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1、郑州市轨道交通2号线一期工程土建施工01工区 广播台站南端端头区域风险处理方案广播台站南端端头区域风险处理方案1、工程概况1.1工程简介广播台站至新龙路站盾构区间（以下简称广新区间）大体呈 “L”形，区间线路从广播台站出发，下穿白马路、杭州路后转向东南，而后下穿贾鲁支河，沿着花园路的方向向南穿越龙亭路、新龙路及柳林路后到达新龙路站。线路右线全长1400.500m，左线全长1395.970m。区间隧道设泵房一处（与联络通道合建），联络通道二处。1.2工程地质情况各土层分布情况详见工程地质纵断面图，各土层特征自上而下分述如下：第(1)层：杂填土（Q4ml），杂色，稍湿，稍密，上部城市绿化草坪，下部
2、为砼块、碎砖头等建筑垃圾的粉土，平均层厚2.12m。第(2-1)层：粉土（Q4al），褐黄色，稍湿，稍密，干强度低，韧性低，摇振反应中等，无光泽反应，平均层厚3.76m。第(2-3)层：细砂（Q4al），褐黄色，饱和，中密密实，主要矿物成分长石、石英、少量云母，平均层厚5.66m。第(4-1)层：粉土（Q4al），黄褐色，湿，中密，干强度低，韧性低，摇振反应中等，无光泽反应，平均层厚3.59m。第(4-3)层：细砂（Q4al），灰黄色灰色，饱和，密实，主要成分为石英长石。本层分布广泛，沿线地段多有揭露，局部夹粉砂，平均层厚5.98m。第(4-4)层：中砂（Q4al），灰黄色灰色，饱和，密实，主
3、要成分为石英长石。本层分布广泛，沿线地段多有揭露，平均层厚6.71m。第(4-5)层：粉土（Q4al），黄褐色，湿，密实，干强度低，韧性低，摇振反应中等，无光泽反应,偶见姜石。本层分布广泛，沿线地段多有揭露，平均层厚2.85m。第(4-6)层：粉质粘土（Q4al），黄褐色，硬塑，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，稍有光泽,含有钙质结核，粒径5-30mm。本层分布广泛，沿线地段多有揭露，平均层厚4.34m。1.3地下水位地下水水位埋藏变化较小，稳定水位埋深为4.35.8m，平均埋深为5.25m，标高为82.5783.95m，平均标高为83.01m。由于勘察野外作业期间为弱降水期，实测的地下水稳定
4、水位与设计和施工期间的地下水位会存在一定的差别。1.4地下水类型地下水类型为第四系潜水。第四系孔隙水与地表水具有水力联系，主要由大气降雨补给。第四系冲积洪积（4-3）细砂及（4-4）中砂为主要含水层，砂层一般被人工填土层、冲积洪积土层覆盖，地下水具微承压性。（4-3）细砂及（4-4）中砂粘粒含量较低，富水性强，透水性好，渗透系数为520m/d；冲洪积土层饱水性好，其透水性中等强透水。其中（4-6）可视为相对隔水层。2、广播台站南端端头区域现状根据01工区现场巡视情况及北京安捷工程咨询有限公司2013年2月25日下发的广播台站新龙路站区间端头井施工现状风险分析文件，广播台站南端端头区域目前现状如
5、下：1） 左线洞门底部出现渗漏水现象，渗漏水为清水且水中不含泥沙，洞门中下部存在一条长度5m左右水平裂缝。 图1 左线洞门渗水 图2 左线洞门裂缝2） 右线洞门底部出现渗漏水现象，渗漏水为清水且水中不含泥沙；右线盾构井存在积水。 图3 右线洞门漏水 图4 右线盾构井积水3）01工区对端头区域周边环境进行现场巡视发现沿隧道方向距离端头井13m处地表硬化路面沉降较大，其中广汽永丰店东北角与硬化路面存在2cm缝隙，永丰店北侧左线隧道上方土体存在空洞，右线隧道上方地表存在较新裂缝和土体空洞。 图5 永丰展厅北侧道路沉降 图6广汽永丰店北侧道路出现裂缝 图7 左线上方土体存在空洞（检测孔） 图8 有线上
6、方土体存在空洞3、现状原因与安全风险分析3.1渗漏水广播台站南端2012年3月初具备盾构井端头加固条件，01工区按照设计图纸于2012年6月中旬完成了盾构井端头加固。由于广播台站盾构井处地层竖向分部不均匀且局部不透水层较薄弱或缺失，导致主体结构施工时西南角涌水涌沙现象严重，为确保端头加固效果01工区采取加强措施对广播台站主体结构南端墙外围护桩与止水帷幕（三轴搅拌桩）之间进行了双液注浆施工，对车站西南角端头加固区及加固区西侧进行了空洞普查，对存在空洞的区域进行了注浆填充加固。端头加固完成后，01工区及时进行了加固效果检查，根据钻芯取样报告加固体各项数据符合设计要求，左右线洞门均无渗水情况。并于2
