城市轨道交通建设车站涌砂应急处置

袁 佳

上海城建市政工程(集团)有限公司

1 工程概况

福州路站及福八区间为南昌轨道交通2号线工程的第15个站，车站位于民德路、福州路与八一大道交叉口以南（避开福州路地下过街通道）。线路于该段的走向基本为南北走向，福州路站南端接福州路站～八一广场站明挖区间（简称福八区间）。八一大道为南昌市老城区主干道，路面交通繁忙；且为南昌市文明示范路，对文明施工要求较高。

车站有效站台中心里程为YDK37+760.146，车站起点里程为YDK37+686.946，车站终点里程为YDK37+882.146，长度为195.5m。基坑围护采用800厚地下连续墙，标准段（非加宽段）主体结构净宽度为17.8m，端头井处主体结构净宽度为21.5m，与福八区间相邻处加宽段主体结构净宽度约30m。有效站台中心里程处底板埋深约为16.7m，端头井处底板埋深约为17.7m。

福州路站～八一广场站明挖区间。采用半盖明挖顺作法施工，明挖区间长度250m，宽度31.3m，基坑围护采用800厚地下连续墙，地下连续墙接缝采用工字钢连接，基坑采用三道钢筋混凝土支撑进行分层开挖平均开挖深度16.7m，地墙深度22.5m。

2 工程地质与水文地质条件

2.1 工程地质条件

图1 福八区间横断面图

根据钻探资料，福州路站及福八区间场地在钻探深度揭露范围内的地层有人工填土Q∕4ml∕）、第四系更新统冲积层（Q∕3al∕），第三系新余群（Ex）泥质粉砂岩组成。根据岩性及工程地质特征，场地地层自上而下划分为素填土层＜1-2＞、淤泥质粉质黏土层＜2-2＞、粉质黏土层＜3-1＞、细砂层＜3-3＞、中砂层＜3-4＞、砾砂层＜3-6＞、圆砾层＜3-7＞、强风化泥质粉砂岩层＜5-1-1＞、中风化泥质粉砂岩层＜5-1-2＞，以及中风化泥岩层＜5-3-2＞。

2.2 水文地质条件

福州路站及福八区间场地按地下水类型可分为孔隙微承压水、基岩裂隙水两种类型。

2.2.1 孔隙微承压水

拟建场区孔隙微承压水主要赋存于第四系更新统罗村组冲积层的松散～中密状砂层及砾砂、圆砾层中，详勘阶段在钻孔内测得地下水位4.5m～9.1m，高程19.53m～20.83m；初勘阶段水位埋深4.5m～6.5m，高程19.53m～20.3m。地下水主要接受大气降水垂直补给和赣江水体的侧向补给，受人为开采影响较小。另根据类似工程经验，拟建场地地下水流速较小。

2.2.2 基岩裂隙水

主要赋存于场地第三系新余群（Ex）泥质粉砂岩岩层的裂隙中，受上部第四系松散层中的孔隙水或微承压水的补给。含水量主要受构造和节理裂隙发育程度控制，场地内泥质粉砂岩节理裂隙不发育，裂隙多呈闭合状，基岩裂隙富水性差，由于其与孔隙微承压水沟通，该层基岩裂隙水亦具有微承压性。

3 车站涌砂描述及应急处置

3.1 事情经过

3.1.1 第一次抢险过程及措施

4 月10 日凌晨4：30 分，福八明挖区间基坑在进行第5 块底板收底时，地墙接缝发生涌水涌砂险情，涌水涌砂为55#～56#地墙接缝（基坑底往上1.5m处），险情发生后，项目部立即组织应急抢险人员进行沙袋填装及推土机回沙反压，同时将八一大道交通封堵，以及启动抢险应急预案，5：30分渗漏水得到控制。

3.1.2 第二次抢险过程及措施

4月10日下午1点，坑外由阿特拉斯引孔至地表下13m进行注浆，注浆压力达到4MPa，水泥注到1.2t 左右时，坑内反压沙袋处先出现明显的水泥浆，后再次涌水。现场即刻组织人员用沙袋封堵，此时坑内注浆的4个水平注浆孔已钻孔完成，水平注浆孔位置为地墙接缝左右0.5m，第三道混凝土圈梁上0.5m 处，沙袋将漏水量堵小后，在漏水点位置地墙接缝右侧的注浆孔注入聚氨酯，聚氨酯用量约1.25t，聚氨酯注入后，下午3.40 分漏水情况得到控制，已无明显渗漏现象。

坑外地面的其他区域进行注浆加固，共注浆2个孔，1#孔深度7m，先注水泥浆，后注水玻璃，水泥用量9.5t，水玻璃用量1.5t；2#孔深度6.5m，注水泥浆，水泥用量2t；3#孔钻孔2m 后，钻进困难，未继续钻进及注浆。至早上6.00注浆完成共注入水泥11.5t，水玻璃1.5t。

3.1.3 第三次险情情况

现场进行地面及坑内注浆后，于4 月11 日早上6 点开放交通，交通开放后感觉地面有震感，立即联合交警再次封交一股车道，下午1 点开始对地面铣刨并重新进行沥青摊铺同时加铺钢板，现场于4 月11 日下午17.15 分沥青摊铺完成，在等强后加铺钢板并于当晚8：20开放交通。

