城市地铁深基坑施工渗漏水原因分析与预防

城市地铁深基坑施工渗漏水原因分析与预防

邓毅

中铁上海工程局集团第五工程有限公司 广西南宁 530000

摘要：文章针对城市地铁工程深基坑施工方案，提出深基坑渗漏水原因，制定深基坑渗漏时预防对策，以期渗漏水问题能够从根源处得到解决，推动地铁深基坑工作高质高效开展。

关键词：地铁工程；深基坑施工；渗漏水原因；预防对策

前言：随城市地铁工程建设规模不断扩大、深基坑施工工作中的降水深度逐步增加，形成了基坑内外较大的水头差，导致深基坑施工工作存在巨大风险。现阶段我国针对地铁工程深基坑施工工作颁布了较为详尽的技术规范，要求在深基坑施工过程中需要注重分析导致渗漏水问题出现的原因，结合直接原因制定专项可行解决对策，避免深基坑渗漏水问题引发更为严重的安全事故。

1. 城市地铁工程深基坑渗漏水问题出现原因

本文以某地铁工程为例，该地铁工程位于沿海地区，地下水量大、水位较高。在深基坑降水后，深基坑内外会形成较大的水头差。基坑开挖到板底标高时，有20米的水头会作用在围护结构处。在实际调查研究过程中，围护结构在开挖面下58米的变形程度最大，如果围护结构变形过大就会引发裂缝情况，使基坑出现渗漏水问题。

从施工角度分析，导致地铁工程深基坑渗漏水问题的原因较多，主要可体现在以下几个方面：

1. 围护结构施工。当前城市地铁深基坑主要以地下连续墙作为围护结构。围护结构施工质量与效果难以得到根本上保障。如管理部门没有加强实际施工控制水平，地下连续墙结构稳定性下降，渗漏水问题将更易出现。由于地下连续墙混凝土本身质量不佳、防水能力不强，导致结构渗漏。地下连续墙施作深度不足，没有隔断透水层。地下连续墙垂直度超标、接缝加固不到位，墙体不均匀，导致接头缝处出现开裂。

2. 基坑开挖施工。深基坑开挖施工没有严格遵照既定要求实施。部分施工单位过于注重施工经济效益，没有制定出严格管控机制，导致施工现场存在的安全隐患较多。下图为某基坑土方结构施工现场。基坑端头部位，土方已经开挖至第2道支撑5米，但第2道钢支撑却始终未架设。结合检测数据，基坑在开挖12小时之内的变化较大，变形多集中在基坑底板标高上下5米范围之内。如果基坑开挖到指定深度时没有及时架设支撑，围护结构处更易出现变形问题，导致主体施工过程中的安全隐患更多。

图1 基坑围护结构施工

不仅如此，在地铁深基坑土方开挖时，由于在基坑结构外侧大量堆载，也会导致围护结构出现坍塌现象，进而引发工程整体渗漏水问题。举例而言，在施工现场堆放大量钢支撑、开挖机械设备，导致围护结构出现大范围变形；

3. 水位监测存在问题。监测也是地铁工程施工重要环节，可直接影响到地基施工质量与效率。监测结果被主要应用于施工安全管控中，对从根本上提高施工质量及效率具有重要意义。但在具体监测工作开展时，经常会出现开挖后埋设水位管或者错开基坑开挖前进行降水监测工作，导致监测结果难以直接反映出工程具体施工情况；

4. 隔水层管控不到位。承压水中的水量较大且具有一定压力，在渗漏时会引发严重安全事故，因此需要将承压水作为水位监测重点。在开展承压水位监测工作过程中，应当在被测含水层与其他含水层中设置合理的隔水结构，使用质量较高的粘土球回填至孔内，回填高度需要超过地层隔水高度。但在具体施工工作开展期间，部分施工单位为节省施工时间，在承压埋管回填期间使用就地取土方式，导致水位监测数据结果出现误差。

