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【摘 要】 明挖法施工的地铁车站，基坑开挖后，围护结构出现渗漏，必须及时封堵，否则容易出现流沙、流泥，甚至管涌，既会对土方开挖和下步主体施工进度带来影响，严重的还会使周边道路和建筑物产生沉降，甚至出现基坑塌方危险。结合厦门地铁1号线诚毅广场站小里程端围护桩间涌水、流沙的险情，采用疏堵结合、先疏后堵的堵漏技巧，以瞬凝水泥、膨胀材料及水泥水玻璃双液浆三种简易有效的堵漏措施，效果良好，为以后同类的施工提供借鉴。
【关键词】 地铁车站；围护桩间涌水流沙；疏堵结合；堵漏措施
1 工程简介
厦门地铁诚毅广场站地下水极为丰富，车站东侧附近为碧溪汇入杏林湾入口，线路所占地段原为一片池塘水体。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系空隙潜水主要赋存于冲洪积砂层中，地下水位埋深7.5m。
基坑围护结构采用“挡土+止水”方案，即钻孔灌注桩+三重管高压旋喷桩+内支撑的围护结构。车站基坑普通段开挖深度为16.4m，大小里程端头盾构井段深度为17.75m。采用明挖顺做法施工。
2 地质情况
根据详勘报告，车站小里程端地质情况依次向下为粘土质素填土（0m-5.8m）、全新统冲洪积粗砂（5.8m-7.9m）、全新统冲洪积可塑状粘土（7.9m-10.3m）、全新统冲洪积粗砂（10.3-16.1m）、残积硬塑状砂质粘性土（16.1m-18.2m）。
3 堵漏措施及其施工工艺
在车站基坑开挖至16.5m时，小里程端桩间出现直径约60cm的涌水、流沙口，沿涌水口的围护桩外侧出现约3m高*4m宽*5m深的空洞。在施工过程中，我们充分利用了钢筋混凝土灌注桩强度高、胶接性能良好的特性，进行堵漏。堵漏方案是先疏导后堵漏，即先填充塌方空洞，在渗漏处预埋导流水管，将渗漏出来的水导出去，然后在涌水口使用瞬凝水泥封堵，并注水泥-水玻璃双液浆，如无明显渗漏后，挂网喷射混凝土补强，待混凝土达到一定强度后，最后封堵导流管。
图3.1 涌水、流沙口 图3.2 现场流沙情况
3.1注浆法堵漏的机理
通长认为注浆法堵漏有两种作用机理，第一种作用机理是劈裂作用机理.即高压注浆，克服地层的初始应力和抗拔强度，使土层沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂[1]。高压水泥浆作为堵漏主材料，在高泵压的作用下，水泥浆将突破最薄弱部位的地基土，或沿着已经开路的渗漏缝隙渗流，调节好水泥-水玻璃的初凝时间，使水泥在合适的时间凝固，达到堵塞渗流通道的目的。
第二种机理是浆泡作用机理。即水泥浆在高泵压的作用下，使土体压缩，形成类似气球的浆泡，紧靠浆泡周围的土体受到严重破坏和剪切，形成塑性变形区，土体密度因扰动而减小，却因注入水泥浆而加固；离浆泡较远的周围土体，发生弹性变形，土体密度明显增加，变得更加密实[1]，渗透能力因而降低了，达到提高地基土的承载力和阻止渗漏的目的。
3.2堵漏材料
堵漏的材料包括导流水管、瞬凝水泥、填充物、水泥、水玻璃。
导流水管：由于渗漏量较大，选用直径32的不锈钢管（或PE管）作为导流水管，兼做注浆管使用，导流水管长度根据现场塌方的空洞深度选择，配套16号细铁丝、木塞若干。
瞬凝水泥：S型瞬凝水泥，其参数为初凝时间1～2min，终凝时间2～3min。早强发挥迅速，水灰比W/V=0.4时，抗压强度：4h≥20MPa，1d≥40Mpa，具有微膨胀等特性。配套黄砂，碎石等。
填充物：旧棉絮、废旧布料若干。
42.5MPa水泥、浓度为16Be′水玻璃若干。
