1、三號線D3-TA05標土建工程上元門站深基坑涌水治理技術總結中鐵隧道局集團有限公司2017年11月第一部分 工程簡介第二部分 基坑出險及應急處置第三部分 補充勘察情況第四部分 不良地質對工程的影響分析第五部分 不良地質處理方案第六部分 特殊工藝介紹第七部分 經驗與教訓主要內容6m11m9m19m3層 條基5層 條基6層 條基2層 條基4層 條基17.9m45m40.5m18m24.4m11.9m150.1m南京地鐵三號線上元門站位于中央北路與永濟大道路口下方，場地地貌屬于長江一級階地崗地區和長江漫灘平原區過渡區；站位地理環境相當有特點，處于幕府山和老虎山之間的夾溝中。主體基坑208.5米，標準

2、段寬度25.5米，基坑開挖深度2428米。西側緊鄰主體基坑的有多棟建筑。建筑物基礎一側在巖石地基上，一側在土層上。車站東側有4根改移后大口徑主供水管。一期二期第一部分 工程簡介 1、周邊環境詳勘報告中地質鉆孔平面布置圖根據詳勘報告顯示，在鉆孔S6K11、S6K15、S6Z16基巖中揭露斷層角礫巖，角礫大小懸殊，棱角狀，無定向性條帶分布，裂隙內充填有細脈、動力膜，未見壓滑鏡面等，初判為張扭性斷層，斷層內巖芯膠結較好，對工程影響相對較小。芯樣照片地質勘探孔第一部分 工程簡介 2、工程地質地墻底線開挖底線基巖面詳勘報告中基坑西側地質縱斷面第一部分 工程簡介 2、工程地質詳勘報告中基坑東側地質縱斷面基

3、巖面開挖底線地墻底線第一部分 工程簡介 2、工程地質車站主體基坑圍護結構為地下連續墻，因第四紀覆蓋層厚，地下連續墻底部入巖，考慮連續墻成槽時間長，槽壁采用攪拌樁加固。豎向采用六道+一道換撐的支撐體系，其中第一道支撐為鋼筋混凝土支撐，其余支撐為鋼支撐。同時在基坑內設置一排臨時中立柱，立柱基礎為直徑1200mm的鉆孔灌注樁，設計深度入中風化巖2.5m。標準段圍護結構橫剖面中風化巖第一部分 工程簡介 3、基坑支護與支撐體系設計概況基坑涌水位置平面圖涌水區域第二部分 基坑出險及應急處置 2014年元月18日，基坑開挖到負18米深度（剩余6米到基底）時，在坑內14軸附近，靠近西側地連墻區域出現基底涌水，

4、出水量約30m3/h并攜帶大量泥砂?；佑克闆r出險后，現場立即啟動應急預案，采取涌水點袋裝水泥反壓措施，初步控制基坑險情。同時在基坑西側進行鉆孔排查基坑涌水原因。在引孔過程中發現存在巖溶。經專題會議研究決定實施補充勘探。水泥堆碼反壓險情排查第二部分 基坑出險及應急處置 險情初步得到控制后，自2014年1月21日至2014年3月17日，在坑內外實施了補充勘察。共鉆孔118個，其中坑外90個孔，坑內28個孔，提供坑內外縱斷面3個，坑內橫斷面9個。 經補勘揭露了一條橫穿基坑的斷裂破碎帶，以及施工區域存有大量的巖溶分部。補充勘探孔補充勘查勘探孔平面布置圖第三部分 補充勘察情況斷裂破碎帶巖芯照片斷裂破

