[发明专利]一种高承压水地层基坑突涌应急处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下结构物，尤其是高承压水地层基坑突涌水的处理方法。

背景技术

广西南宁市轨道交通2号线工程在建设路站车站主体基坑6～7轴时，开挖至基坑设计底面标高以上约1m左右时突发涌水，涌水量达300 ㎥/h左右。该段车站主体基坑设计开挖深度17.817m，主要穿越粉砂质泥岩，基底下伏中风化角砾岩。粉砂质泥岩为已固结成岩石状的半成岩，岩芯大部分呈柱状，岩质较软，锤击声哑，连续稳定分布，为不透水层。中风化角砾岩由泥质粉砂岩、灰岩和泥灰岩胶结形成，岩体破碎，岩芯大部分呈碎石块状，少量短柱状，节理裂隙发育，岩溶水丰富，透水性强，属高承压水，承压水头约8-10m。经分析工程地质与水文地质资料后，车站基坑突发涌水的原因是地质突变，即基底下伏的中风化角砾岩发生局部凸起，而角砾岩层中赋存的承压水水头压力较大，随着基坑的开挖，基坑下部不透水层厚度越来越薄，当开挖面下不透水层的自重与粘结强度小于下部承压水水头压力时，承压水的的水头压力顶破坑底不透水层发生基坑突涌。在其它的工程施工中也多次遇到过类似的地层基坑突涌水。

目前，对于基坑涌水的处理方法，主要通过事前的基坑突涌稳定性验算，从基坑围护与止水结构的设计和基坑开挖前降水加以解决；对于突发涌水的应急处理方法，主要采用回填反压、注浆封堵、补井降水等方式及其组合方式。这些涌水处理方法，各有其优缺点。

事前处理是主要的基坑突涌处理方式，对于工程地质与水文地质资料掌握比较准确全面的工程，通过合理可靠的基坑围护止水结构，或者基坑降水，基本可以避免发生基坑突涌。但由于地质突变、对地层承压水认识的不足、地质勘察钻孔封堵的不良，连续墙、咬合桩、旋喷桩等止水帷幕或降水设计的不合理、实施效果的不佳，以及基坑开挖对地层的扰动，都有可能造成基坑开挖后突发涌水，并不能完全规避基坑突涌的风险。一旦基坑突涌，必须立即进行应急处理。

回填反压是最常见的突涌应急处理方法，其工艺原理是涌水初期在基坑内涌水点及其周边区域堆压砂袋、土袋和填土反压，削弱涌水量的同时，防止涌水带有砂粒流出，确保基坑安全，填压到基底基本无明显涌流情况下对基坑内钻孔注浆封堵地下水位至基底下一定深度，或坑外补打降水井降低地下水位至基底下一定深度，方可重新进行基坑开挖。该方法的优点是堵水快，可以立即实施，缺点是回填和二次开挖工作量大，且不能从根本上解决基坑突涌问题，必须结合注浆或者补井降水才能防止二次突涌。而注浆封堵虽然工期短，但缺点是效果不容易保证，尤其对于高承压水；补井降水的优点是效果好，但工期长，井位选择容易受制约，排水量大，不利于保护地下水资源，且大排量降水容易引起周边地层沉降，产生次生灾害。

有鉴于此，寻找一种工期短、见效快，成本低，安全可靠的基坑突涌应急处理方法，尤其对于高承压水地层，就成为基坑突涌时迫切需要解决的问题。

发明内容

对于高承压水地层基坑突涌的应急处理，由于承压水头压力大，回填反压工程量很大，而现场未必备有大量砂袋，且该方法必须辅以注浆封堵或补井降水。注浆封堵必须在没有明显涌流的情况下才能进行，否则，注浆浆液将被涌流稀释流失，而补井降水不仅工期长，尤其受场地条件限制，涌水点周边能否布井，将极大的影响降水效果。因此，能否在不补打降水井降水的前提下，一方面能降低涌水点承压水水头压力，而不回填反压，或少回填反压；另一方面，创造基坑无明显涌流的条件，以便注浆封堵；此外，选取合理的注浆止水工艺，保证封堵的效果，这些都是需要解决的关键技术问题。

本发明的目的是提供一种工期短、见效快、成本低和安全可靠的高承压水地层基坑突涌应急处理方法。

为达上述目的，本发明的技术方案为：

一种高承压水地层基坑突涌应急处理方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）、探明涌水情况，准确探明涌水的位置，涌水点的分布范围，涌水量大小的涌水相关情况；

（2）、涌水点上罩设钢护筒，根据探明的涌水情况，在涌水点上罩设大于涌水点的钢护筒；钢护筒下部设有泄水口并安装阀门，兼做检查口，以便于释能减压和后续操作；

（3）、钢护筒底部设反压平台，钢护筒罩于涌水点后，为固定钢护筒，钢护筒外侧底部周边迅速堆填少量砂袋形成反压平台；与此同时，一方面打开钢护筒下部的泄水口排水；另一方面，钢护筒内设置抽水泵加大排水，抽水泵的排量应大于涌水量，释放承压水头压力，减小突涌对护筒底部周边的冲击；钢护筒底部周边无明显涌流后，在反压平台砂袋外面挂钢筋网片并浇筑混凝土构成钢筋混凝土封闭层；