3.3注浆设备
采用国产某型号双液浆注浆机，注浆参数为：工作压力0.5-8MPa，额定生产能力0-80L/min，吸入骨料最大粒径≤5mm，电机功率11kw，吸浆高度1m。
3.4注浆参数设定
根据水泥-水玻璃的化学反应原理，试验中采用固定水灰比为1：1的水泥浆在水玻璃不同浓度（39-8.4Be′）下的浆体初凝时间变化不是很大[2]，但终凝时间最快为21秒，最慢为19500秒，相差4个数量级，这个变化是非常大的。过长的终凝时间，注浆时跑浆漏浆是非常严重的，并且施工效果也不好。
桩间塌方体空洞注浆主要部分是人工填充的旧棉絮、废旧布料等散体结构，如果终凝时间过长会造成材料浪费，并且达不到注浆效果。但是注浆又要求一定的土体扩散半径，在诚毅广场站桩间注浆加固施工中要求扩散半径大于1m小于5m。所以注浆中既要保证扩散半径又要不能扩散太远，这就要求水泥浆的初凝和终凝之间有一段合适的时间差。根据不同配比水泥与水玻璃凝胶时间表[2]，综合分析及考虑，取水灰比为1：1，水玻璃浓度为16Be′，水泥浆与水玻璃体积比为1：0.25，可以达到要求。
3.5注浆堵漏工艺
注浆堵漏的工艺为：清除混凝土表面杂物→充填空洞→安装钢筋网片→固定导流管→瞬凝水泥封堵涌水→混凝土养护→注浆封堵导流管口→喷射混凝土。
图3.3 桩间涌水、流沙处理示意图
3.5.1凿除渗漏部位钢筋混凝土表面的泥土和杂质，露出新鲜混凝土面，为瞬凝水泥提供较好的胶结面。
3.5.2由于渗漏时间过长，桩体背后已出现较大的空洞，使用旧棉絮、废旧布料填塞空洞，用编织袋装黄沙、石子在涌水口码放。旧棉絮废旧布料既可以阻止泥沙流失，又可以透水，黄沙和石子可以起到挡流沙作用。
3.5.3由于涌水口较大，将围护桩中的钢筋凿除，焊上钢筋网片，以固定瞬凝混凝土。
3.5.4在涌水口封闭的缝隙合适位置安装固定导流水管，宜做双根导流管，一高一低安装（或左右安装），导流水管要深入空洞一定长度，也要露出封堵混凝土一定长度。
3.5.5使用瞬凝水泥拌制混凝土，封堵流水縫隙。封堵时要保持导流管通长。并将导流水管固定在封堵混凝土当中。在瞬凝混凝土达到一定强度值，即可进行导流管注浆。
3.5.6利用带阀门的三通管与位置高的导流管连接，控制好注浆压力，当另外一根导流管流出水泥浆液时，说明空洞内部大部分的水被排出，此时需封堵位置低的导流管，加大注浆压力，直至到达合理的压力值。
图3.4 涌水口封堵 图3.5 导流安装
3.5.7调节好喷射混凝土速凝剂的比例，使喷射混凝土能快速凝固，起到加固涌水口的作用。
图3.6 导流管注浆 图3.7 注浆后效果
4 监控量测
4.1地表沉降观测
图3.8 地表沉降观测图
从上图可以看出，从第13次至第18次观测期间，为桩间土体塌方期，地表土体明显加速沉降；从第18次至21次观测期间，为塌方空洞注浆期，由于注入水泥浆液，地表土体出现隆起；从第21次至26次观测期间，为土体稳定期，表明塌方空洞已得到有效的加固处理，地表已趋于稳定可以进行后续结构施工。
4.2水位观测
图3.9 3#水位观测孔观测图
从上图可以看出，从第13次至第18次观测期间，为桩间土体塌方期，桩外水位急速下降，到第18次已经至基坑底；从第18次至21次观测期间，为堵塞涌水口及双液浆注浆期，由于注浆使得桩间渗漏得到治理，水位急速上升；从第21次至26次观测期间，为土体稳定期，表明土体水位稳定，桩间不再有渗漏现象。
5 结语
通过上述的堵漏施工工艺，在诚毅广场站小里程端桩间涌水、流沙抢险的实践证明，注浆有效加固了土体，防止了渗漏水，效果良好。通过加强监控量测等手段，及时反馈信息，及时掌握地面监测点、支撑轴力、水位观测的动态变化并指导施工，为基坑后续的安全可控奠定了基础，取得了良好的经济效益和社会影响。
