曹旭
上海轨道交通十三号线发展有限公司 上海,200000
摘要:现如今越来越多的人选择轨道交通作为自己的出行方式,为了进一步满足广大乘客的需求,轨道交通建设正在全国范围内大面积展开。但在建设过程中出现的一些问题值得建设者们引起重视和思考。通过对于建设过程中所遇到的问题的原因分析以及总结思考,在今后的类似工程中能起到借鉴和警示作用,将对建设行业的发展起到有益的影响。
关键词:城市轨道交通;地下工程;施工技术分析
前言:城市轨道交通建设中大量涉及深基坑工程,当遇到埋深较深且状态不确定的雨污水管邻近基坑时,往往能够采取的维护截水措施非常有限,在本工程案例中,设计和施工单位采取了相对稳妥和保守的措施,但并未得到理想的效果。由于本案例涉及的污水管直径较大,如果今后有类似工况或者直径较小的压力管时,采取临泵调水的方式以降低工程建设风险能否作为一项重要的措施考虑,值得引起重视和关注。
一、项目背景
某地铁车站附属1号出入口工程,车站共设1、2、3、4四个出入口、2号消防疏散口及1号、2号、3号三组风亭(其中2号出入口与1号风亭组合建),4号出入口为预留出入口,共6组附属。
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附属围护结构为地下连续墙+钻孔灌注桩和三轴搅拌桩止水、MJS,地基加固为三轴搅拌桩,抽条加固。基坑开挖深度为9.9m(落低处集水井开挖深度12.98m;出入口爬坡段逐渐变浅),基坑采用明挖法施工,基坑安全等级二级,环境保护等级一级。东侧紧邻1根DN400污水管,另有1根DN1000污水管下穿1号出入口。围护结构形式具体见图2。
二、地质情况:
车站附属结构基坑底部基本位于④1层淤泥质粘土,局部位于③层淤泥质粉质粘土中,围护结构底位于第⑤1-1粉质粘土及⑤1-2粉质粘土夹粉土中。
三、管线情况
1号出入口东侧紧邻1根DN400污水管,另有1根DN1000污水管下穿1号出入口。DN1000污水管埋深为7.6~8.4m,流向为自北往南,管道材质为砼管,管节长度为2.68m,有压管道,管道建造时间为2007年,采用顶管施工。
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四、事件经过描述
如图3 所示,该基坑在漏水前已开挖至坑底,且局部范围已经浇筑垫层,标点区域为垫层浇筑完成部分。漏水前一天下午16时30分设计人员和施工人员共同到达现场查看施工情况,当时结构无渗水痕迹和迹象,基坑情况良好,待第二日开挖集水井后浇筑剩余底板垫层。项目部于漏水当日早上7:00开始开挖西侧(靠近主体)基坑落底处及集水井,集水井开挖深度为坑底以下3m,上午9:00开挖完成。上午11:00时,现场值班人员发现落底处基底以上约1m位置出现少量渗漏水情况,渗漏点深度距地面约10.5m位置(平面和剖面位置详见图 )。漏点随后逐步扩大,经过多次尝试采用快干水泥封堵后未能达到理想效果,水量越来越大,最终经相关部门共同商讨后决定回填土来平衡基坑压力以确保基坑安全。由于地铁出入口洞门尚未凿除,污水涌入基坑后并未造成人员伤亡和进一步涌入地铁主体车站的影响。事发前未对该污水管做CCTV管道检测。
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五、监测数据分析
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图7为基坑测斜点CX83水平位移数据对比图,该测斜点距离渗漏点约1米,从图中可以看出,沿桩长10米处为水平位移变化最大点,漏水前一天累计变形为7.04mm,漏水当日数据为累计变形16.38mm,变化量为9.34mm。测斜变化量未达到报警值。其余管线、地表变形以及基坑轴力均未达到报警值且无明显变化。
从水位监测数据和水平位移数据可以推断,对于污水管的扰动可能有两方面原因;第一,由于漏水区域施作集水井,开挖深度为坑底以下3m,且该坑底位置尚未浇筑垫层,集水井的开挖造成局部土体变形,导致污水管变形造成渗漏,并最终形成渗水通道;第二,水平位移数据虽未达到监测报警值,但也已经累计变形16.38mm,钻孔桩的变形意味着背后土体的变形,即造成污水管变形,且污水管为压力管。所以可以推断出该污水管先是水平累计开始变形,造成局部裂缝,随之开挖集水坑有加剧变形,故造成基坑涌水。
六、基坑后续处理
1、基坑内先回土和水使管道水位平衡;
2、及时与当地排水所联系,尽快启动泵站,减少水量;
3、对1米污水管两端进行封堵并采用临泵跨基坑调水;
4、与市政单位联系及时修复污水管道;
5、对基坑止水帷幕重新加固,确保止水效果;
6、加强监测,有其他异常情况,再采取针对性措施。
针对堵漏措施需要提及的是,常规处理围护结构漏水的方式如采用墙体背后引孔注双液浆或者聚氨酯,由于本案例已采用MJS满堂加固,如若采用墙背注浆方式无法得到理想效果,故未考虑采用。
七、后续CCTV检测数据情况
图9为W2井位CCTV视频检测井壁病害图片,可以从图片中可以看出,井与污水管的接口处存在裂缝,污水管平时都处于满管状态,污水从裂缝处流出并聚集,由于压力管存在一定压力,最终冲破MJS止水帷幕涌入基坑。
八、结论与建议
此事件对于基坑临近雨污水管类似工程具有借鉴意义,以下提出一些建议以供参考:
1、对于污水管的保护方式需进行进一步深入总结和研究,MJS加固在施工过程中的控制需要加强管理。
2、对于已建多年的雨、污水管在基坑施工前应与相关权属单位沟通交涉,并对管道做CCTV视频管内检测,明确是否管线在施工前已处于破损状态。
3、即使在施工前探明管道内未发生破损,在施工过程中如对管线扰动造成破坏,相应的预防措施以及应急预案需要更加完善。
4、由于此案例污水管范围采用MJS满堂加固,虽采用了代价高昂的措施,但并未取得很好的效果,今后在处理此类工程时,由于前期做CCTV视频检测测时也需要征求相关水务管理部门进行临时停水或采用临泵调水的方式,为了确保基坑在建设过程中的安全角度,应延长临时泵调水时间至基坑顶板浇筑完成并达到强度后,方可拆除临泵设备。
5、在遇到此工况时,需在基坑周边范围多加强监测手段,如根据设计要求增加一定数量的水位观测孔等,并在基坑开挖至坑底前开始加强监测频率,如基坑监测数据有异常突发变化,及时进行汇报并会同有关单位和部门及时开专题会讨论及研究相应对策。
6、钻孔灌注桩施工常伴有外侧止水帷幕共同作用,以抵抗地下水的渗入,但通常该止水帷幕设置和功能按照正常地下水压力可以起到挡水隔水作用,当遇到压力管内水流出时,由于压力过大,可能造成止水帷幕被冲刷和冲破的情况,建议遇到该工况时,对于钻孔灌注桩桩间土进行必要的加固措施,如桩间土灌浆或喷浆处理,必要时沿着压力管方向各范围的桩与桩之间均设置止水钢板,这样可以有效减少水渗入基坑的风险。
7、本案列涉及地铁出入口施工,由于尚未凿开出入口洞门,故未造成水直接涌入地铁车站的问题 ,但今后有相同工况下,对于洞门的凿除时间需谨慎,建议在侧墙和顶板施工完成后方可打开洞门,洞门打开后须在车站一侧加设挡水槛,以防万一。