城市軌道交通建設(shè)車站應(yīng)急處置探討
時(shí)間:2022-07-27 10:49:23
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摘要:隨著中國(guó)現(xiàn)階段城市化不斷發(fā)展,城市地下空間開(kāi)發(fā)及軌道交通工程的建設(shè),產(chǎn)生了大量深基坑及隧道工程,其規(guī)模和深度不斷增加。目前的地鐵車站建設(shè)過(guò)程中,應(yīng)用比較廣泛的是明挖法進(jìn)行地鐵車站的施工。本文以南昌市軌道交通2號(hào)線福州路站及福八區(qū)間涌砂事件為例,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)急處置的同時(shí),通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),得出了一系列應(yīng)急處置經(jīng)驗(yàn),對(duì)后續(xù)類似問(wèn)題處理有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞:車站;深基坑;涌砂;應(yīng)急處置
1工程概況
福州路站及福八區(qū)間為南昌軌道交通2號(hào)線工程的第15個(gè)站,車站位于民德路、福州路與八一大道交叉口以南(避開(kāi)福州路地下過(guò)街通道)。線路于該段的走向基本為南北走向,福州路站南端接福州路站~八一廣場(chǎng)站明挖區(qū)間(簡(jiǎn)稱福八區(qū)間)。八一大道為南昌市老城區(qū)主干道,路面交通繁忙;且為南昌市文明示范路,對(duì)文明施工要求較高。車站有效站臺(tái)中心里程為YDK37+760.146,車站起點(diǎn)里程為YDK37+686.946,車站終點(diǎn)里程為YDK37+882.146,長(zhǎng)度為195.5m。基坑圍護(hù)采用800厚地下連續(xù)墻,標(biāo)準(zhǔn)段(非加寬段)主體結(jié)構(gòu)凈寬度為17.8m,端頭井處主體結(jié)構(gòu)凈寬度為21.5m,與福八區(qū)間相鄰處加寬段主體結(jié)構(gòu)凈寬度約30m。有效站臺(tái)中心里程處底板埋深約為16.7m,端頭井處底板埋深約為17.7m。福州路站~八一廣場(chǎng)站明挖區(qū)間。采用半蓋明挖順作法施工,明挖區(qū)間長(zhǎng)度250m,寬度31.3m,基坑圍護(hù)采用800厚地下連續(xù)墻,地下連續(xù)墻接縫采用工字鋼連接,基坑采用三道鋼筋混凝土支撐進(jìn)行分層開(kāi)挖平均開(kāi)挖深度16.7m,地墻深度22.5m。
2工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件
2.1工程地質(zhì)條件
圖1福八區(qū)間橫斷面圖根據(jù)鉆探資料,福州路站及福八區(qū)間場(chǎng)地在鉆探深度揭露范圍內(nèi)的地層有人工填土Q/4ml/)、第四系更新統(tǒng)沖積層(Q/3al/),第三系新余群(Ex)泥質(zhì)粉砂巖組成。根據(jù)巖性及工程地質(zhì)特征,場(chǎng)地地層自上而下劃分為素填土層<1-2>、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層<2-2>、粉質(zhì)黏土層<3-1>、細(xì)砂層<3-3>、中砂層<3-4>、礫砂層<3-6>、圓礫層<3-7>、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層<5-1-1>、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層<5-1-2>,以及中風(fēng)化泥巖層<5-3-2>。
2.2水文地質(zhì)條件
福州路站及福八區(qū)間場(chǎng)地按地下水類型可分為孔隙微承壓水、基巖裂隙水兩種類型。2.2.1孔隙微承壓水?dāng)M建場(chǎng)區(qū)孔隙微承壓水主要賦存于第四系更新統(tǒng)羅村組沖積層的松散~中密狀砂層及礫砂、圓礫層中,詳勘階段在鉆孔內(nèi)測(cè)得地下水位4.5m~9.1m,高程19.53m~20.83m;初勘階段水位埋深4.5m~6.5m,高程19.53m~20.3m。地下水主要接受大氣降水垂直補(bǔ)給和贛江水體的側(cè)向補(bǔ)給,受人為開(kāi)采影響較小。另根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn),擬建場(chǎng)地地下水流速較小。2.2.2基巖裂隙水主要賦存于場(chǎng)地第三系新余群(Ex)泥質(zhì)粉砂巖巖層的裂隙中,受上部第四系松散層中的孔隙水或微承壓水的補(bǔ)給。含水量主要受構(gòu)造和節(jié)理裂隙發(fā)育程度控制,場(chǎng)地內(nèi)泥質(zhì)粉砂巖節(jié)理裂隙不發(fā)育,裂隙多呈閉合狀,基巖裂隙富水性差,由于其與孔隙微承壓水溝通,該層基巖裂隙水亦具有微承壓性。