4月12日早7：50分，原封交段发生道路坍塌，坍塌范围约为35m2，深度约1.8m，同时该处一根Φ800 雨污水管断开，路面坍塌的范围及平面示意图如图2。

图2 路面坍塌平面示意图

3.2 交通组织

道路坍塌后，将原八一大道由北往南车道封闭，由北往南三条机动车道交通移至由南往北车道，实施八一大道由北往南单行，由南往北交通经广场北路进行绕行。

3.3 管线排查及处置情况

结合管线图纸，经现场逐项排查确认，该区域有一根Φ800雨污水管和弱电管道，无燃气等有压管道，管道位置如图3。

图3 管道位置平面示意图

3.4 现场处置措施

3.4.1 道路路面恢复施工

（1）坍塌处回填黄沙，确保坍塌处无再次塌陷风险，并防止坍塌处向周边扩大。

（2）雨污水管及相关弱电管恢复，管线的恢复由施工单位配合产权单位进行，确保雨污水排放畅通及其他管线完好可用。

（3）管线恢复工作完成后，埋设相应的地面垂直注浆管，以及进行道路结构层施工，道路结构层为：20cm碎石+40cm钢筋混凝土+10cm沥青，钢筋混凝土结构采用Φ14钢筋网片，单层双向布置，间距200mm，混凝土强度等级水下C40，并添加早强剂。

3.4.2 地面垂直注浆补强

道路施工完成后，需对塌陷影响范围进行注浆补强，避免路基的局部孔洞，填充密实，注浆孔的布置见图4。

图4 道路注浆补强平面示意图

注浆孔布置为以下几点。

（1）坍塌区布置7个注浆孔。

（2）坍塌区北侧布置8个注浆孔。

（3）坍塌区南侧布置2个注浆孔。

坍塌区注浆深度为：3m～3.6m，非坍塌区注浆深度为7m～8m，注浆压力为0.2MPa～0.3MPa，注浆材料为水泥浆及水玻璃，水灰比：1:1，单根桩水泥用量为3T～5t，注浆时，先注水泥浆，后注水玻璃，注浆压力不超过0.3 MPa，地面翻浆即停止注浆，具体注浆量及注浆压力根据现场注浆情况需要适时调整。

注浆完成后，在塌陷区再钻进2个7m～8m的注浆孔，作为深层监测孔，后期如有沉降报警，利用这两个孔进行再次补强。

3.4.3 基坑内水平注浆

漏水点地墙接缝采用聚氨酯注浆后已无漏水现象，漏水接缝往北的地墙接缝上下各开两孔，至4 月12 日完成水泥浆及水玻璃的注浆，到目前为止整个基坑无明显渗漏情况，注浆位置的示意图如图5。

图5 坑内水平注浆孔示意图

每条缝的钢板封堵情况以及后续土方开挖的方式如表1。

3.5 监测情况

根据漏水及坍塌的情况，需对地表沉降监测点进行适当的加密，监测频率为4h∕次、加密期间监测范围为36轴～39轴，加密期间监测项目有：地表管线沉降观测、支撑应力观测、墙体深层位移观测、土体深层位移观测、水位观测，监测点加密布置图如图6。

4 原因分析及后续措施

4.1 原因分析

（1）该车站地处老城区市中心交通繁忙之地，为保证主干道交通车站围护结构分段施工。由于车站围护结构施工分段施工的间隔太长，新老地下连续墙施工间隔两年时间，新老地墙接缝施工质量无法确保。（2）地下连续墙施工过程中接缝刷壁不到位，导致槽段接缝处有夹泥。（3）福州路站及福八区间基坑外一根20年前使用至今的Φ800雨污水主管、管道接缝老化且长期渗水，且基坑开挖面又位于砂层地质，导致基坑外水系丰富水压力大。（4）基坑结构分块不合理，导致施工接缝太多风险大。

4.2 后续措施

（1）此次涌水涌砂位于35-39轴底板（渗漏处位于5#底板中间部位），涌水涌砂造成约30方的细砂流入至基坑最后收底处。现场剩余两块底板（5#、6#底板）未施工，先尽快把6#底板浇筑完成，再对5#底板漏水反压区进行处置，对渗漏处采取先打设两根水平注浆管作为紧急注浆，然后采用钢板分层对地墙接缝封堵，并分层将反压区土方分层挖除至垫层底面。（2）地面垂直注浆预留几根注浆管作为深层监测管，交通恢复后，视监测情况及时采取措施进行补强。（3）待道路施工以及加固完成，再用雷达探测对整个路面进行探测，确保道路路基密实无孔洞。

5 结语

根据此次福州路站及福八区间的事件，结合深基坑施工总结如下：（1）轨道交通的车站主体围护施工应尽量减少分段施工避免时间间隔过长，确保新老接缝的施工质量。（2）地下连续墙施工过程中，槽段接头处不允许有夹泥，施工时采用偏心吊刷上下刷槽壁接头，增加刷壁器对已施工地下连续墙接头的压力，使钢丝刷在刷槽时能产生最好的刷槽效果，同时刷槽时应上下刷动不少于10次，直到刷壁器提出槽段后刷壁器上无泥为止，以确保刷槽的效果。（3）基坑结构分块尽量合理，尽量减少施工缝，且做好施工缝的防水处理。（4）新老地墙接缝处的基坑外侧应增设加密的水泥搅拌桩或者旋喷桩，更好的防止围护接缝渗漏。（5）新老地墙接缝处基坑外侧应增设加密监测点，并在开挖开始加密监测频率，起到更好的预判作用。