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三號(hào)線D3-TA05標(biāo)土建工程上元門站深基坑涌水治理技術(shù)總結(jié)中鐵隧道局集團(tuán)有限公司2017年11月第一部分工程簡(jiǎn)介第二部分基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置第三部分補(bǔ)充勘察情況第四部分不良地質(zhì)對(duì)工程的影響分析第五部分不良地質(zhì)處理方案第六部分特殊工藝介紹第七部分經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)主要內(nèi)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(hào)線上元門站位于中央北路與永濟(jì)大道路口下方,場(chǎng)地地貌屬于長(zhǎng)江一級(jí)階地崗地區(qū)和長(zhǎng)江漫灘平原區(qū)過(guò)渡區(qū);站位地理環(huán)境相當(dāng)有特點(diǎn),處于幕府山和老虎山之間的夾溝中。主體基坑208.5米,標(biāo)準(zhǔn)段寬度25.5米,基坑開(kāi)挖深度24~28米。西側(cè)緊鄰主體基坑的有多棟建筑。建筑物基礎(chǔ)一側(cè)在巖石地基上,一側(cè)在土層上。車站東側(cè)有4根改移后大口徑主供水管。一期二期第一部分工程簡(jiǎn)介

1、周邊環(huán)境詳勘報(bào)告中地質(zhì)鉆孔平面布置圖根據(jù)詳勘報(bào)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(wú)定向性條帶分布,裂隙內(nèi)充填有細(xì)脈、動(dòng)力膜,未見(jiàn)壓滑鏡面等,初判為張扭性斷層,斷層內(nèi)巖芯膠結(jié)較好,對(duì)工程影響相對(duì)較小。芯樣照片地質(zhì)勘探孔第一部分工程簡(jiǎn)介2、工程地質(zhì)地墻底線開(kāi)挖底線基巖面詳勘報(bào)告中基坑西側(cè)地質(zhì)縱斷面第一部分工程簡(jiǎn)介2、工程地質(zhì)詳勘報(bào)告中基坑?xùn)|側(cè)地質(zhì)縱斷面基巖面開(kāi)挖底線地墻底線第一部分工程簡(jiǎn)介2、工程地質(zhì)車站主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻,因第四紀(jì)覆蓋層厚,地下連續(xù)墻底部入巖,考慮連續(xù)墻成槽時(shí)間長(zhǎng),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(shí)在基坑內(nèi)設(shè)置一排臨時(shí)中立柱,立柱基礎(chǔ)為直徑1200mm的鉆孔灌注樁,設(shè)計(jì)深度入中風(fēng)化巖2.5m。標(biāo)準(zhǔn)段圍護(hù)結(jié)構(gòu)橫剖面中風(fēng)化巖第一部分工程簡(jiǎn)介3、基坑支護(hù)與支撐體系設(shè)計(jì)概況基坑涌水位置平面圖涌水區(qū)域第二部分基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置2014年元月18日,基坑開(kāi)挖到負(fù)18米深度(剩余6米到基底)時(shí),在坑內(nèi)14軸附近,靠近西側(cè)地連墻區(qū)域出現(xiàn)基底涌水,出水量約30m3/h并攜帶大量泥砂。基坑涌水情況出險(xiǎn)后,現(xiàn)場(chǎng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,采取涌水點(diǎn)袋裝水泥反壓措施,初步控制基坑險(xiǎn)情。同時(shí)在基坑西側(cè)進(jìn)行鉆孔排查基坑涌水原因。在引孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在巖溶。經(jīng)專題會(huì)議研究決定實(shí)施補(bǔ)充勘探。水泥堆碼反壓險(xiǎn)情排查第二部分基坑出險(xiǎn)及應(yīng)急處置