3車站涌砂描述及應(yīng)急處置
3.1事情經(jīng)過(guò)
3.1.1第一次搶險(xiǎn)過(guò)程及措施4月10日凌晨4:30分,福八明挖區(qū)間基坑在進(jìn)行第5塊底板收底時(shí),地墻接縫發(fā)生涌水涌砂險(xiǎn)情,涌水涌砂為55#~56#地墻接縫(基坑底往上1.5m處),險(xiǎn)情發(fā)生后,項(xiàng)目部立即組織應(yīng)急搶險(xiǎn)人員進(jìn)行沙袋填裝及推土機(jī)回沙反壓,同時(shí)將八一大道交通封堵,以及啟動(dòng)搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案,5:30分滲漏水得到控制。3.1.2第二次搶險(xiǎn)過(guò)程及措施4月10日下午1點(diǎn),坑外由阿特拉斯引孔至地表下13m進(jìn)行注漿,注漿壓力達(dá)到4MPa,水泥注到1.2t左右時(shí),坑內(nèi)反壓沙袋處先出現(xiàn)明顯的水泥漿,后再次涌水。現(xiàn)場(chǎng)即刻組織人員用沙袋封堵,此時(shí)坑內(nèi)注漿的4個(gè)水平注漿孔已鉆孔完成,水平注漿孔位置為地墻接縫左右0.5m,第三道混凝土圈梁上0.5m處,沙袋將漏水量堵小后,在漏水點(diǎn)位置地墻接縫右側(cè)的注漿孔注入聚氨酯,聚氨酯用量約1.25t,聚氨酯注入后,下午3.40分漏水情況得到控制,已無(wú)明顯滲漏現(xiàn)象。坑外地面的其他區(qū)域進(jìn)行注漿加固,共注漿2個(gè)孔,1#孔深度7m,先注水泥漿,后注水玻璃,水泥用量9.5t,水玻璃用量1.5t;2#孔深度6.5m,注水泥漿,水泥用量2t;3#孔鉆孔2m后,鉆進(jìn)困難,未繼續(xù)鉆進(jìn)及注漿。至早上6.00注漿完成共注入水泥11.5t,水玻璃1.5t。3.1.3第三次險(xiǎn)情情況現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地面及坑內(nèi)注漿后,于4月11日早上6點(diǎn)開(kāi)放交通,交通開(kāi)放后感覺(jué)地面有震感,立即聯(lián)合交警再次封交一股車道,下午1點(diǎn)開(kāi)始對(duì)地面銑刨并重新進(jìn)行瀝青攤鋪同時(shí)加鋪鋼板,現(xiàn)場(chǎng)于4月11日下午17.15分瀝青攤鋪完成,在等強(qiáng)后加鋪鋼板并于當(dāng)晚8:20開(kāi)放交通。4月12日早7:50分,原封交段發(fā)生道路坍塌,坍塌范圍約為35m2,深度約1.8m,同時(shí)該處一根Φ800雨污水管斷開(kāi),路面坍塌的范圍及平面示意圖如圖2。
3.2交通組織
道路坍塌后,將原八一大道由北往南車道封閉,由北往南三條機(jī)動(dòng)車道交通移至由南往北車道,實(shí)施八一大道由北往南單行,由南往北交通經(jīng)廣場(chǎng)北路進(jìn)行繞行。
3.3管線排查及處置情況
結(jié)合管線圖紙,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)逐項(xiàng)排查確認(rèn),該區(qū)域有一根Φ800雨污水管和弱電管道,無(wú)燃?xì)獾扔袎汗艿溃艿牢恢萌鐖D3.3.4現(xiàn)場(chǎng)處置措施3.4.1道路路面恢復(fù)施工(1)坍塌處回填黃沙,確保坍塌處無(wú)再次塌陷風(fēng)險(xiǎn),并防止坍塌處向周邊擴(kuò)大。(2)雨污水管及相關(guān)弱電管恢復(fù),管線的恢復(fù)由施工單位配合產(chǎn)權(quán)單位進(jìn)行,確保雨污水排放暢通及其他管線完好可用。(3)管線恢復(fù)工作完成后,埋設(shè)相應(yīng)的地面垂直注漿管,以及進(jìn)行道路結(jié)構(gòu)層施工,道路結(jié)構(gòu)層為:20cm碎石+40cm鋼筋混凝土+10cm瀝青,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用Φ14鋼筋網(wǎng)片,單層雙向布置,間距200mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)水下C40,并添加早強(qiáng)劑。3.4.2地面垂直注漿補(bǔ)強(qiáng)道路施工完成后,需對(duì)塌陷影響范圍進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng),避免路基的局部孔洞,填充密實(shí),注漿孔的布置見(jiàn)圖4。注漿孔布置為以下幾點(diǎn)。(1)坍塌區(qū)布置7個(gè)注漿孔。(2)坍塌區(qū)北側(cè)布置8個(gè)注漿孔。(3)坍塌區(qū)南側(cè)布置2個(gè)注漿孔。