明挖地铁车站围护结构防水设计及渗漏治理

明挖地铁车站围护结构防水设计及渗漏治理

发表时间：2019-12-16T14:04:19.617Z 来源：《防护工程》2019年16期作者：朱春伟

[导读] 本文以某地铁车站围护结构施工为例，探讨了基坑围护防水设计及围护结构渗漏治理工艺，包括降水、围护、治理。朱春伟

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摘要：本文以某地铁车站围护结构施工为例，探讨了基坑围护防水设计及围护结构渗漏治理工艺，包括降水、围护、治理。希望通过本文的分析能够为解决地铁明挖车站基坑渗漏问题，为广大地铁工作者提供一定的参考意见。

关键词：明挖地铁车站；围护结构；渗漏治理

1 明挖地铁车站围护结构防水设计概述

水是影响地铁车站结构安全和耐久性的重要因素。由于混凝土结构普遍存在裂缝，因此，如果主体结构发生渗漏，地下水可能会导致混凝土耐久性下降，并导致钢筋锈蚀，造成结构的承载力受到破坏。

明挖地铁车站围护结构是地铁防水的重要屏障，渗漏量过大将严重影响基坑的稳定性和周边建筑的安全，同时，围护结构也是防水层的基面，对防水层施作的便捷性、防水层的完整性和防水可靠性具有重要意义。地铁车、钢板咬合桩、地下连续墙、混凝土搅拌桩和钻孔灌注桩等。

放坡开挖在施工场地狭小、周边建构筑物密集且人流、车流量大的地铁车站中不适用；钻孔灌注桩支护效果好，但由于需要桩间咬合，施工难度较大，所以，单一的钻孔灌注桩难以满足地铁车站的防水要求；地下连续墙支护与防水性能较好，但地下连续墙咬合处渗漏高发，且表面平整度差，难以为后续的附加防水层施工提供干净、平整的基面。因此，在地铁车站防水要求高的围护结构中存在一定的不足，工程人员在探索围护结构防渗施工时进行了大量的实践。在采用钻孔灌注桩+旋喷止水桩作为组合支护形式的深基坑中，防水基面大多在桩间喷射纤维混凝土，但喷射混凝土的表面平整性差，难以保证防水基面的平整度和密实度，因此，防水基面渗漏多发，也给后期结构渗漏埋下了隐患，且喷射混凝土时回弹料多，材料浪费严重，同时，防水基面渗漏严重也会导致附加防水层施工时接缝失效率和防水层破坏率提高。模筑混凝土可以提供相对密实、平整的防水基面，因此，部分车站采用桩间模筑混凝土代替了喷射混凝土。为了提高防水效果，达到附加防水层的施工要求，工程人员对围护结构渗漏治理也做了很多探索工作。

2 工程概况

某明挖地铁车站为地下2层明挖车站，车站外包全长279.95m，标准段外包总宽20.7m，地面标高47.933m，车站主体结构顶板覆土厚度为3.3m，轨面距离底板面高度580mm，底板厚度900mm，垫层厚度20mm，标准段基坑深约16.75m，两端盾构井段基坑深约18.63m。车站主体采用明挖法施工，基坑采用准1000mm 钻孔灌注桩+三道内支撑的支护形式，坑外桩间采用钻孔灌注桩咬合止水。

3 水文地质情况

根据地勘报告，本站场地内地下水分为三种类型，分别是第四系松散层上层滞水、孔隙潜水和基岩裂隙水。场区地下水埋深约0.6-14.08m，水位标高约 29.10-41.18m。基岩裂隙水水位标高为 25.73-34.47m。场地内地下水对钢筋混凝土结构具微腐蚀性。

4 基坑围护结构设计

本工程围护结构采用直径1000mm 钻孔桩加三道内支撑方案，桩间距1200mm，与钻孔桩咬合200mm。车站主体基坑围护桩间采用C20 模筑混凝土挡板，厚度不小于100mm。

