中铁二十四局集团上海铁建工程有限公司 上海 200070
关键词：管涌；深基坑；下穿河道
1 引言
随着高层建筑的不断增加、市政建设的大力发展和地下空间的开发利用,越来越多的深基坑工程出现在我们的视野之中。在城市旧区改造时，为了打通断头路，通常采用明挖隧道的形式下穿河道或者既有铁路。这种情况下，对深基坑开挖提出了更高的要求，即不仅要保证基坑的安全稳定，还要满足变形控制的要求，以确保基坑周围原有建筑物、构筑物、地下管线及道路等的安全。影响深基坑安全稳定的因素中，水是非常重要的一个因素。本文即以上海某工程为例，研究由于河水穿越原河道防汛墙，下穿河道深基坑发生管涌后的处治技术，为类似工程提供参考。
2 工程概况
本工程为上海市普善路-万荣路-三泉路道路辟通改建一期工程的分项工程-走马塘地道，道路桩号K4+775～K5+290。地道由南向北下穿走马塘河、南何铁路，采用明挖现浇法施工。南侧敞开段96m，中间暗埋段309m，北侧敞开段110m，地道全长515m。
所涉险情段为地道暗埋段深基坑，基坑深度13.5m (泵坑局部挖深16.1m), 采用明挖顺做法施工。围护结构原设计采用直径800-1200mm钻孔灌注桩及双排直径800mm旋喷桩止水帷幕，采用三道（局部深坑四道）支撑，其中第一道为混凝土支撑，其余为Φ609钢管支撑。
险情发生的平面位置为基坑东侧围护桩与走马塘北侧防汛墙交叉区域段（设计图东侧围护桩K4+972 - K4+980），影响区覆盖MW6,MW7两个施工段，透水点位于开挖面(深度约为6.5~7米，第二道支撑)标高及以上的桩间间隙。
3 地质条件
根据勘察报告和设计图纸，基坑开挖范围土层主要由粘性土、粉性土及砂土组成，其中②-3为灰色砂质粉土夹粉质黏土，层顶标高+0.5m,，位于走马塘现状河底标高附近；层底标高约为-2.1m，深度约为6.8米。
4 险情发生的原因分析
险情发生链及发生机理：地道东侧走马塘河水与②-3砂质粉土透水层连通，在水压作用下，绕过防汛墙基础下部（东侧围堰外侧与防汛墙交界处），到达并穿透存在缺陷或孔洞的止水帷幕，由此形成的透水路径内流砂与水经灌注桩间孔洞喷涌而出，孔洞被冲大，最终导致走马塘河水和基坑直接贯通，大量河水直接涌入基坑，酿成本次基坑透水险情。
（1）施工场地狭小及交通干扰大等因素导致围护桩不能连续施工，桩间冷缝多；
（2）围护桩施工部位存在桥台基础及防汛墙，基础资料不详，地下障碍物复杂且清除不彻底，导致围护桩及止水帷幕旋喷桩施工困难，成桩质量不易保证。
（3）漏水点所处②-3层土层为渗透系数较大的灰色砂质粉土夹粉质粘土，渗透系数较大，在动水压力下，易产生渗水、流砂和管涌等现象，且实际开挖揭露的砂质粉土厚度较勘察厚度要厚1米左右，开挖时易于漏水。
5管涌处置思路及措施
5.1管涌处置思路
总体思路为因地制宜，探明管涌位置具体情况，采用封堵结合的原则进行综合治理。
5.2管涌处治措施
5.2.1 管涌位置土体加固措施
(1) 首先进行走马塘河道北岸管涌位置防汛墙基础破除、清障处理，然后打设双排长度18m拉森钢板桩(SP-U600×210)，两排拉森钢板桩采用φ30@2000钢拉杆连接，拉森钢板桩围堰一侧与原围堰钢板桩衔接，一侧延伸至可靠的止水帷幕处；（如图1及所示）。
(2)在原钢板桩围堰与防汛墙接口处外侧回填粘性土至围堰顶，回填宽度8m；
(3)原钢板桩围堰、新做钢板桩与基坑旋喷桩止水帷幕之间的空隙采用旋喷桩（φ800@500）加固，旋喷桩加固深度同止水帷幕深度（旋喷桩底标高为-16m）；
