某穿黄轨道交通工程风井漏水处理方法分析

张 冲

（中铁十六局集团地铁工程有限公司，北京 100018）

1 工程概况

某穿黄轨道下穿黄河，全长404m，此河段里程为YDK13＋841—YDK14＋245（北岸河堤里程:YDK14＋245）。规划线路时，从大桥上由下通过，双线同边尽量绕开银滩大桥。施工时用盾构作为区间主体，先通过北岸的通风井（兼联络通道）再穿越黄河，最后到达某站。下水径流方向为西南方向，河水补给多来自地下水。

2 井外地表、井内地基和导墙的加固措施

2.1 井外地表加固

将风井地下连续墙围护外皮沿小里程方向向外加固8m，沿大里程方向向外加固8m，沿垂直线路方向向外加固各3m。设备会用到65mm×5mPVC袖阀管、双向皮碗式止水塞和25mm镀锌钢管，这时需做成分段芯管，并应用普通硅酸盐水泥单液浆进行注浆，也可使用普通硅酸盐水泥与水玻璃双液浆。将钻孔按照1.2m×1.2m的比例做成等边三角形。浆液的扩散范围以0.8m为半径从中心向外扩散。其中，用双液浆材料筑孔来加固，而加固筑孔借助单液浆，总共604根，双液浆97根，单液浆507根。

如果28d无侧压抗压强度＜1.0～1.2MPa，渗透能力＞1.0×10-6cm/s，说明不符合标准要求，需多次补充注浆。

2.2 井内地基加固

为确保盾构井上覆土体＞1D，必须及时停止坑内的土方开挖作业。同时，为了保证竖井的封底效果，可采用袖阀管自上而下加固，使加固深度达到要求。通过检测探孔发现井内注浆301根。袖阀管注浆孔平面布置方式如图1所示。

图1 袖阀管注浆孔平面布置方式 （单位:m）

2.3 导墙加固

加固导墙基底时要借助 10cmPVC管，按照1.2m×1.2m的间距铺开，共322根，将导墙加宽3.6m，加深6m。导墙加固范围纵向如图2所示。

图2 导墙加固范围纵向示意

3 处理方法

3.1 基坑内回灌水

如果承压水在基坑内外出现约20m水位差时，可用回灌水平衡基坑内外水土的压力，有效降低承压水施加给基坑的压力，避免基坑出现连续渗漏及基坑周围的地面和管线产生大幅度沉降。施工初期，为了解承压井整体数据，对承压井进行抽水试验，同时YP6观测井的水位也需进行抽水试验。承压井的回灌总量约11 000m3，其静水位约-9.2m，基坑回水高度为基坑中框架上约2m，回灌水填满井后不再抽送YPl-5承压井的水。

3.2 处理地面沉降问题

基坑西侧如果出现渗水现象会导致地面出现16cm深的沉降，所以做好施工前的浅层注浆工作十分必要，可以避免由于空洞导致的较大面积地面沉降，注浆时要采取水灰比为0.6的单液浆，填充深度保持在地下2～12m，总注浆量保持在320m3。

3.3 合理使用冰冻法增强地下墙接缝

除了基坑出现渗漏水，地下墙接缝也会出现此类问题，这时冰冻后的固体可保证渗水封闭的效果，只需借助垂直钻孔液氮降低地下墙接缝外侧土体的温度，将其冰冻即可。

3.3.1 冻结管的处理

冻结孔施工难度过大，可先处理液氮孔周围的冻结孔，在每个冻结管之间设置800mm空隙，深度为36m，共6个，同时安置1个测温孔，T1设置在离冻结孔600mm处位置。

3.3.2 测量冻结孔偏斜率

只有严格按照每个孔的偏斜率施工，才能保证冻结管的平面位置与垂直度所产生的误差在20mm以内，可采用经纬仪和灯光测量每个冻结孔的偏斜率是否均保持在1%以内且不偏斜于盾尾处。

3.3.3 液氮冻结

1）制冷环节 保证冷冻体达到1150mm的标准厚度，液氮冷冻体以10cm/d的速度运行7d。

要想保证液氮冷冻体满足要求，就要控制好温度和压力，控制压力时可借助液氮储藏罐上的散热板，控制温度时可借助每组回路中的截止阀，如当液氮储藏罐瓶口温度为-150～-170℃时，压力值保持在0.10～0.15MPa，要想压力值保持在0.05～0.10MPa，就要借助液氮储藏罐上的散热板，同时温度控制在-50～-70℃。