参考文献：
[1]蔡文胜，基坑围护结构渗漏的堵漏技术，化工矿产地质，2007（4）。
[2]刘玉祥，柳慧鹏，水泥-水玻璃双液注浆中的最优参数选择，矿冶，2005（4）。
【关键词】 地铁车站；围护桩间涌水流沙；疏堵结合；堵漏措施
1 工程简介
厦门地铁诚毅广场站地下水极为丰富，车站东侧附近为碧溪汇入杏林湾入口，线路所占地段原为一片池塘水体。地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系空隙潜水主要赋存于冲洪积砂层中，地下水位埋深7.5m。
基坑围护结构采用“挡土+止水”方案，即钻孔灌注桩+三重管高压旋喷桩+内支撑的围护结构。车站基坑普通段开挖深度为16.4m，大小里程端头盾构井段深度为17.75m。采用明挖顺做法施工。
2 地质情况
根据详勘报告，车站小里程端地质情况依次向下为粘土质素填土（0m-5.8m）、全新统冲洪积粗砂（5.8m-7.9m）、全新统冲洪积可塑状粘土（7.9m-10.3m）、全新统冲洪积粗砂（10.3-16.1m）、残积硬塑状砂质粘性土（16.1m-18.2m）。
3 堵漏措施及其施工工艺
在车站基坑开挖至16.5m时，小里程端桩间出现直径约60cm的涌水、流沙口，沿涌水口的围护桩外侧出现约3m高*4m宽*5m深的空洞。在施工过程中，我们充分利用了钢筋混凝土灌注桩强度高、胶接性能良好的特性，进行堵漏。堵漏方案是先疏导后堵漏，即先填充塌方空洞，在渗漏处预埋导流水管，将渗漏出来的水导出去，然后在涌水口使用瞬凝水泥封堵，并注水泥-水玻璃双液浆，如无明显渗漏后，挂网喷射混凝土补强，待混凝土达到一定强度后，最后封堵导流管。
图3.1 涌水、流沙口 图3.2 现场流沙情况
3.1注浆法堵漏的机理
通长认为注浆法堵漏有两种作用机理，第一种作用机理是劈裂作用机理.即高压注浆，克服地层的初始应力和抗拔强度，使土层沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂[1]。高压水泥浆作为堵漏主材料，在高泵压的作用下，水泥浆将突破最薄弱部位的地基土，或沿着已经开路的渗漏缝隙渗流，调节好水泥-水玻璃的初凝时间，使水泥在合适的时间凝固，达到堵塞渗流通道的目的。
第二种机理是浆泡作用机理。即水泥浆在高泵压的作用下，使土体压缩，形成类似气球的浆泡，紧靠浆泡周围的土体受到严重破坏和剪切，形成塑性变形区，土体密度因扰动而减小，却因注入水泥浆而加固；离浆泡较远的周围土体，发生弹性变形，土体密度明显增加，变得更加密实[1]，渗透能力因而降低了，达到提高地基土的承载力和阻止渗漏的目的。
3.2堵漏材料
堵漏的材料包括导流水管、瞬凝水泥、填充物、水泥、水玻璃。
导流水管：由于渗漏量较大，选用直径32的不锈钢管（或PE管）作为导流水管，兼做注浆管使用，导流水管长度根据现场塌方的空洞深度选择，配套16号细铁丝、木塞若干。
瞬凝水泥：S型瞬凝水泥，其参数为初凝时间1～2min，终凝时间2～3min。早强发挥迅速，水灰比W/V=0.4时，抗压强度：4h≥20MPa，1d≥40Mpa，具有微膨胀等特性。配套黄砂，碎石等。
填充物：旧棉絮、废旧布料若干。
42.5MPa水泥、浓度为16Be′水玻璃若干。
3.3注浆设备
采用国产某型号双液浆注浆机，注浆参数为：工作压力0.5-8MPa，额定生产能力0-80L/min，吸入骨料最大粒径≤5mm，电机功率11kw，吸浆高度1m。
3.4注浆参数设定