5 模筑混凝土施工

模筑混凝土施工与基坑开挖施工同步，在基坑每开挖一层后（2-3m），立刻组织施工模筑混凝土，纵向分段、竖向分层，纵向平均24m一段、竖向3m一节，每一段围护桩内侧模筑混凝土达到设计强度后开挖下一层土方。在做好施工准备后，清除桩面泥土及桩间浮土，放线测量以确定侧墙外墙位置，并控制桩面混凝土凿除厚度，在第二道钢支撑以下每24m 在钻孔桩上植入1根准8mm 钢筋，并拉通线用以控制钻孔桩混凝土凿除面。采用风镐对桩与挡板相交的保护层混凝土进行凿除。凿除到指定位置后，植入钢筋，并铺挂钢筋网片，拼装组合模板，浇筑混凝土（见图 1）。

图1 围护结构及模筑混凝土示意图

6 围护结构渗漏治理

因为车站端头处于强风化板岩地层中，基岩裂隙水丰富，在施工模筑混凝土后，仍存在渗漏，因此，本项目还对围护结构渗漏进行了治理。

6.1 基本要求

首先，在基坑内设置至少2个疏干井，在模筑混凝土侧墙均匀设置盲管，并将侧墙盲管引至基坑底部设置的排水盲管中，并将排水盲管引流至降水井。降水系统包括潜水泵与管井，重点是替浆清孔与洗井。①管井井点降水提前20天进行，保持坑内水位低于开挖面 1m。

②井点间距15m，数量及抽水强度根据地层含水量调整。③降水井Ф350mm，孔深至基底下8m；Ф219mm 钢管井管、滤管及沉砂管。坑外观测井Ф300mm，Ф108mm PVC井管。砂砾滤料5-10mm。④潜水泵扬程大于40m，流量20m3/h。

6.2 工艺流程

施工准备→钻孔→清孔→安放井管→回填滤料→封口→洗孔→安装水泵→试抽水→正常工作→填埋井管→封井

6.3 方法及技术质量

①泥浆护壁循环成孔；泥浆浓度符合护壁及清孔要求。②保证孔深及垂直度，确保井管顺利安装。③安管前替浆清孔，保证井管垂直度及钢筋骨架连接牢固；安管时不能转动或上下串动，防止滤网破损。④安管后用砂砾在滤网与井管周围回填密实，井口3米黏土回填夯实；泥浆泵冲清水与空压机抽水洗井，清除孔壁、孔内和透水层中泥浆。洗井前后两次抽水量相差小于15%，洗井后沉渣不上升。⑤安装水泵前测井深、沉渣厚度；洗井合格后，用缆绳将水泵吊入井内。潜水电机、电缆和接头绝缘，配置保护开关。安完后做单井试验性抽水，确定其出水量和降水深度。⑥更换新水泵前清洗滤井、冲除沉渣。

6.4 降水要求

降水与开挖同向；避免降水速度过快引起孔内涌水；井管随开挖进度分段拆除。降水时，测量每口井流量与水位。坑内外设监控点，观测降水时对周围环境和基坑影响。

针对渗漏较为严重的车站北段，进行注浆处理。在钻孔桩间土中心打设 150cm 深、竖向间距60cm 的水平孔。钻孔完成后，进行注浆处理，通过浆液快速凝固的特性填充基岩裂隙，截断渗入模筑混凝土基面的流水通道以达到止水效果。根据地质情况及堵水施工要求，充分考虑各种注浆材料的技术指标和经济性，为确保堵水效果，以水泥水玻璃双液浆为主，进行基坑第一、第二段基底和桩间试验段注浆。

结语：

防水工程的质量关系到地铁车站的结构安全和耐久性，对保证地铁的安全运营至关重要。本项目采用以上系统的围护结构施工方案，提高了围护结构的防水效果，为附加防水层的施工提供了良好的基面，为提高车站整体防水效果提供了基础。该站目前已经投入运营，整体防水效果优异。以上围护结构设计和渗漏处理方案可以在富水地区地铁车站中推广。

参考文献：

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