图1 管涌处置措施图
(4)原钢板桩围堰内以及新做两排钢板桩之间土体若有空洞，采用注浆法进行填充，注浆方式采用双液注浆，水灰比为1∶1,水玻璃浓度为16Be′,水泥浆与水玻璃体积比为5～10:1。
(5)新打设拉森桩与基坑围护圈梁采用H400型钢连接，型钢与拉森桩围檩满焊，间距3m一道；
(6)原围堰与防汛墙三角区打设一排长度15m拉森钢板桩(SP-U600×210)，采用粘性土对三角区进行回填，然后采用注浆法进行填充，注浆方式采用双液注浆，水灰比为1∶1,水玻璃浓度为16Be′,水泥浆与水玻璃体积比为5～10:1。（如图2及所示）
图2 原围堰与防汛墙交叉点加固图
5.2.2基坑抽水及空洞封堵
高压旋喷桩达到设计强度后，开始进行基坑抽水工作。基坑内抽水应控制抽水速度,每次抽水2m深，并加强围护结构的变形监测，24小时后基坑内水位无变化进行第二次抽水，抽水完成后进行围护桩空洞处理。具体方法是采用1cm厚钢板与围护桩钢筋连接，封堵空洞，然后在空洞内灌注C20混凝土，完成空洞的封堵。
5.2.3清淤
基坑抽水完成后，进行清淤及外运处理，采用两台75KW泥浆泵进行抽淤，淤泥方量为208m*20.1*0.65，共计2718方。
5.2.4围护桩间锚喷砼
基坑清淤完成后，进行围护桩间喷锚施工。围护桩间土体由于受到河水浸泡发生松动，采用喷锚的方式进行加固处理。
5.2.5基坑降水
基坑采用疏干管井进行降水，管井井壁管采用焊接钢管，直径均为φ273mm。单井有效抽水面积的经验值为150～200㎡/口，取150㎡/口，单井有效降水直径为13.82m。通过计算，降水井数量估算为8口,在基坑内均匀布置。同时在基坑外设观测井4口。
5.2.6钢支撑预应力附加及安装
基坑抽水、清淤完成后，对已完成钢支撑进行预应力检测，补偿预应力损失，并及时安装剩余钢支撑，共计12根；
5.2.7基坑西侧围堰处置
基坑西侧地质及工况同基坑东侧，为了防止管涌情况的发生，采用和基坑东侧同样的措施对防汛墙与基坑围护之间的土体进行加固处理。
6 结束语
(1)由于透水点发生的位置还没有达到基坑最大深度，为了防范当前深度以下基坑开挖过程再次发生渗漏水，必须对现深度以下走马塘河东、西两侧围护桩（含灌注桩及旋喷桩止水帷幕）进行全面检测，确保下一步开挖之前围护桩的止水效果。
(2)由于现基坑底部地基土经水浸泡软化，对下一步基坑的稳定和变形产生了影响，因此在下一步基坑开挖过程中必须加强降、排水措施，及基坑开挖支撑时空效应的管理，做到随挖随撑、严禁超挖。
(3)加强钢支撑及围囹的连接，围囹与灌注桩之间的间隙应采用细石混凝土填充密实
(4)加强走马塘河防汛墙侧水位及地基变形观测，做好应急预案。
参考文献
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[2]围堰封水及高压旋喷注浆技术在深基坑管涌抢险中的应用[J].丁勇祥,简要,余谦.建筑施工. 2009(10).
[3]软土地基地铁基坑的堵漏抢险[J].崔颖哲,范鹏.施工技术. 2005(11).
论文作者:徐磊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/30
标签：基坑论文; 围堰论文; 钢板论文; 标高论文; 帷幕论文; 河道论文; 透水论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;