地铁深基坑双液浆堵漏技术应用

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［摘要］在轨道交通建设过程中，表土层复杂水文地质条件下经常遇到基坑渗漏问题，通常采用双液浆堵漏技术进行封堵。通过徐州地铁市政府站涌砂事故的成功封堵案例，探讨双液浆堵漏方法在实际中成功应用的关键技术，得出了包括动态的浆液配比、合适的浆液汇合管长度、减少输浆管路堵塞方法、正确的设备选型等实践经验，为日后的工程实践和应急救援提供了技术指导。

［关键词］双浆液；基坑渗漏；堵漏技术；浆液配比

引言

在城市轨道交通建设过程中，由于地下工程施工质量的不可预见性及水文地质等施工、管理风险和环境风险造成的诸多因素的影响，会出现各种各样的渗漏问题，包括基坑墙面、墙缝或墙体渗漏、墙缝或墙体涌水涌砂等。如何深入分析研究注浆堵漏技术并更好地运用到实践中是所面临的主要问题。堵漏常用的双液注浆技术是利用水泥和水玻璃2种浆液，利用机械的高压动力，将双液浆注入地层孔隙中，利用其良好的流动性、触变性、扩散性、浆液的初凝时间短且可调，可以达到快速堵漏的效果。但是在实际工程中，往往存在操作不当或涌水判断不准确带来封堵不及时的情况，造成堵漏延迟或失败，给工程施工带来不利的影响［1-2］。这就要求施工人员对现场实践中各个操作细节要进行深入的分析与研究。

1双液浆堵漏技术

（1）双液注浆的原理。双液注浆是采用水泥浆溶液及水玻璃溶液混合后生成水泥胶，利用水泥胶凝结速度快、强度提高快的特点封堵渗漏通道，达到堵漏目的。水泥-水玻璃浆液亦称CS浆液，两者按一定的比例以双液方式注入。水玻璃能显著加快水泥浆的凝结时间，CS浆液的凝结时间可在几秒到几十秒内准确控制，所依据的原理是：在一定范围内，水玻璃浓度越小，凝结时间越短，两者呈直线关系；水泥浆越浓、水泥与水玻璃之间反应越快，凝结时间越短。注浆用水玻璃对模数和浓度有一定的要求，水玻璃模数的大小对注浆影响较大，模数小时，二氧化硅含量低，凝结时间长，结石体强度低；模数大时，二氧化硅含量高，凝结时间短，结石体强度高。（2）双液注浆的优点。①双液注浆浆液具有良好的流动性、触变性和扩散性，浆液初凝时间短且可靠，能快速提高强度和封堵效果；②施工安全、简便、快速、工期短、质量好、见效快，适合工程抢险；③施工装备小，调动灵活，对周围环境的扰动小，可以有效地控制周围地层的沉降。（3）双液注浆的工艺流程及主要设备。双液注浆设备主要包括钻机、双液浆注浆泵及配套水、电和管缆设施等。双液注浆的工艺流程如图1所示。

2工程险情概况及抢险经过

2.1工程及险情概述

市政府站为徐州市地铁2号线的中间站，车站位于云龙区昆仑大道与汉风路的交叉口处，沿昆仑大道北侧呈东西向布置。该站为地下二层岛式站台车站，站台宽11m，主体结构采用单柱双跨钢筋砼箱型框架结构，全外包防水。车站结构外包全长为204.6m，标准段宽度为19.7m，站台中心里程处深16.6m，端头井宽度24.9m，深度18.7m。市政府站采用明挖顺作法施工，围护结构采用地下连续墙+内支撑体系。在地铁2号线施工过程中，东端头井井底接近基底土方开挖过程中基底土层出现局部液化，并在端头井东北侧地下连续墙接头处发现涌砂，涌砂量约0.8m3/h。基础出水点具体位置如图2所示。东侧端头井井槽底设计标高21.82m，施工场地范围内地下水主要为浅部第四系粉土层中的孔隙潜水、弱承压水及基岩裂隙水。地基液化等级为中等。险情发生后，按以下步骤进行堵漏抢险操作：（1）确定水源。根据渗漏水的温度、颜色、味道、含有物及渗漏量大小变化在时间上有无规律性来判断，也可通过做连通试验的方法进一步确认。渗漏点的水大多来源于形成的混合水。通过观察出水情况，判断为第四系松散层孔隙水。（2）查找渗漏通道。渗水通道的路径复杂多变，不同的渗水水源有不同的渗水路径。查找时通常在基坑渗漏点止水帷幕的外侧钻孔，同时观察渗漏水量大小、颜色变化、钻孔返水情况。（3）漏砂部位地下连续墙接头形式为锁口管，根据现场实际漏砂情况及该接头渗水分布，结合该部位工程地质条件，判断为连续墙接缝处出现裂隙。涌水点有2处，分别位于基底上方约1.0m和基底上方约15.0m的三角平台处。在连续墙和外侧土层间存在裂隙，水流从裂隙中流至18m深的基底，然后从连续墙裂隙中涌出。