7、012年8月、11月份对左线洞门分别进行了两次水平探孔检测，均未发现漏水，两次洞门探孔过程监理均进行了旁站。2012年12月底广播台车站施工降水井除盾构井内的两口降水井未封堵，其余全部封堵完毕，之后车站周边地下水位急剧上升直至底板以上，2013年1月29日左线洞门底部开始出现少量渗漏，右线洞门底部开始出现漏水和少量涌沙。01工区针对出现的渗漏水和涌砂情况，立即向业主代表和监理站作了汇报，并组织进行了现场察看，召开了现场原因分析和处理方案会议，大家根据一年多的施工经验，一致认为广播台站周边当地的地质较为密实，渗漏水不会导致周边出现较大沉降，不会影响周边建筑物安全，但涌砂可能会导致周边地下出现空洞
8、进而引发安全隐患。同时大家一致认为车站洞门未破、周边围护结构完好、车站主体结构坚固，车站主体不会出现安全问题。经过大家充分讨论，决定对涌砂处采用土工布进行封堵，确保渗水不涌砂并对周边环境加强测量监测进而确保安全。会后01工区立即组织人员对涌水涌砂处进行了封堵处理，实现了只渗水不涌砂的目标，并通过加强对周边环境的监控量测，确保了春节前后近一个月时间内周边建（构）筑物安全无异常。 01工区根据现场实际情况分析导致渗水涌砂的原因如下：1）地下水位高、竖向地层不均匀且局部不透水层薄弱或缺失易导致止水帷幕效果不佳。广播台站车站主体结构西南角施工时出现涌水涌沙现象后，01工区通过地质勘探发现此区域内地质不
9、均匀、三轴搅拌桩止水帷幕所插入的底部不透水层存在过薄或缺失现象，导致基坑内外水系相通，因为洞门本身不具备防水能力，地下水位升高后极易通过洞门涌出。图9 地下水自止水帷幕与围护桩之间渗漏进洞门2）从底板向上通过围护桩与主体结构间的空隙向上返水。由于主体结构与围护桩之间存在喷射混凝土及防水板，密实度不高，地下水位升高后，底板下部地下水极易由此处向上涌入洞门，从洞门渗出。由于水压过大，渗水同时附带少量泥沙。 图10 地下水自车站底板上返进入洞门3）可能存在的安全风险分析：洞门渗漏水只要不出现涌沙现象对车站主体结构及周边建筑物将不会产生较大影响。3.2左线洞门裂缝：左线洞门存在约5m长的水平裂缝是由于
10、止水帷幕与围护桩间土体注浆施工时压力大导致桩间喷射混凝土面涨裂。开裂部分仅为桩间喷射混凝土，桩体无位移，对主体结构和洞门结构没有安全影响。01工区定期对其进行跟踪监测，该裂缝一直没有扩张趋势。3.3周边建筑物及地面沉降广汽永丰店东北角与硬化路面间的2cm缝隙是由于历史地表沉降导致的，这在广播台站施工前就已经存在，施工过程中未出现缝隙扩大现象。西侧雷诺汽车展厅于2012年11月至2013年1月进行了污水管道顶管施工。顶管平面位置关系图如下图所示：图11 顶管位置关系平面图新修污水管管径800mm，施工方法为顶管法，顶管位置横穿广播台站端头加固区南侧道路，距离广汽永丰店约1.5m左右，顶管施工完成
11、后，由于作业人员对顶管工作井回填不密实，且未按原地面标高进行路面硬化，从而导致围挡南侧，广汽永丰店北侧的路面及广汽永丰店出现沉降及空洞出现。导致广汽永丰店及道路路面大幅沉降，与洞门漏水无直接关系。 下图为2012年12月，我工区拍摄的污水管施工及场地情况： 图12 污水管顶管施工 图13 顶管施工场地正在沉降发生处4、渗漏水处理方案针对洞门漏水情况，为防止出现洞门再次出现涌砂并尽量减少涌水，01工区拟采取如下处理措施：4.1空洞普查为探查车站西侧及盾构加固区内是否还存在尚未治理完善的空洞区，对广播台站西南角及盾构井加固区重新进行雷达空洞探测；由于加固区南侧道路刚进行污水管顶管施工，对该区域进行
12、雷达空洞探测。图14 雷达探测测线图4.2根据空洞普查结果进行注浆处理雷达探测完成后，01工区将及时将探测结果上报监理，并对存在空洞的地段进行注浆填充、加固。4.3增加降水井降低端头区域地下水位1） 目前01工区盾构井区域原有的降水井7口，实测未降水地下水位12.88m，降水井布置图如下图所示：图15 原有降水井位置图2）在盾构井西侧靠洞门处增加2口降水井进行强降水，争取将右线洞门水位降至车站底板下，为后续洞门注浆处理创造条件。新增降水井与原有降水井同时开启，将形成一个类似于止水帷幕的降水带，保证洞门水位出于安全水位以下。新增降水井间距3m，与原有降水井间距为45m。右线降水井施工完毕后立即进行降水工作图16 新增降水井及原有降水井位置示意图4.3右线洞门处理方案1）沿右线洞门底部上1.5m高的位置进行洞门下部的混凝土封堵，封堵墙厚度为300mm，以防止洞门出现涌沙以及保证后期加固处理时洞门土体的安全，并达到尽量减少漏水的效果。2）待洞门水位降至车站底板以下后，从地面自围护桩与主体结构之间打注浆孔对洞门进行注浆处理，浆液采用双液浆以缩短凝结时间，保证洞门密封性、减少发生漏水漏沙现象。图17 洞门注浆范围示意图通过以上处理方案，盾构始发时01工区按照规范及设计要求将做到无水始发，确保始发安全。勇于跨越 10 追求卓越