为了保证各液氮管向外释放均匀，可将液氮管两孔衔接，并且连接管路需采用不锈钢软管材料，要想保护保温管路，可借助泡沫板或棉花。如果液氮突然停止供应，可提前准备好＞20 000L容积的液氮容器为冻结期间的液氮做储备。

通过计算可得出具体需要的液氮量，计算出冻土所占地体积为504m3，冻土所需要的液氮是500kg/m3，即整个冻土所需要的液氮是252 000kg。要保持冻结土体的稳定状态，以24h为1组，每2组约需400kg/h；要维持冻结状态，需要的液氮量为9 600kg，将冻结时间定为10d，所需量为96t，即所需要的总量为348t。

2）液氮属于无色无味的气体，使用液氮时一定要考虑安全问题，否则工作人员会因吸入液氮而窒息，所以液氮的储存位置条件一定要满足通风并远离生活区。

3.3.4 坑内抽水及泥沙问题

基坑的抽水和泥沙清理工作需在液氮实际冻结7d后，并根据-100℃时的测温孔判断冻结壁厚度是否达到设计标准。

1）处理基坑时要分成2个阶段，不仅要处理基坑内的回灌水，还要处理基坑底部的泥沙和回填水泥土袋。①第1阶段 抽水时要借助大功率的潜水泵，当抽到一定的标高时需停止并检查坑内的水位，确认水位正常后，才能继续进行。②第2阶段 借助高压水枪的冲洗将底部泥沙和水泥土袋清理到地面，抽净坑内的剩水后，用小挖机将水泥土袋等运到地面。

2）通过承压降水井控制水位 为了避免出现抽基坑内的回灌水而导致坑底承压水位突然上升，可采取分阶段开启原坑内承压降水井控制水位。

3.3.5 基坑内部结构回筑

基坑清理干净后进行底板钢筋绑扎和浇筑混凝土的工作。如果混凝土强度达到规定的50%，就不能再用液氮进行冻结，需将液氮冻结管更换为盐水冻结管，然后再按照施工步骤继续进行结构回筑。

3.3.6 对地下管线的影响

由于基坑出现突涌情况时会对雨水管、地表、地下墙产生影响，所以对三者的最大沉降及位移进行实时监测，三者分别在基坑突涌的前后24h内出现最大沉降和位移，雨水管沉降深度达6mm，地表沉降深度达165mm，地下墙位移距离达1.8mm。雨水管、地表也会在以后的施工中出现单次最大距离的沉降，分别为1.2，2.1mm，地下墙单次位移距离最大值是0.5mm。

打设冻结管会对已经完成混凝土垫层的基坑产生影响，而且开挖基坑和打设冰冻加固的冻结管同时进行，在施工中应给予足够重视。

4 预防和控制冻土地质灾害的措施

1）地面帷幕注浆法 为保证注浆达到应有的强度及有效避免沉降变形，可在井筒外围较松散的地面组织大面积帷幕进行钻孔注浆，不仅避免竖向应力的施工，还可防止井壁出现缝隙。

2）在正确的时间进行壁间注浆 因塑料软板有滑动效果，可减少内壁受到来自外壁的束缚，以减少井壁缝隙的出现。所以，冻结井内外壁的材料多为塑料软板。但塑料软板不能做到密封防水，完工后的效果较差，平铺后表面凸凹不均，是因为夹层注浆的时机较难把握，且注浆效果多种多样。不仅延误工期，还导致一些井筒反复注浆。对井壁夹层最科学的注浆施工时间应在其还未解冻之前。

3）加强冻结井井壁封水效果 冻结井井壁因混凝土受到水化热和温度等因素影响出现水平裂隙。所以，要避免井壁出现水平缝隙，且封水质量高，就要提高内井壁混凝土的强度、厚度，还要提升施工工艺水平。

5 结语

已经完工的风井结构顺利通过检验，检验报告显示底板没有渗漏水现象，但井壁侧墙仍有一些湿迹，并且沉降也保持在规定范围之内，说明该漏水处理有效，值得参考。