2.2抢险经过

（1）施工方案确定。现场分析，出水点涌水量较大并伴有涌砂现象，且时间较长，导致涌水通道逐渐加大，渗水点位置可能已经出现空洞，若不及时封堵，可能会造成周围基坑壁坍塌，应快速采取措施控制涌水。现场分析采用外堵法，即采取在墙体外侧打钻注浆的方式。优点是有利于快速注浆、控制水流，且注浆孔布置在基坑外不影响基坑内部的施工，直接在出水点注浆堵漏效果明显，同时对地连墙周围土体也有一定加固作用，减小作用于地连墙的水土压力。缺点是渗流通道往往难以控制，注浆压力会造成地层变形，施工和控制的难度比较大［3-5］。（2）设备选择。钻孔采用阿特拉斯T40全液压露天钻机，该钻机单次自动换杆钻孔深度可达29m，一般地层钻进速度可达30m/h，在岩石及硬质土层中的钻进速度可达50～60m/h。注浆采用SYB双液浆液压注浆泵，该泵的最高压力、流量可以自行设定，调节方便，可以压水以及粘稠性浆液和浆液内含粒子直径小于5mm的砂浆。（3）浆液材料选用PO42.5普通硅酸盐水泥和模数2.4～3.4、浓度22～40°Bé水玻璃，水泥浆与水玻璃取体积比1∶0.7，CS浆液结石率98%～100%，注浆压力控制在0.5～2.0MPa，初凝时间在50～70s。（4）利用T40钻机钻孔，在套孔过程中，钻进12m左右时，基底涌水水流出现明显扰动现象，判断该钻孔已直接打通涌水通道，并且涌水通道在地下12m左右与连续墙外侧贴合。注浆孔位置如图3所示。（5）双液注浆系统连接好后，首先启动1号泵向钻孔注水泥浆。10min后，下方反馈透水点出现青色的水泥浆，确认注浆管口在涌水通道内。开启2号泵并调整速度和压力，向涌水通道内注双液浆，开始堵水。30min后，1号泵的压力出现波动，增大到0.8～2.0MPa，压力较大且不稳定。涌水点1水流已逐步变小并渐止。50min后，1号泵压力突然增至3MPa以上，打开泄压阀并关闭1号泵，同时关闭2号泵开启泄压阀。注浆初见成效，原涌水点1已不再出水，但出水点上方3～4m处出现渗水加大现象。（6）涌水通道在地下12m左右接触连续墙，沿连续墙与土层间的缝隙流至基底，并从连续墙体裂隙（涌水点1处）涌出，经过注浆，已将涌水点1处裂隙外侧涌水通道堵住。但由于该墙体还存在涌水点2，且水量加大，说明该地点连续墙体对外有缝隙，由于涌水点无其它通路，所以该处涌水加大。（7）出水点2注浆堵漏。将注浆管拔出至钻孔深约14m处继续进行注双液浆。将注浆管拔出至指定深度后再采取以前的办法，先开启1号泵注水泥浆，当出水点位置发现有水泥浆流出时开启2号泵注水玻璃，进行双液注浆。从涌水点2涌出半凝固的双液浆确定2处裂隙已堵住，但分析认为，连续墙外侧涌水通道应该还有较大空隙未被填实，应在缓慢拔管的同时，继续注双液浆巩固堵水效果。

3结论与展望

双液注浆堵漏技术对于处置城市轨道交通深基坑的突发涌水涌砂险情具有快速、高效的堵漏效果，适用表土层复杂水文地质条件，为基坑渗漏处理提供了一种简单易行的方法，在应急抢险中得到了广泛应用并取得了较好的效果。同时也说明应用双液注浆堵漏技术工艺，可以对深基坑渗漏进行快速有效封堵，最大限度地减少基坑涌水涌砂造成损失。在双液浆堵漏技术方案实施过程中，得出以下几个关键注意点：（1）水泥－水玻璃浆液的主要特点之一是胶凝时间短，采用双液方式注入，施工工艺较单液浆复杂，容易造成注浆间歇过程中堵管现象的发生。输浆管路的安装应尽量缩短浆液汇合管的长度，浆液汇合管的长度应控制在5m左右；水泥－水玻璃浆液汇合处的三通混合器应安装减压阀，并可通过减压阀注水清理汇合管路。（2）采用普通水泥加水玻璃浆液时，注浆终压控制在2.5MPa以内。双液注浆胶凝时间控制在1～3min，利于浆液扩散和施工操作，减少堵管故障的发生。（3）水泥浆和水玻璃在流入涌水通道前充分混合，能快速凝固，堵水效果好。（4）注浆堵漏施工时应对渗漏水情况的变化、浆液是否沿渗漏水流出及流失量大小等情况进行仔细观察，并及时调整施工位置和浆液配比。（5）双液注浆临时停止前应停用水玻璃，以单液水泥浆方式再注浆60～120s，用纯水泥浆置换出注浆管路内原双液混合浆液，防止输浆管路的堵塞。（6）注浆堵漏是在动水条件下施工，而浆液的凝固、堆积是需要一定时间的，若水流较大，就会造成浆液来不及凝固、堆积就被水流冲走，因此在注浆前一般要用黏土、水泥包等对漏水处进行适当的反压封堵。出于同样的原因，注浆孔不宜紧靠漏水处，一般以距离0.5～1.0m为宜。（7）在堵水、堵漏成功后，双泵交替开启，可调整双液浆配合比，延长双液浆初凝时间。（8）地下工程发生渗漏水都不同程度的有土体流失情况，在注浆堵漏施工完成后，可同样采用注浆的方法补偿土体损失，以减少周边土体和构筑物的位移，增加周边土体的强度和刚度。

［参考文献］

［1］赵仟明，冯佳彬.地下工程灌浆堵漏的应用分析［J］.四川水泥，2017（1）：192.

［2］谭勇，黄立新，张素华.可控双液灌浆技术在坝基防渗堵漏工程中的应用［J］.湖南水利水电，2014（4）：38-40.

［3］唐珏凌，程奋元.某地铁明挖基坑堵漏技术［J］.科技资讯，2010（7）：92.

［4］杨明池，欧汉森，刘建波.双液灌浆在松散堆积体中防渗堵漏应用［J］.资源环境与工程，2010（5）：173-175.

［5］张昌.试论拉森钢板桩围堰堵漏技术［J］.建筑设计管理，2016（3）：81-83.

作者：李士锦 段晓平 张雷 单位：徐州矿务集团有限公司 救护大队