2. 城市地铁深基坑施工渗漏水预防对策

为有效防止城市地铁深基坑施工渗漏水问题出现，需要着重增强维护结构施工质量水平，采取有效措施封堵漏水部位，加强基坑土方开挖时的管控力度。

2.1监测渗漏问题

当前深基坑水位监测手段种类较多，通过开展有效监测工作，能够及时发现渗漏水原因，并据此制定出专项可行预防对策。具体来说，当前深基坑渗漏水监测技术主要分为以下几项：

1. 近似计算。通过构建室内模型、开展模拟试验方式，分析现场采集数据。此种监测方式对施工人员专业水平及职业素养的要求更高，计算结果可以定向反映出水位变化；

2. 同位素示踪。该技术主要就是在地层中加入同位素示踪剂，配合使用相应的示踪设备，找寻到存在于基坑结构的渗漏通道以及渗漏点。该施工技术可以主要在渗水问题出现后确定水源，难以切实提升渗漏水问题前期管控效果；

3. 高密度电法。此种施工方式主要以岩体结构电性差异为主，结合施加电场作用下的地层传导电流分布规律，判断地下结构不同电阻率的地赋存状态。高频度电方式主要被应用在山体或采空区域的不良地质勘测中。但在城市地铁施工时，检测结果经常会受到周边电力设施或者地下管线等因素影响，难以及时发现渗漏水问题出现原因；

4. 温度示踪。温度示踪是现阶段应用在城市地铁深基坑渗漏水监管中的新型技术手段，现结合了渗流热监测理论，发展出了渗流热监测技术。该技术不仅能够准确且高效的反映出土体内部结构渗流状态，还可以加深对渗流状态变化的认知度，帮助施工人员更为早期的发现地基结构渗漏点。在使用温度示踪技术过程中，由于地表水温度会随地表大气环境变化影响，在地表水补给到地下后，会影响到地层中温度。在深基坑钻孔穿过裂隙或渗漏带的情况下，因受到地下水水平流动影响，温度分布曲线会呈现出尖峰状变化情况，从地层中无强渗漏带或有强渗漏带时，具体变化规律如下图所示。

图2 无强渗漏带温度分布曲线

图3 有强渗漏带温度分布曲线

结合温度曲线实际变化情况，发现在地层中无强渗漏带的情况下，钻孔中的温度为正常分布曲线，温度曲线分布与实际深度有关。随着开挖深度逐步增加，可以反映出正常地层温度分布情况。如钻孔穿越地层中的强渗漏带，则渗漏水温度较高，温度分布曲线出现异常情况，需要结合曲线变化问题进行具体分析。

相较于其他技术手段而言，温度示踪法现场施工操作较为简单，可配合使用测温仪器测量水位管中不同深度水的温度，绘制曲线图，根据曲线变化分析渗漏水情况。

2.2渗漏封堵方式

如地下水接头处有稍微渗漏情况，可以使用先隐后堵的手段开展封堵工作。首先，沿地下连续墙竖向接头处的混凝土表面开设凹槽，放入半圆形PVC管。渗水沿半圆槽向下流动，并利用水泥快速封堵，形成渗水暗道。在进行混凝土衬砌施工时，如衬砌混凝土到达衬砌强度，需要沿自下而上的顺序进行反向注浆施工，快速填充渗水通道。

如渗漏水的压力较大，则需要对地下连续墙外侧土体结构进行处理。在渗水量较大的情况下，可以使用高压旋喷技术以及袖阀管注浆技术两种方式。

其中，高压旋喷灌浆技术主要就是利用钻机钻进土层，而后从喷嘴中喷射出固化剂冲击土体，配合使用提升钻杆、强制搅拌工作，使固化剂与土体结构充分结合在一起，形成固化强度较高、相互咬合的地下防渗漏帷幕结构，从根本上提升施工期间的质量与效率，有效控制施工成本。

总结：总之，城市地铁深基坑工程施工期间经常会受到各类因素影响而出现渗漏水问题，可直接影响到施工质量以及安全效益。在现阶段工程施工过程中，为从根本上提升渗漏水防治水平，还需要具体分析维护结构施工要求，结合水位预测结果，判别渗漏水问题出现的根本原因。选择科学、有效的水位监测技术手段，如:温度示踪法，从根本上提升水位监测工作的敏感度，使深基坑渗漏水问题能够从源头处得到控制,而高压旋喷灌浆技术能形成地下防渗漏帷幕结构，大大提升了施工质量与效率。

参考文献：

[1]沈牛犇,钱野.地铁深基坑围护结构防渗漏施工技术探析[J].工程技术研究,2021,6(19):48-49.

[2]牛晓凯,郭宏,高洁.地铁隧道内道岔转辙机基坑渗漏水综合治理研究[J].科技和产业,2021,21(03):233-237.