坍塌區(qū)注漿深度為:3m~3.6m,非坍塌區(qū)注漿深度為7m~8m,注漿壓力為0.2MPa~0.3MPa,注漿材料為水泥漿及水玻璃,水灰比:1:1,單根樁水泥用量為3T~5t,注漿時(shí),先注水泥漿,后注水玻璃,注漿壓力不超過(guò)0.3MPa,地面翻漿即停止注漿,具體注漿量及注漿壓力根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注漿情況需要適時(shí)調(diào)整。注漿完成后,在塌陷區(qū)再鉆進(jìn)2個(gè)7m~8m的注漿孔,作為深層監(jiān)測(cè)孔,后期如有沉降報(bào)警,利用這兩個(gè)孔進(jìn)行再次補(bǔ)強(qiáng)。3.4.3基坑內(nèi)水平注漿漏水點(diǎn)地墻接縫采用聚氨酯注漿后已無(wú)漏水現(xiàn)象,漏水接縫往北的地墻接縫上下各開(kāi)兩孔,至4月12日完成水泥漿及水玻璃的注漿,到目前為止整個(gè)基坑無(wú)明顯滲漏情況,注漿位置的示意圖如圖5.每條縫的鋼板封堵情況以及后續(xù)土方開(kāi)挖的方式如表1。
3.5監(jiān)測(cè)情況
根據(jù)漏水及坍塌的情況,需對(duì)地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募用埽O(jiān)測(cè)頻率為4h/次、加密期間監(jiān)測(cè)范圍為36軸~39軸,加密期間監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有:地表管線沉降觀測(cè)、支撐應(yīng)力觀測(cè)、墻體深層位移觀測(cè)、土體深層位移觀測(cè)、水位觀測(cè),監(jiān)測(cè)點(diǎn)加密布置圖如圖6。
4原因分析及后續(xù)措施
4.1原因分析
(1)該車站地處老城區(qū)市中心交通繁忙之地,為保證主干道交通車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)分段施工。由于車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工分段施工的間隔太長(zhǎng),新老地下連續(xù)墻施工間隔兩年時(shí)間,新老地墻接縫施工質(zhì)量無(wú)法確保。(2)地下連續(xù)墻施工過(guò)程中接縫刷壁不到位,導(dǎo)致槽段接縫處有夾泥。(3)福州路站及福八區(qū)間基坑外一根20年前使用至今的Φ800雨污水主管、管道接縫老化且長(zhǎng)期滲水,且基坑開(kāi)挖面又位于砂層地質(zhì),導(dǎo)致基坑外水系豐富水壓力大。(4)基坑結(jié)構(gòu)分塊不合理,導(dǎo)致施工接縫太多風(fēng)險(xiǎn)大。
4.2后續(xù)措施
(1)此次涌水涌砂位于35-39軸底板(滲漏處位于5#底板中間部位),涌水涌砂造成約30方的細(xì)砂流入至基坑最后收底處。現(xiàn)場(chǎng)剩余兩塊底板(5#、6#底板)未施工,先盡快把6#底板澆筑完成,再對(duì)5#底板漏水反壓區(qū)進(jìn)行處置,對(duì)滲漏處采取先打設(shè)兩根水平注漿管作為緊急注漿,然后采用鋼板分層對(duì)地墻接縫封堵,并分層將反壓區(qū)土方分層挖除至墊層底面。(2)地面垂直注漿預(yù)留幾根注漿管作為深層監(jiān)測(cè)管,交通恢復(fù)后,視監(jiān)測(cè)情況及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。(3)待道路施工以及加固完成,再用雷達(dá)探測(cè)對(duì)整個(gè)路面進(jìn)行探測(cè),確保道路路基密實(shí)無(wú)孔洞。
5結(jié)語(yǔ)
根據(jù)此次福州路站及福八區(qū)間的事件,結(jié)合深基坑施工總結(jié)如下:(1)軌道交通的車站主體圍護(hù)施工應(yīng)盡量減少分段施工避免時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng),確保新老接縫的施工質(zhì)量。(2)地下連續(xù)墻施工過(guò)程中,槽段接頭處不允許有夾泥,施工時(shí)采用偏心吊刷上下刷槽壁接頭,增加刷壁器對(duì)已施工地下連續(xù)墻接頭的壓力,使鋼絲刷在刷槽時(shí)能產(chǎn)生最好的刷槽效果,同時(shí)刷槽時(shí)應(yīng)上下刷動(dòng)不少于10次,直到刷壁器提出槽段后刷壁器上無(wú)泥為止,以確保刷槽的效果。(3)基坑結(jié)構(gòu)分塊盡量合理,盡量減少施工縫,且做好施工縫的防水處理。(4)新老地墻接縫處的基坑外側(cè)應(yīng)增設(shè)加密的水泥攪拌樁或者旋噴樁,更好的防止圍護(hù)接縫滲漏。(5)新老地墻接縫處基坑外側(cè)應(yīng)增設(shè)加密監(jiān)測(cè)點(diǎn),并在開(kāi)挖開(kāi)始加密監(jiān)測(cè)頻率,起到更好的預(yù)判作用。
參考文獻(xiàn):
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作者:袁佳 單位:上海城建市政工程集團(tuán))有限公司