險(xiǎn)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(nèi)外實(shí)施了補(bǔ)充勘察。共鉆孔118個(gè),其中坑外90個(gè)孔,坑內(nèi)28個(gè)孔,提供坑內(nèi)外縱斷面3個(gè),坑內(nèi)橫斷面9個(gè)。經(jīng)補(bǔ)勘揭露了一條橫穿基坑的斷裂破碎帶,以及施工區(qū)域存有大量的巖溶分部。補(bǔ)充勘探孔補(bǔ)充勘查勘探孔平面布置圖第三部分補(bǔ)充勘察情況斷裂破碎帶巖芯芯照片斷裂破碎帶由西西向東逐漸增大大,呈大喇叭狀狀,寬度約40米寬。破碎帶的的巖性為白云巖巖,呈粗砂或礫礫砂狀(局部呈呈碎塊狀),透透水性較好,推推測(cè)為基坑內(nèi)涌涌水的來(lái)源和主主要通道。斷裂破碎帶分布布平面圖第三部分補(bǔ)充勘察情況破碎帶基坑底補(bǔ)勘后巖層分界面溶洞卡錘地連墻實(shí)際底面線地連墻設(shè)計(jì)底面線地連墻設(shè)計(jì)底面線補(bǔ)勘后巖層分界面原地勘報(bào)告巖層分界面溶洞破碎帶卡錘地連墻實(shí)際底面線補(bǔ)充勘查東側(cè)地地質(zhì)縱剖面原地勘報(bào)告巖層分界面補(bǔ)充勘查西側(cè)地地質(zhì)縱剖面第三部分補(bǔ)充勘察情況補(bǔ)勘所揭示的破破碎帶、大量的的巖溶,對(duì)工程程施工風(fēng)險(xiǎn)控制制影響的方面如如下:1)依據(jù)原詳勘資資料,原設(shè)計(jì)圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)入中風(fēng)風(fēng)化巖2.5m。補(bǔ)勘后因巖溶溶和破碎帶的影影響,造成圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際有效效嵌固深度不足足,繼續(xù)開(kāi)挖易易引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)失穩(wěn)。2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)未有有效阻斷基坑內(nèi)內(nèi)外水力聯(lián)系,,存在坑外地下下水繞流進(jìn)入基基坑的情況。3)坑內(nèi)破碎帶屬屬于幕府山-焦山斷裂(F5),透水性強(qiáng),,且同長(zhǎng)江存在在水力聯(lián)系。4)坑內(nèi)14軸以南段格構(gòu)柱柱基礎(chǔ)樁深度為為基底下2.5米。其中有四根根基礎(chǔ)樁底處于于破碎帶內(nèi),承承載力不足,影影響基坑支撐體體系穩(wěn)定。地質(zhì)橫剖面巖層層分界示意第四部分不良地質(zhì)對(duì)工程程的影響分析針對(duì)這一特殊地地質(zhì)、特殊工況況,先后組織召召開(kāi)了地質(zhì)方面面、風(fēng)險(xiǎn)控制方方面以及廣州地地鐵類似工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)相關(guān)人員的的三次專家評(píng)審審會(huì)。確定了破破碎帶、巖溶區(qū)區(qū)域坑內(nèi)外壓密密注漿、支撐體體系調(diào)整、格構(gòu)構(gòu)柱基礎(chǔ)補(bǔ)強(qiáng)等等一系列處置方方案。該方案并并通過(guò)2014年4月21日南京市專家((院士)委員會(huì)會(huì)的審查。第五部分不良地質(zhì)處理方案基坑范圍不良地地質(zhì)加固處理平平面圖第五部分不良地質(zhì)處理方案1、坑內(nèi)外注漿、、旋噴加固第六道混凝土支支撐平面布置圖圖第六道混凝土支支撐橫截面C50混凝土澆筑調(diào)整后基坑支撐撐體系橫斷面第五部分不良地質(zhì)處理方案2、內(nèi)支撐體系加加強(qiáng)格構(gòu)柱基礎(chǔ)微型型鋼管樁補(bǔ)強(qiáng)方方案平面圖在距原臨時(shí)立柱柱樁邊約600mm處補(bǔ)充打設(shè)8根直徑89mm(開(kāi)孔尺寸108mm)t=5mm無(wú)縫鋼管,其中中基底以下15米范圍內(nèi)采用鋼鋼花管進(jìn)行注漿漿,提高其側(cè)阻阻力,基坑開(kāi)挖挖面以上為鋼實(shí)實(shí)管。隨著基坑坑后續(xù)開(kāi)挖,將將該8根微型樁外露實(shí)實(shí)心鋼管與原臨臨時(shí)立柱采用焊焊接鋼板連接形形成受力整體,,根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算算補(bǔ)強(qiáng)后可承擔(dān)擔(dān)原樁基礎(chǔ)荷載載。