姚旺
杭州市地铁集团有限责任公司 浙江 杭州 310018
摘要：通过杭州地铁6号线一期工程双浦站实践及分析研究，阐述了近钱塘江处承压水高水头压力的主要风险点，并论述通过围护结构形式、接头形式优化、承压水降压等控制后，在承压水降压从而确保深基坑开挖过程中坑底安全方面所取得的成效。
关键词：承压水；隔断；接头；降压
1、工程概况
双浦站车站位于杭州西湖区之江，车站位于双浦镇科海路上（周二路～周四路段），沿科海路南北向布置。车站为地下二层岛式车站。车站全长409.7m，车站顶板覆土约2.7m，底板垫层底埋深约17m。
1.1岩土地质
地层从上而下主要为：杂填土、素填土、砂质粉土、砂质粉土夹粉砂、粉砂土、淤泥质粘土夹粉土、粉质粘土、含砂粉质粘土、粉砂土、圆砾、强风化砂砾岩、中风化砂砾岩。
根据勘察揭露，拟建场区孔隙承压水主要分布于深部的（12）1层粉砂及（12）4层圆砾中，隔水层为其上覆的淤泥质土层，测得承压水水位埋深1.45m，相当于85国家高程5.45m，7、9等粘性土层构成该承压水含水层的隔水顶板，隔水层埋深29～32m。承压水水头高，基坑开挖过程中基底抗隆起能力不足，因此承压水的处理成为本工程最大的风险源。
工程地质土层参数表
1.2水文地质
根据勘察揭露，拟建场区孔隙承压水主要分布于深部的（12）1层粉砂及（12）4层圆砾中，隔水层为其上覆的淤泥质土层，测得承压水水位埋深1.45m，相当于85国家高程5.45m，7、9等粘性土层构成该承压水含水层的隔水顶板，隔水层埋深29～32m。
根据勘察报告，本工程区深层孔隙承压含水层主要分布于深部的⑿4层圆砾中，水量丰富，承压含水层顶板埋深27.9m（z3-6ssp-30）。考虑到本场地承压水水位同潜水水位基本一致，本次计算承压水初始水位取1.45m。
水压力Pwy×1.1＝（27.9-1.45）×11＝290.95kPa。
南端头井基坑开挖深度17.2m，土压力Pcz＝（27.9-17.2）×18＝192.6kPa。需降低承压水水头高度8.94m；
2、高承压水层主要风险及危害
2.1主要风险
由于基坑开挖后，土体自重小于承压水压力，存在承压水突涌的风险（承压水在水压力的作用下，掀开基底以下土体，自下而上涌入基坑内）。
2.2承压水控制不当的危害
一旦发生承压水突涌，坑底土体隆起，整个基坑将失去稳定，造成基坑坍塌周边建构筑物及管线也将受影响甚至破坏。
3、承压水风险控制监控量测方法
施工过程中，针对承压水风险主要以下2方面进行监控两侧：（1）承压水观测井内的承压水水位，从而直观判断承压水压力（2）在格构柱顶部设置沉降观测，通过沉降观测来判断坑底土体是否隆起。
4、承压水风险控制措施
杭州地铁6号线深基坑开挖施工过程中均存在高承压水压力的现象，并且承压水突涌造成坑底隆起的风险非常大，所以本标段基坑施工前对承压水风险问题予以了足够重视，在前期施工准备（地质调查、试成槽、地下连续墙方案优化等）以及施工过程中（泥浆配制、接头处理、承压水降压等）上给予的充足考虑。
4.1地质调查
2015年12月15日～2015年12月24日，委托浙江省工程物探勘察院进行了双浦站施工地质勘察。共布设9个勘察点，勘察深度在48～53m（穿透圆砾层）。对所处地层进行详细分析，对相关土层参数进行了确认。
4.2承压书抽水试验
2015年12月21日～2015年12月27日，委托中煤地质工程总公司进行了双浦站承压水抽实验，共布置3口承压水抽水试验井。试验井施工期间，实测试验场地圆砾层层顶埋深约30m。
根据抽水试验实测数据计算：本工程承压水层水平向渗透系数0.12cm/s；竖向渗透系数0.10cm/s，均大于地勘经验参数。
4.3地下连续墙方案优化
根据前期的地质补堪及承压水抽水试验，实际承压水层相关参数均大于地勘经验参数（水平向1.5倍，竖向1.25倍）。综合考虑以往的类似承压水事故风险，本工程针对高承压水风险情况下，对相关地下墙进行了相应的优化：
•加深地下墙，进入中风化岩层0.5m，以隔断承压水内外的水里联系；
•接头形式改用十字钢板刚性接头，提高接头施工刚度及质量，减少渗漏风险；
•针对上部12～14m左右的砂性土层，采用@6～7m的疏干井进行潜水疏干，确保成槽槽壁质量，减少塌方等不利因素。
4.4泥浆配制
在穿透大渗透系数圆砾层成槽施工过程中，成槽的成败实际上是泥浆效果与渗透系数之间博弈的结果。那么，在浆液性能上若能有效的形成泥皮而不被水力作用下渗入圆砾层中就能有效降低穿透圆砾层成槽的难度，过程中通过加大膨润土含量来优化泥浆质量。
浆液配比表（1m3）
材料名称膨润土（kg）纯碱（kg）CMC（kg）水（kg）
配合比 130 4.5 1 950
4.5接头处理
采用刚性的十字钢板接头来替代原有的锁口管接头，增加了接头刚度，也减小了接头渗透通道，有效减小了承压水水力通道。
4.6承压水试验
地下连续墙施工完成后，通过在坑内再一次进行承压水试验来验证基坑承压水隔断效果，并观测承压水降深。
试验结果如下：
1、本次抽水试验实测地墙施工后坑内⑿1层粉砂、⑿4层圆砾层承压水初始水位平均埋深3.33m（标高+4.31m），深于勘察实测水位埋深1.45m和专项试验实测埋深2.0m。
2、本次抽水试验实测地墙施工后坑内减压井单井涌水量17.5m3/h（420m3/d），抽水井（埋深约35m，进入圆砾层4m）水位已抽至井底。
3、试验期间观测井水位稳定埋深24.42m（最大开挖深度约17.3m，坑内减压井有能力将承压水水位控制于基坑开挖面下），满足基坑底板抗承压水突涌稳定性计算9.86m的要求。。
4.7监控量测结果
本工程在经过大量的前期准备工作，以及对相关地下连续墙方案及降水方案进行优化后，杜绝了承压水的突涌风险，工程顺利完成。车站顶板封闭时，量测结果：格构柱顶最大沉降7.92mm＜15mm（设计报警值）。
结语
高承压水层情况下，基坑开挖风险较大，因此采用地下墙围护封闭隔断结合深井降压的方式能有效的降低承压水压力，杜绝承压书欧突涌的风险。
施工过程中，如果发生承压水风险，需要立即采取土方回填反压的措施，增加土体自重来抵消承压水压力，再结合双液注浆的方式进行土体改良。
参考文献
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[4]郑剑升，张克平，章立峰；承压水地层基坑底部突涌及解决措施[J]；隧道建设；2003年05期
论文作者:姚旺
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/16
标签：基坑论文; 风险论文; 水层论文; 土层论文; 水压论文; 工程论文; 水水论文; 《防护工程》2018年第11期论文;