一种深基坑开挖过程中基坑内基底勘探孔管涌的处理方法与流程

本发明专利涉及基坑开挖过程中基坑内出现涌水的处理方法，具体是一种深基坑开挖过程中基坑内基底勘探孔管涌的处理方法。

技术背景

随着城市交通拥堵越来越严重，地铁作为解决该问题的有效途径之一，越来越多的被使用，而地铁车站更是城市地铁重要的组成部分。地铁车站选址多倾向居住密集区、商业中心、文化中心和交通疏散中心，因此地铁车站周边道路及构筑物一般较多。

对于地铁车站施工来说，深基坑土方开挖对周边道路及建构筑风险较大，尤其是出现基坑涌水情况下，封堵不及时容易造成基坑附近地表沉降及建构筑沉降的风险。目前地铁施工对于围护结构的渗漏处理措施经验较多，但对于基底出现勘探孔管涌的处理措施经验较少，而且由于前期勘探孔一般会打穿承压水层，由于前期勘探孔封堵不到位，基坑内勘探孔易出现涌水且比较难以处理，对基坑及周边建构筑物风险较大，处理不善容易造成巨大经济损失。如何能快速及有效的对基坑开挖时勘探孔涌水进行封堵，目前尚无相关研究。

技术实现要素：

本发明根据现有技术的不足提供一种深基坑开挖过程中基坑内基底勘探孔管涌的处理方法，该方法可以有效处理基底管涌，且施工简单，投入成本低廉，为施工带来极大便利。

本发明提供的技术方案为：所述一种深基坑开挖过程中基坑内基底勘探孔管涌的处理方法，其特征在于，其具体步骤如下：

(1)在深基坑开挖遇到管涌时，找出管涌的涌水点，在涌水点周围采用砂袋堆砌形成高度为40～60cm的内层围堰，并在水流低点设置一根或多根带有阀门的引流管，引流管的一端置于涌水点处，另一端伸出内层围堰外，将水流引出，并抽排至基坑外；

(2)在砂袋堆砌的内层围堰上方搭设钢管支架，并在钢管支架上方铺设模板，通过内层围堰、钢管支架和模板在涌水点周围形成一个密封腔体；

(3)在步骤(2)完成之后，在距离内层围堰1.5～2.5m的范围内采用钢管支架和模板搭设围设在内层围堰外围的外层围堰，并在外层围堰的外侧底部堆砌砂袋进行支撑，其外层围堰的高度为1.3～1.8m；

(4)在步骤(3)完成之后，在外层围堰内部以及内层围堰顶部浇筑早强混凝土，其内层围堰顶部的混凝土层厚度为50～100cm,之后在外层围堰外围浇筑厚度为25～40cm早强混凝土；

(5)待步骤(4)中浇筑的混凝土强度达到80％后，在涌水点周围放点注浆，采用双浆液进行二次注浆封堵，其注浆深度为基底以下8～12m；

(6)待封堵完成后，注浆强度达到设计要求时，进行围堰破除工作，将外层围堰及外层围堰内所有混凝土破除，并在围堰破除后及时施工底板垫层及底板，直至底板封闭。

本发明较优的技术方案：所述步骤(1)中在找到涌水点进行封堵之前，对管涌位置进行点位数据采集，并同时对基坑围护结构及基坑周边建构筑物进行数据监测，并实时进行分析，观察管涌对基坑围护结构及基坑周边建构筑造成的影响。以便将管涌部位点位反应到图纸上，对此处的水文地质进行充分了解，同时监测基坑围护结构的测斜数据及基坑周边建构筑物的沉降数据，以便实时观察是否因管涌造成围护结构变形及建构筑物沉降，方便采取相对应的措施。

本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中的钢管直接是采用方管或圆管搭设而成的网格状支架，其网格间距小于或等于25cm，并在钢管支架的中心位置用砂袋设置一个支点；其钢管支架上的模板铺设严密，模板之间的间隙以及模板与钢管支架之间的间隙采用无纺布进行封堵。

本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中的外层围堰的钢管支架通过横向或竖向钢管围设而成的网格支架，其竖向钢管之间的间距为1.4～1.6m，横向钢管之间的间距为20～30cm，其模板竖向置于外层钢管支架的外部，模板之间以及模板与钢管支架之间的间隙采用无纺布进行封堵。

本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中在外层围堰的外层底部堆砌两层砂袋。

本发明较优的技术方案：所述步骤(4)中浇筑在外层围堰外部的混凝土层其外延范围13～18m。

本发明较优的技术方案：所述步骤(5)中的二次注浆采用水泥浆与水玻璃注浆比例为5：1的双浆液注浆，其中水玻璃的浓度为38波美度，水泥的强度指标为42.5，双液浆凝结时间控制在55～65s，注浆范围为涌水点周围8～12m的范围，注浆压力控制在1mpa内。以免注浆压力过大是围堰隆起，裂开。