5、碎帶由西向東逐漸增大，呈大喇叭狀，寬度約40米寬。破碎帶的巖性為白云巖，呈粗砂或礫砂狀（局部呈碎塊狀），透水性較好，推測為基坑內涌水的來源和主要通道。斷裂破碎帶分布平面圖第三部分 補充勘察情況破碎帶基坑底補勘后巖層分界面溶洞卡錘地連墻實際底面線地連墻設計底面線地連墻設計底面線補勘后巖層分界面原地勘報告巖層分界面溶洞破碎帶卡錘地連墻實際底面線補充勘查東側地質縱剖面原地勘報告巖層分界面補充勘查西側地質縱剖面第三部分 補充勘察情況補勘所揭示的破碎帶、大量的巖溶，對工程施工風險控制影響的方面如下：1）依據原詳勘資料，原設計圍護結構入中風化巖2.5m。補勘后因巖溶和破碎帶的影響，造成圍護結構實際有效嵌固

6、深度不足，繼續開挖易引起圍護結構失穩。 2）圍護結構未有效阻斷基坑內外水力聯系，存在坑外地下水繞流進入基坑的情況。 3）坑內破碎帶屬于幕府山-焦山斷裂（F5），透水性強，且同長江存在水力聯系。 4）坑內14軸以南段格構柱基礎樁深度為基底下2.5米。其中有四根基礎樁底處于破碎帶內，承載力不足，影響基坑支撐體系穩定。地質橫剖面巖層分界示意第四部分 不良地質對工程的影響分析針對這一特殊地質、特殊工況，先后組織召開了地質方面、風險控制方面以及廣州地鐵類似工程經驗相關人員的三次專家評審會。確定了破碎帶、巖溶區域坑內外壓密注漿、支撐體系調整、格構柱基礎補強等一系列處置方案。該方案并通過2014年4月21日

7、南京市專家（院士）委員會的審查。第五部分 不良地質處理方案基坑范圍不良地質加固處理平面圖第五部分 不良地質處理方案 1、坑內外注漿、旋噴加固第六道混凝土支撐平面布置圖第六道混凝土支撐橫截面C50混凝土澆筑調整后基坑支撐體系橫斷面第五部分 不良地質處理方案 2、內支撐體系加強格構柱基礎微型鋼管樁補強方案平面圖 在距原臨時立柱樁邊約600mm處補充打設8根直徑89mm（開孔尺寸108mm） t=5mm無縫鋼管，其中基底以下15米范圍內采用鋼花管進行注漿，提高其側阻力，基坑開挖面以上為鋼實管。隨著基坑后續開挖，將該8根微型樁外露實心鋼管與原臨時立柱采用焊接鋼板連接形成受力整體，根據設計計算補強后可承

8、擔原樁基礎荷載。 臨時立柱樁基坑底微型鋼管樁補強方案剖面圖臨時鋼立柱微型鋼管樁豎向連接鋼板水平連接鋼板微型鋼管樁鋼花管注漿第五部分 不良地質處理方案 3、格構柱加強 問題一：坑外集中注漿對支護體系穩定性造成影響因坑外大面積集中注漿產生的瞬時壓力過大，造成對支護結構及內支撐產生過大附加應力。該瞬時軸壓力超過設計支撐軸力時，造成鋼支撐的彎曲變形?？油庾{期間坑內第四道混凝土支撐軸力維持在9000KN左右，超過設計允許值。2014年3月11日，基坑內出現三根鋼支撐彎曲，現場加固施工全部暫停，并對異常部位采取加撐補強措施?？油饧秀@孔注漿鋼支撐彎曲“U”型抱箍脫落第五部分 不良地質處理方案 4、處理過

9、程中遇到的問題問題二：坑內注漿造成格構柱位移、隆起破碎帶范圍內有4根臨時立柱樁基礎深度為底板下2.5m（設計深度），小于注漿加固深度?？觾燃庸套{造成格構柱基礎樁位移和隆起，混凝土支撐在與格構柱相交節點部位的開裂?，F場采用800鋼支撐對開裂的混凝土支撐進行加強。支撐縱向支撐縱向格構柱位移格構柱隆起、支撐梁橫向開裂格構柱隆起、支撐梁橫向開裂增加800鋼支撐加強第五部分 不良地質處理方案 4、處理過程中遇到的問題坑內注漿引孔涌水情況問題三：動水條件下坑內鉆孔難度大注漿孔鉆進至破碎帶后孔內涌水量大、水壓高，且因圍巖極其破碎，經常出現坍孔、埋鉆情況，須反復洗孔鉆進，成孔難度極大。坑內鉆孔芯樣第五部分

