深基坑渗漏流及透水事故处理技术与实例分析

昌伟伟 顾东平

(1.北京建工环境发展有限责任公司，北京 100192;2.宜兴市建邦环境投资有限责任公司，江苏宜兴 214200)

0 引言

深基坑开挖施工是一项复杂的岩土工程，在实际开挖过程中，要充分考虑基坑的强度、刚度和稳定性的要求，还要涉及到止水的问题。深基坑渗漏流是影响基坑边坡、坑壁及坑底的主要因素，也是危害坑槽附近已建成建筑物及管线安全的原因之一[1]。正确快速的处理深基坑渗漏流及透水事故对保障施工作业人员安全、保障施工进度、减少工程投资有重要的意义，通过对官林污水厂粗格栅深基坑透水事故的综合分析，可以对类似工程事故起到借鉴的作用。

1 工程概况与场地工程地质条件

江苏省宜兴市官林污水处理厂位于宜兴市官林镇，建成后日处理污水1万t。粗格栅深基坑为圆形基坑，深11m，直径22m。基坑周围有地下燃气管线、高压线杆、排污管井、电缆、有线电视光缆等，基坑周围管线复杂，施工难度大。

根据水文地质勘验报告，厂区内地质土层分布见表1。

表1 场地地基土层分布mm

2 基坑透水事故概况与原因分析

2.1 基坑透水事故概况

2010年10月18日，粗格栅及提升泵井深基坑开挖至黄海标高－3.55m(地面标高为黄海标高5.03m)时，围护结构4号降水井处涌出大量水，同时基坑外地面出现沉陷，大约4h后，涌水水位已达黄海标高1.2m，水量大约2000m3，而后水位缓慢上升，至黄海标高1.3m时水位基本处于平衡状态，水位不再上涨。该次透水事故涌水量大、时间快，常规堵漏措施无法达到封堵的目的，为保证作业人员安全，基坑发生透水后，及时撤离基坑内工作人员。

透水事故发生后，4号降水井西北方向发生不均匀沉降，沉降范围约为5m×6m，该处有地下燃气管线、电缆、有线电视光缆等管线且燃气管线处发生沉降，危险性极大，为保证周围管线和基坑的安全，施工单位及时与管线所属单位、勘察设计单位等相关单位协商分析，提出首先对燃气管线上覆土进行人工开挖，管线底部进行清理后及时注浆加固，同时密切监测管线的下沉量，然后查明事故原因，提出合理方案处理透水的深基坑。透水事故示意简图及高压旋喷桩布置图见图1。

2.2 事故原因分析

经现场调查，透水事故原因为基坑外污水管道破裂，造成基坑外水头过大，基坑围护结构与止水帷幕薄弱处不能抵抗过高的水头，造成围护结构与止水帷幕失效，继而发生透水事故。

3 透水事故处理方案的比较与选择

3.1 基坑渗漏水常用处理技术

1)堵漏方法1:在渗漏处插入引流管引流，然后采用双快水泥封堵渗漏处，等封堵水泥形成一定的强度后再关闭导流管(见图2)。该方法速度快、费用低，适用于渗漏水量少，水压力小的基坑渗漏。

2)堵漏方法2:当渗漏较为严重直接封堵困难时，则应首先在坑内回填土封堵水流，然后在坑外打孔灌注聚氨酯或双液浆等封堵渗漏处，封堵后再继续向下开挖基坑(见图3)。该方法速度较慢、费用较高，适用于渗漏水量大、水压力大的基坑渗漏。

3.2 基坑透水事故处理方案的确定

本次基坑透水事故的特点是水量大、水头高、速度快且水源为污水，堵漏方法1无法满足封堵渗漏点的要求;若直接使用堵漏方法2，则需要提前抽取基坑内约2000m3的污水，然后进行土方回填，但如果将基坑内积聚的污水抽取后，必然导致基坑内外水的压力差增大，基坑外的污水极有可能再次进入基坑，这样就会导致基坑外沉陷区的沉陷量增大，对地下管线的保护极为不利。

综上分析，本次基坑透水事故处理方案确定为:1)与相关单位协商处理破裂的污水管，保证污水管不再漏水;2)与燃气管线，所属公司协商加固处理燃气管线附近土体，使燃气管线沉陷量保持在安全的范围内;3)在不抽取基坑内污水的情况下，沿基坑透水点四周采用两排高压旋喷桩封闭透水点，旋喷桩呈弧形布置(见图1);4)待桩身强度达到要求后，抽取基坑内污水，并加强监测，发生突发事件及时撤离施工人员;5)若抽水完成后，透水点仍有微小渗漏，则采用堵漏方法1进行处理，即插入导流管，同时用双快水泥封堵渗漏点，待水泥达到强度要求后，关闭导流管。