臨時(shí)立柱樁基坑底微型鋼管樁補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)方案剖面圖臨時(shí)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(zhì)處理方案3、格構(gòu)柱加強(qiáng)問(wèn)題一:坑外集集中注漿對(duì)支護(hù)護(hù)體系穩(wěn)定性造造成影響因坑外大面積集集中注漿產(chǎn)生的的瞬時(shí)壓力過(guò)大大,造成對(duì)支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)支撐撐產(chǎn)生過(guò)大附加加應(yīng)力。該瞬時(shí)時(shí)軸壓力超過(guò)設(shè)設(shè)計(jì)支撐軸力時(shí)時(shí),造成鋼支撐撐的彎曲變形。。坑外注漿期間坑坑內(nèi)第四道混凝凝土支撐軸力維維持在9000KN左右,超過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)允許值。2014年3月11日,基坑內(nèi)出現(xiàn)現(xiàn)三根鋼支撐彎彎曲,現(xiàn)場(chǎng)加固固施工全部暫停停,并對(duì)異常部部位采取加撐補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)措施。坑外集中鉆孔注注漿鋼支撐彎曲“U”型抱箍脫落第五部分不良地質(zhì)處理方方案4、處理過(guò)程中遇到到的問(wèn)題問(wèn)題二:坑內(nèi)注注漿造成格構(gòu)柱柱位移、隆起破碎帶范圍內(nèi)有有4根臨時(shí)立柱樁基基礎(chǔ)深度為底板板下2.5m(設(shè)計(jì)深度),,小于注漿加固固深度。坑內(nèi)加加固注漿造成格格構(gòu)柱基礎(chǔ)樁位位移和隆起,混混凝土支撐在與與格構(gòu)柱相交節(jié)節(jié)點(diǎn)部位的開(kāi)裂裂。現(xiàn)場(chǎng)采用Φ800鋼支撐對(duì)開(kāi)裂的的混凝土支撐進(jìn)進(jìn)行加強(qiáng)。支撐縱向支撐縱向格構(gòu)柱位移格構(gòu)柱隆起、支支撐梁橫向開(kāi)裂裂格構(gòu)柱隆起、支支撐梁橫向開(kāi)裂裂增加Φ800鋼支撐加強(qiáng)第五部分不良地質(zhì)處理方方案4、處理過(guò)程中遇到到的問(wèn)題坑內(nèi)注漿引孔涌涌水情況問(wèn)題三:動(dòng)水條條件下坑內(nèi)鉆孔孔難度大注漿孔鉆進(jìn)至破破碎帶后孔內(nèi)涌涌水量大、水壓壓高,且因圍巖巖極其破碎,經(jīng)經(jīng)常出現(xiàn)坍孔、、埋鉆情況,須須反復(fù)洗孔鉆進(jìn)進(jìn),成孔難度極極大。坑內(nèi)鉆孔芯樣第五部分不良地質(zhì)處理方方案4、處理過(guò)程中遇到到的問(wèn)題問(wèn)題四:注漿后后土體隆起對(duì)第第六道混凝土支支撐造成破壞基坑加固注漿到到一定程度后,,因注漿面隆起起,第五道鋼支支撐與開(kāi)挖面高高度不足,且補(bǔ)補(bǔ)充架設(shè)鋼支撐撐后支撐間距較較密,造成坑內(nèi)內(nèi)注漿無(wú)法均勻勻覆蓋整個(gè)破碎碎帶,存在一定定的注漿盲區(qū)。。因此,基坑繼繼續(xù)下挖至第六六道混凝土支撐撐高度,在完成成混凝土支撐澆澆筑并達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度后再次組組織加固注漿施施工。注漿造成坑內(nèi)土土體大面積隆起起抬升并作用于于第六道混凝土土支撐底部,導(dǎo)導(dǎo)致支撐隆起開(kāi)開(kāi)裂。注漿期間間須反復(fù)對(duì)支撐撐底部土體進(jìn)行行開(kāi)挖卸載,降降低對(duì)支撐梁的的影響。第五部分不良地質(zhì)處理方方案4、處理過(guò)程中遇到到的問(wèn)題問(wèn)題五:動(dòng)水條條件下注漿利用用率低、工效低低因坑內(nèi)動(dòng)水壓力力大,鉆孔涌水水流速急,且破破碎帶范圍第四四紀(jì)覆蓋層厚度度薄,在作業(yè)面面止?jié){條件很差差的情況下,水水泥-水玻璃雙液漿在在動(dòng)水作用下,,大量漿液被動(dòng)動(dòng)水分散,坑內(nèi)內(nèi)注漿固結(jié)地層層的利用率很低低。