地铁线网控制中心综合体深基坑锚索钻孔施工风险分析与控制

地铁线网控制中心综合体深基坑锚索钻孔施工风险分析与控制

刁圣明

东莞市轨道交通有限公司广东东莞523073

摘要：本文通过对某地铁线网控制中心综合体深基坑在锚索钻孔施工过程中发生涌水涌泥以及地面塌陷的工程实例，深入分析在特定地质水文条件下进行锚索钻孔穿透基坑围护结构的施工风险，并提出相应降低施工风险的控制要点和技术措施，为以后同类工程提供参考作用。

关键词：地铁；线网控制中心；深基坑；锚索钻孔；风险

1工程概况

1.1基坑设计概况

某地铁线网控制中心综合体工程分别由一座主楼、一座附楼、一座裙房及四层地下室组成。其中一期工程总建筑面积约42442.5m2，设四层地下室，基础型式采用1500mm厚筏板基础并设置抗拔桩，地下室基坑长108m，宽53m，开挖深度为21m，围护结构采用地下连续墙（厚度为800mm）+三道钢筋混凝土支撑（局部加深段增加三道预应力锚索）体系；二期工程为主楼，设四层地下室，地下室基坑占地面积约10000m2，基坑支护采用地下连续墙（冲孔桩）+三道钢筋混凝土支撑支护型式，地下连续墙厚度为800mm，冲孔桩直径为1m，基坑开挖平均深度约21m，局部核心筒基础深度约25m，基坑局部采用爆破方式进行开挖。

1.2地质水文概况

根据该基坑的岩土工程勘察报告和施工图设计等资料，基坑开挖范围内地层由上而下分布主要为<1-1>素填土、<3-2>可塑状粉质黏土、<3-4>淤泥质黏土、<3-10>中砂、<6-6>硬塑状砂质黏性土、<10-1>全风化混合片麻岩、<10-3>中等风化混合片麻岩、<10-4>微风化混合片麻岩。基坑范围地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水，第四系孔隙主要赋存于冲洪积砂层（中砂<3-10>）中，地下水位埋深1.90～8.50m，主要含水层为<3-10>中砂层，仅局部分布，其顶部分布有透水性较差的<3-2>粉质黏土为相对隔水层，下面分布有<6-6>砂质黏性土，渗透性较差，富水性弱。

2涌水涌泥风险事件简述

2.1风险事件过程

线网控制中心综合体一期基坑开挖至第三道混凝土支撑下方，开挖面的地层主要为<6-6>硬塑状砂质粘性土、<10-1>全风化混合片麻岩、<10-3>中风化混合片麻岩。锚索钻孔施工时锚索孔出现了涌水涌泥现象，并导致围护结构外侧地面出现塌陷。

图1基坑围护结构外侧地面塌陷

2.2施工现场抢险措施

施工单位立即停止了现场锚索施工，采用混凝土对地面塌陷区域进行回填，并对基坑外实施管井降水，疏干地下连续墙外部地层滞留的地下水，为恢复锚索钻孔施工创造条件。

图2地面塌陷区域混凝土回填

3风险事件原因分析

该基坑一侧的锚索孔从<6-6>硬塑状砂质黏性土地层起开始入岩，穿越土岩分界面，而分界面上下地层的渗透系数差异较大（下部地层渗透系数相对较小），该位置多为地下水容易滞留的区域，造成地层局部位置地下水量较大，因施作锚索钻孔使作为止水结构的地下连续墙被穿透后，诱发经渗透通道涌水涌泥。

图3发生涌水涌泥处基坑支护与地质断面图

另外，基坑边附近有一根Φ600mm污水管，为混凝土材质，与基坑北侧最小平面距离约10m，基坑开挖施工易引起该管线沉降变形、开裂、渗漏等风险，而混凝土管道经长期使用可能存在一定的变形和开裂渗漏现象，水体下渗造成局部地层中地下水量大幅度增大。

在施作锚索钻孔前，施工单位对地下连续墙围护结构外侧地下水量的探查工作不足，在未施作水平探孔的情况下，直接开始锚索钻孔施工，地下连续墙上施作的锚索钻孔形成涌水涌泥通道。

4施工风险控制措施

（1）在进行锚索钻孔施工前应施作水平探孔，探查围护结构外侧的地下水状况，发现地下水量较大时应采取妥善处理措施之后方可开始钻孔，防止发生涌水涌泥事故。

（2）锚索施工期间应加强对周边地下水位、围护结构及其外侧土体的变形监测工作，及时反馈监测数据并进行分析，实施信息化施工。

（3）实施基坑外降水时，应严格根据设计的要求做好降水施工，并加强对周边管线的监测，时刻掌握管线的变形状况，在周边管线变形过大时应及时采取回灌或管线加固保护等措施。

5总结

根据对本基坑工程实例进行的分析，得出几点总结内容如下：

（1）土岩分界面或全、强风化岩与中风化岩分界面多为地下水滞留、聚集区域，应特别注意地下水对施工的影响。

（2）工程附近存在供水、排水等管线（尤其是混凝土管道）时，应特别注意管线是否存在渗漏而对施工造成影响。

（3）当施工中需穿透基坑的止水结构（如基坑的地下连续墙、止水帷幕；暗挖隧道的初期支护结构；盾构隧道的管片等）且位于地下水位以下时，应先施作水平探孔，探查外部水土状况。

需特别注意的是，例如本工程实例中基坑开挖时采取基坑内降水措施，因此地下连续墙围护结构内外水土状况并不一致，此现象可能会影响施工技术人员对地下连续墙外侧地下水量大小的判断，因此实施探孔探查更具有必要性。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.建筑深基坑工程施工安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013

[2]中国土木工程学会土力学及岩土工程分会.深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.3

[3]刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997

[4]张顶立.城市地下工程建设安全风险及其控制[M].北京：化学工业出版社，2012.3

[5]张维正，郝哲，肖明儒.深基坑开挖及支护工程理论与实践[M].北京：人民交通出版社，2014.3

[6]刘翔，罗俊国，王玉梅.地铁深基坑工程风险管理研究[C].施工技术，2008.7