4 透水事故处理方案的实施

4.1 准备工作

1)基坑周围的降水井连续抽取地下水，同时观测地下水水位，保证地下水水位符合施工要求;2)联系管线所属单位，采取措施保护地下管线，修补已破裂的污水管，保证事故处理过程中污水管线不再破裂;3)加固处理燃气管线周围土体，密切监测燃气管线的沉陷量;4)使用素土回填4号降水井附近的沉陷区，回填至地面，并使用人工夯实。

4.2 施工技术要点

高压旋喷桩施工时，各施工参数如下:水流压力:20mPa～25mPa;提升速度:15cm/min～20cm/min;气流压力:0.5mPa～0.7mPa;气流风量:0.80m3/min ～1.00m3/min;钻孔钻速:15转/min～30 转/min;水灰比:1.0;桩径:800mm。

本次高压旋喷桩施工采用三重管旋喷施工工艺，施工时首先使用振动打桩机将带有活动桩靴的套管打入土中，然后将套管拔出一段，拔出地面的高度要大于拟旋喷的高度，然后拆除上段套管，安放桩基和慢速钻进，旋喷时要注意先送高压水，然后送水泥浆和压缩空气，为保证成桩质量，在桩底部旋转喷射1min后，再进行边旋喷、边提升、边喷射，喷射过程中冒浆量控制在10%～25%之间，对需要扩大加固的范围可采取复喷措施。相邻两桩施工间隔时间不小于48 h，间距不小于4m～6m。

旋喷桩顶以下2m范围内为素回填土，该部分土层疏松，当旋喷机提升在此工作面时，减小提升速度和喷射压力，以保证其桩顶的返浆质量。局部注浆质量不好的，采用掺加15%～20%的水泥浆冒浆充填、二次注浆、浆液中掺入速凝剂等方法补强，喷射注浆直至孔口浆液不再下沉为止，为防止浆液收缩，24h后用水泥浆在原孔位冒浆回灌。

4.3 基坑及沉降区燃气管线监测

监测点布置:1)沿支护结构顶部每隔15m～20m左右布设一个水平位移监测点;2)周围道路每隔15m～20m左右布设一个沉降监测点;3)沿基坑周边每隔40m左右布设一个深层水平位移监测点;4)对燃气管线沉陷区加设一个监测点;5)对基坑内水位每日进行监测。

监测频率:1)高压旋喷桩施工期间，每天监测一次，如出现异常现象加密监测;2)基坑内积水抽取过程中，隔天监测一次，如出现异常现象，24h连续监测;3)基坑内积水抽完后，基坑开挖接近坑底及挖到底标高后一周内，每天监测一次，如出现异常，加密监测，甚至24h连续监测;4)基础底板施工期间，每隔一天监测一次，如出现异常，每天监测一次;5)基础底板浇筑完毕后，每隔2天～3天监测一次。

4.4 方案实施的效果

高压旋喷桩施工完毕后，待桩体强度达到设计强度后，抽取基坑内积水，抽水过程中，原透水点没有水渗出，原沉降区域没有发生明显的沉降，基坑水平方向未发生明显位移，经具有《深基坑支护工程监测》资质的第三方监测，监测结果为:在透水事故处理及后续施工过程，基坑水平位移小于2mm，周围道路沉降量小于0.5mm，燃气管线沉降区在采取土体加固措施后沉降量小于0.5mm。上述数据满足基坑及周围管线安全的要求。

基坑内积水抽取后，按原专项施工方案进行基坑开挖，开挖过程中，基坑没有发现水渗入基坑的现象，基坑各监测点的监测数据符合规范要求。

5 结语

常规基坑堵漏方法对基坑渗漏有着重要的作用，但是特殊基坑透水事故需要详细分析现场实际情况，结合多种基坑堵漏方法，综合分析，已达到对基坑透水点的安全、快速封堵，为后期作业提供有力保障。选用高压旋喷桩结合原止水帷幕对水头压力较高区域的透水点进行堵漏效果明显，安全系数高。高压旋喷桩代替基坑围护结构后注浆，同时不进行基坑内抽水及土方回填，可以保证在基坑安全可靠的前提下，达到节约工程成本、提高进度的作用。

[1]孙连溪.实用给水排水工程施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2006:181-183.

[2]李 娟.旋喷桩止水帷幕与桩锚联合支护在深基坑施工中的应用[J].建筑施工，2009，31(4):258-260.

[3]刘国彬.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2009:690-692.