根据水泥-水玻璃的化学反应原理，试验中采用固定水灰比为1：1的水泥浆在水玻璃不同浓度（39-8.4Be′）下的浆体初凝时间变化不是很大[2]，但终凝时间最快为21秒，最慢为19500秒，相差4个数量级，这个变化是非常大的。过长的终凝时间，注浆时跑浆漏浆是非常严重的，并且施工效果也不好。
桩间塌方体空洞注浆主要部分是人工填充的旧棉絮、废旧布料等散体结构，如果终凝时间过长会造成材料浪费，并且达不到注浆效果。但是注浆又要求一定的土体扩散半径，在诚毅广场站桩间注浆加固施工中要求扩散半径大于1m小于5m。所以注浆中既要保证扩散半径又要不能扩散太远，这就要求水泥浆的初凝和终凝之间有一段合适的时间差。根据不同配比水泥与水玻璃凝胶时间表[2]，综合分析及考虑，取水灰比为1：1，水玻璃浓度为16Be′，水泥浆与水玻璃体积比为1：0.25，可以达到要求。
3.5注浆堵漏工艺
注浆堵漏的工艺为：清除混凝土表面杂物→充填空洞→安装钢筋网片→固定导流管→瞬凝水泥封堵涌水→混凝土养护→注浆封堵导流管口→喷射混凝土。
图3.3 桩间涌水、流沙处理示意图
3.5.1凿除渗漏部位钢筋混凝土表面的泥土和杂质，露出新鲜混凝土面，为瞬凝水泥提供较好的胶结面。
3.5.2由于渗漏时间过长，桩体背后已出现较大的空洞，使用旧棉絮、废旧布料填塞空洞，用编织袋装黄沙、石子在涌水口码放。旧棉絮废旧布料既可以阻止泥沙流失，又可以透水，黄沙和石子可以起到挡流沙作用。
3.5.3由于涌水口较大，将围护桩中的钢筋凿除，焊上钢筋网片，以固定瞬凝混凝土。
3.5.4在涌水口封闭的缝隙合适位置安装固定导流水管，宜做双根导流管，一高一低安装（或左右安装），导流水管要深入空洞一定长度，也要露出封堵混凝土一定长度。
3.5.5使用瞬凝水泥拌制混凝土，封堵流水縫隙。封堵时要保持导流管通长。并将导流水管固定在封堵混凝土当中。在瞬凝混凝土达到一定强度值，即可进行导流管注浆。
3.5.6利用带阀门的三通管与位置高的导流管连接，控制好注浆压力，当另外一根导流管流出水泥浆液时，说明空洞内部大部分的水被排出，此时需封堵位置低的导流管，加大注浆压力，直至到达合理的压力值。
图3.4 涌水口封堵 图3.5 导流安装
3.5.7调节好喷射混凝土速凝剂的比例，使喷射混凝土能快速凝固，起到加固涌水口的作用。
图3.6 导流管注浆 图3.7 注浆后效果
4 监控量测
4.1地表沉降观测
图3.8 地表沉降观测图
从上图可以看出，从第13次至第18次观测期间，为桩间土体塌方期，地表土体明显加速沉降；从第18次至21次观测期间，为塌方空洞注浆期，由于注入水泥浆液，地表土体出现隆起；从第21次至26次观测期间，为土体稳定期，表明塌方空洞已得到有效的加固处理，地表已趋于稳定可以进行后续结构施工。
4.2水位观测
图3.9 3#水位观测孔观测图
从上图可以看出，从第13次至第18次观测期间，为桩间土体塌方期，桩外水位急速下降，到第18次已经至基坑底；从第18次至21次观测期间，为堵塞涌水口及双液浆注浆期，由于注浆使得桩间渗漏得到治理，水位急速上升；从第21次至26次观测期间，为土体稳定期，表明土体水位稳定，桩间不再有渗漏现象。
5 结语
通过上述的堵漏施工工艺，在诚毅广场站小里程端桩间涌水、流沙抢险的实践证明，注浆有效加固了土体，防止了渗漏水，效果良好。通过加强监控量测等手段，及时反馈信息，及时掌握地面监测点、支撑轴力、水位观测的动态变化并指导施工，为基坑后续的安全可控奠定了基础，取得了良好的经济效益和社会影响。
参考文献：
[1]蔡文胜，基坑围护结构渗漏的堵漏技术，化工矿产地质，2007（4）。
[2]刘玉祥，柳慧鹏，水泥-水玻璃双液注浆中的最优参数选择，矿冶，2005（4）。