為解決動(dòng)水條件件下注漿加固效效率及效果問(wèn)題題,經(jīng)參建各方方共同討論后邀邀請(qǐng)山東大學(xué)科科研人員對(duì)基坑坑采用多種物探探手段進(jìn)行“基基坑破碎帶底層層含導(dǎo)水構(gòu)造探探查”,并根據(jù)據(jù)探查結(jié)果采用用凝固時(shí)間更快快、抗分散性更更好的新型注漿漿材料GT-1代替水玻璃,在在普通雙液注漿漿已基本形成隔隔水層的前提下下,有針對(duì)性的的對(duì)相對(duì)薄弱、、高水壓區(qū)域進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)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果第五部分不良地質(zhì)處理方方案4、處理過(guò)程中遇到到的問(wèn)題破碎帶上部覆土土為第四紀(jì)軟弱弱地層,且在負(fù)負(fù)壓動(dòng)水條件下下注漿。在常規(guī)規(guī)工藝注漿過(guò)程程中漿液隨動(dòng)水水沿注漿管(鉆鉆桿)與孔壁間間跑漿流失,造造成注漿壓力不不能滿足工藝要要求,尤其是在在涌水較為集中中范圍漿液無(wú)法法有效注入地層層。模袋注漿管由注注漿管及注漿管管外束濾布模袋袋兩部分組成。。鉆孔成孔后,,將模袋注漿管管安裝入鉆孔,,先對(duì)濾布模袋袋(封閉空間))進(jìn)行普通雙液液注漿,使濾布布模袋膨脹擠密密注漿管與地層層間隙,達(dá)到封封固注漿管的目目的。成型模袋注漿管管模袋管封孔效果第五部分新新型工藝介紹2、模袋法注漿封封孔工藝1、雙管、雙濾輕輕型井點(diǎn)工藝在坑內(nèi)破碎帶加加固后期緊鄰格格構(gòu)柱位置局部部仍有透水通道道,因坑內(nèi)注漿漿已經(jīng)造成格構(gòu)構(gòu)柱和支撐梁的的嚴(yán)重隆起。結(jié)結(jié)合格構(gòu)柱隆起起分析,格構(gòu)柱柱底部持力層已已達(dá)到加固效果果。格構(gòu)柱周邊邊3米范圍內(nèi)不能再再注漿,為確保保后續(xù)開(kāi)挖和結(jié)結(jié)構(gòu)施工安全,,對(duì)該區(qū)域涌水水采取了井點(diǎn)降降水,達(dá)到有序序抽排、降低水水壓的目的。因輕型井點(diǎn)鉆孔孔過(guò)程中大量涌涌水涌砂且孔壁壁易坍塌,輕型型井井管須依靠靠動(dòng)力方可安裝裝到位,在井管管安裝過(guò)程中造造成濾網(wǎng)破損,,所以采取雙管管雙濾的輕型井井點(diǎn)降水工藝。。第六部分特特殊工藝介紹2、雙管、雙濾輕輕型井點(diǎn)工藝輕型井點(diǎn)降水第六部分特特殊工藝介紹第七部分經(jīng)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)通過(guò)本工程深基基坑在穿越不良良地質(zhì)施工過(guò)程程中出險(xiǎn)、應(yīng)急急處置、加固處處理、涌水治理理等一系列處置置方案的實(shí)施,,不僅積累了大大量的工程技術(shù)術(shù)、管理經(jīng)驗(yàn),,同時(shí)也為今后后類似工程提供供了借鑒。但在獲取寶貴經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),也也需要總結(jié)一下下施工過(guò)程中存存在的不足:1、加強(qiáng)強(qiáng)對(duì)工工程不不良地地質(zhì)的的的預(yù)預(yù)判分分析,,過(guò)程程中出出現(xiàn)異異常地地質(zhì)情情況應(yīng)應(yīng)及時(shí)時(shí)與設(shè)設(shè)計(jì)單單位、、勘察察單位位進(jìn)行行現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)勘驗(yàn)驗(yàn)確認(rèn)認(rèn)。本工程程勘察察報(bào)告告中明明確提提出該該站區(qū)區(qū)域存存在斷斷層破破碎帶帶,但但勘察察布孔孔未進(jìn)進(jìn)行加加密設(shè)設(shè)置,,導(dǎo)致致勘察察報(bào)告告對(duì)該該斷層層破碎碎帶具具體圍圍巖情情況、、水量量情況況判斷斷錯(cuò)誤誤,未未能提提供準(zhǔn)準(zhǔn)確的的設(shè)計(jì)計(jì)依據(jù)據(jù)。地下連連續(xù)墻墻圍護(hù)護(hù)施

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