10、不良地質處理方案 4、處理過程中遇到的問題問題四：注漿后土體隆起對第六道混凝土支撐造成破壞基坑加固注漿到一定程度后，因注漿面隆起，第五道鋼支撐與開挖面高度不足，且補充架設鋼支撐后支撐間距較密，造成坑內注漿無法均勻覆蓋整個破碎帶，存在一定的注漿盲區。因此，基坑繼續下挖至第六道混凝土支撐高度，在完成混凝土支撐澆筑并達到設計強度后再次組織加固注漿施工。注漿造成坑內土體大面積隆起抬升并作用于第六道混凝土支撐底部，導致支撐隆起開裂。注漿期間須反復對支撐底部土體進行開挖卸載，降低對支撐梁的影響。第五部分 不良地質處理方案 4、處理過程中遇到的問題問題五：動水條件下注漿利用率低、工效低因坑內動水壓力大，鉆孔

11、涌水流速急，且破碎帶范圍第四紀覆蓋層厚度薄，在作業面止漿條件很差的情況下，水泥-水玻璃雙液漿在動水作用下，大量漿液被動水分散，坑內注漿固結地層的利用率很低。為解決動水條件下注漿加固效率及效果問題，經參建各方共同討論后邀請山東大學科研人員對基坑采用多種物探手段進行“基坑破碎帶底層含導水構造探查”，并根據探查結果采用凝固時間更快、抗分散性更好的新型注漿材料GT-1代替水玻璃，在普通雙液注漿已基本形成隔水層的前提下，有針對性的對相對薄弱、高水壓區域進行補充加固。物 探GT-1注漿模袋注漿管膏狀速凝效果模袋管封孔效果第五部分 不良地質處理方案 4、處理過程中遇到的問題破碎帶上部覆土為第四紀軟弱地層，且

12、在負壓動水條件下注漿。在常規工藝注漿過程中漿液隨動水沿注漿管（鉆桿）與孔壁間跑漿流失，造成注漿壓力不能滿足工藝要求，尤其是在涌水較為集中范圍漿液無法有效注入地層。模袋注漿管由注漿管及注漿管外束濾布模袋兩部分組成。鉆孔成孔后，將模袋注漿管安裝入鉆孔，先對濾布模袋（封閉空間）進行普通雙液注漿，使濾布模袋膨脹擠密注漿管與地層間隙，達到封固注漿管的目的。成型模袋注漿管模袋管封孔效果第五部分 新型工藝介紹 2、模袋法注漿封孔工藝1、雙管、雙濾輕型井點工藝在坑內破碎帶加固后期緊鄰格構柱位置局部仍有透水通道，因坑內注漿已經造成格構柱和支撐梁的嚴重隆起。結合格構柱隆起分析，格構柱底部持力層已達到加固效果。格構

13、柱周邊3米范圍內不能再注漿，為確保后續開挖和結構施工安全，對該區域涌水采取了井點降水，達到有序抽排、降低水壓的目的。因輕型井點鉆孔過程中大量涌水涌砂且孔壁易坍塌，輕型井井管須依靠動力方可安裝到位，在井管安裝過程中造成濾網破損，所以采取雙管雙濾的輕型井點降水工藝。第六部分 特殊工藝介紹2、雙管、雙濾輕型井點工藝輕型井點降水第六部分 特殊工藝介紹第七部分 經驗與教訓通過本工程深基坑在穿越不良地質施工過程中出險、應急處置、加固處理、涌水治理等一系列處置方案的實施，不僅積累了大量的工程技術、管理經驗，同時也為今后類似工程提供了借鑒。但在獲取寶貴經驗的同時，也需要總結一下施工過程中存在的不足：1、加強對工程不良地質的的預判分析，過程中出現異常地質情況應及時與設計單位、勘察單位進行現場勘驗確認。