此，需采取针对性的施工措施，以保证质量，满足设计要求。
（1）由于基坑大部分位置已挖至3 m左右，冠梁在2.6 m位置，施工前需将土方回填至冠梁以上200 mm，宽度不小于15 m，回填应分层压实压密，以确保钻机的施工安全。
（2）采用风动潜孔锤成孔（成孔直径170 mm）、双高压喷射成桩工艺，因是在卵石层施工，旋喷施工时需进行引孔，引孔孔径必须与旋喷桩成桩钻杆匹配。此施工工艺采用两套独立的施工系统，上部系统为高压水、低压空气同时横向喷射，下部系统为大流量高压浆、高压空气同时横向喷射，钻杆达到设计深度时，上部系统第一次切割，下部系统第二次切割，从而达到樁径要求。
（3） 喷射注浆时，应由下而上均匀喷射，停止喷射的位置宜高于帷幕设计顶面1 m，以确保旋喷桩桩顶的有效性。
（4）由于护坡桩在填土、卵石中施工，个别护坡桩存在桩间距偏差较大的情况，如遇此种情况，可采取复喷工艺增大固结体半径，确保旋喷桩与护坡桩的搭接要求。
（5）因地层原因出现浆液渗漏而不返浆时，应在浆液中掺入速凝剂并将喷头停在下返浆处持续喷射注浆或间断注浆，直至孔口返浆。
（6）为确保旋喷桩的直径和搭接，钻杆在旋转和提升时应连续进行，不得中断，钻机发生故障时，应立即停止提升钻杆和旋转，以防装断桩，并立即检修排除故障。
（7）高喷施工时隔两孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48 h。
（8）在旋喷注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。
（9）建议采用如下施工参数：桩身水泥土强度≥1.0 MPa，抗渗系数≤1.0×10-6 cm/s;采用双高压旋喷工艺，其中喷浆压力35～42 MPa，喷水压力35～42 MPa，喷浆提升速度≤120 mm/min。水泥掺量≥25 %（质量比），水泥标号P.O 42.5。正式施工前，需现场试喷来校核以上参数。
5.3 其他要求
基坑正式开挖前进行帷幕效果检验，即采取封闭性联动测试，在帷幕墙内外紧领位置选择疏干井及应急井1组，沿帷幕墙每20m设置1组，共设3组，通过坑内疏干井抽水情况，观察地下水位变化及出水量变化，如判断出帷幕局部漏水，需在开挖时采取修复措施。
6 处理效果
2019年9月永定河启动秋季补水，根据《2019年度秋季永定河生态水量调度实施方案》，再次补水1.63亿m3，根据现场水位监测，最高水位保持在49.50 m以下，未超过地下水处理方案的设计标高50 m，12月，根据论证后的地下水处理方案，项目开始实施，2020年4月，永定河再次启动春季补水方案，根据《2020年度春季永定河生态水量调度实施方案》，预计6月底补水1.75亿m3。根据基坑内外的观测井，2019年6月，春季补水期间，水位达到最高水位，超过基坑标高4.3 m，2020年4月，防渗墙施工完毕，春季补水开始，疏干井启动，坑外水位在坑底标高以上1 m，坑内水位在坑底以下1.3 m，5月，基坑大面积挖至槽底，未出现防渗墙渗水现象，由此可见，在实施防渗墙和疏干井后，有效截断了坑外地下水对坑内的补给，确保了坑内无水作业。另外，根据基坑支护体系边坡位移监测，最大位移为0.8 cm，对基坑安全无影响。
7 结论
对受永定河补水导致水位上涨的小瓦窑项目，在采取了坑内防渗墙、桩间旋喷桩、坑外应急井等技术措施，以及相应的施工措施后，在填土及卵石层中高压旋喷桩及防渗墙正常施工，施工质量可靠，根据现场监测，桩间无渗水情况、坑内无积水、边坡稳定，验证了防渗墙及高压旋喷桩的有效性。虽然最终地下水处理效果明显，但是由于在基坑支护阶段对周边环境、地下水考虑的不全面，导致停工，迫使采用造价相对较高的防渗墙方案，既耽误了工期又造成经济损失，因此，在基坑开挖前期，必须全面了解项目情况，包括政府有可能对边坡支护、地下水处理造成影响的政策，尤其对深基坑工程，情况复杂，一旦有突发情况，应对困难，对建设方及施工方均会产生不利影响。另外，任何岩土项目，在基坑开挖前，必须针对不同时间段可能出现的各种问题，提出应急处理措施，且措施具针对性、可实施性。小瓦窑项目就是典型案例，通过项目分析，采取相应措施，确保了边坡的安全及结构的正常施工，为类似项目提供了参考依据。
参考文献：
北京中机勘岩土工程技术有限公司，2018.北京市丰台区卢沟桥小瓦窑XWY-12等地块项目岩土工程勘察报告[R].
陈志永，2020.深基坑支护中降水设计的运用浅析[J].四川水泥（8）：308，310.
海河水利委员会，2019.2019年度秋季永定河生态水量调度实施方案[R].
海河水利委员会，2020.2020年度春季永定河生态水量调度实施方案[R].
杨杰，杨鸿玮，2020.止水帷幕法在深基坑降水中的应用探析[J].安徽建筑，27（8）：110-111.
余志成，施文华，1997.深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社.
张景华，李世君，李阳，等，2017.北京地下水库建库条件及可利用库容初步分析[J].城市地质，12（1）：70-76.
郑小燕，张志林，2018.浅谈城市地下空间开发中的地下水控制问题[J].城市地质，13（1）：30-36.
诸葛爱军，孙力，赵克来，等，2019.高压旋喷桩在砂卵砾石层的质量问题及控制措施[J].中国港湾建设，39（3）：47-51.
中国水利网，2019.今秋永定河生态补水启动[EB/OL].（2019-09-02）[2020-10-29]. http：//www.chinawater.com.cn/newscenter/ly/haih/201909/t20190902_738193.html.