本发明较优的技术方案：所述步骤(5)在内层围堰周围注浆时观察引流管排水情况，在引流管开始流出双液浆时，将阀门关小，观察周边情况，如围堰出现裂缝或有水从裂缝处流出或有水从围堰处流出，便将阀门开大，减缓其他部位水压力，以免形成流水通路，同时在流水位置进行注浆封堵，如周边无明显变化则继续关小阀门，直至封堵完成且周边加固完成。

本发明较优的技术方案：所述步骤(6)中在封堵完成之后，先在围堰周边混凝土层薄弱处进行钻孔取芯，通过取芯观察围堰周边垫层下不同深度土体中含有的水泥参量来观察围堰周边封堵情况，然后再在围堰内进行钻孔取芯，通过取芯中围堰下不同深度土体中含有的水泥参量多少来观察封堵质量和实际土体加固范围及深度，在确保封堵质量达到设计要求时进行围堰破除。

本发明中的早强混凝土是由添加有早强剂的c30砼浇筑而成。

本发明的有益效果：

(1)本发明先行用砂袋沿涌水位置一周做成围堰，并在低点设置一根或多根带有阀门的引流管，将管涌的涌水进行引流，方便排出基坑，使其处于可控状态，以免对基坑进行浸泡形成更大风险；

(2)在内层围堰施工完成后，采用钢管和模板直接架设外层围堰，并通过砂袋进行支撑，内层围堰和外层围堰均采用砂袋堆砌、钢管和模板等常用材料进行施工，其围堰施工就地取材，方便简易有效，且支撑效果好；

(3)本发明在围护结构施工完成中，采用添加早强剂的混凝土进行浇筑，加速围堰砼达到强度，减少施工周期，且围堰周围反压利用垫层施工进行反压；其内层围护结构顶面的混凝土浇筑层厚度不宜小于50cm,且不宜大于1m,避免砼过薄导致后期注浆砼拱起裂开，砼过厚会导致内部围堰坍塌等现象；

(4)采用注浆的方式针对管涌附近10米范围进行加固，防止管涌附近因土体浸泡出现二次管涌风险，并利用钻孔取芯探明下方封堵情况，以便指导后续施工。

本发明施工简单、设计合理，投入成本较低，施工方法适应性强，可以广泛用于地铁与其他建构筑结建的基坑施工中，有效解决了深基坑基底出现勘探孔管涌难以封堵的问题，并且能有效确保封堵效果，为施工带来极大便利。

附图说明

图1是本发明的施工结构示意图；

图2是本发明的施工结构平面图；

图3至图9是本发明的施工过程图。

图中：1—涌水点，2—内层围堰，3—内层围堰钢管支架，4—内层围堰模板，5—密封空腔，6—外层围堰，7—引流管，7-1—控制阀，8—混凝土层，9—外层围堰砂袋支撑，10—注浆点。

具体实施方式：

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。实施例中的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例具体某地区的地铁线的一个地铁车站基坑开挖时处理基底管涌的施工，该车站江湾二支路站为地下两层岛式车站，车站中心里程为dk14+655.421，车站总长277.12m，标准段高16.9m，标准段宽21.3m，主体部分高16.9m，标准段底板埋深为20.6m，车站中心里程处覆土厚3.7m。在23轴处基坑内南侧存在一个前期勘探孔，在基坑开挖至基底时在勘探孔附近出现基底涌水现象，具体处理施工步骤如下：

(1)发现管涌的第一时间找到具体涌水点1的位置，对管涌位置进行点位数据采集，并同时对基坑围护结构及基坑周边建构筑物进行数据监测，并实时进行分析,以便将管涌部位点位反应到图纸上，对此处的水文地质进行充分了解，同时监测基坑围护结构的测斜数据及基坑周边建构筑物的沉降数据，以便实时观察是否因管涌造成围护结构变形及建构筑物沉降，方便采取相对应的措施；

(2)如图3所示，在涌水点1周围处先行用砂袋沿涌水位置一周做成内层围堰2，其高度约为50cm，且在水流低点设置一根带有阀门的引流管7，一端置于涌水点1的中心，一端置于内层围堰2外，用于将水流引出，并抽排至基坑外，以免对基坑进行浸泡；

(3)如图4所示，在完成步骤(2)后，在内层围堰2上方使用搭设脚手架使用的钢管铺设形成钢管支架，钢管支架形成网格式铺设，可在中心位置用砂袋设置一个支点，且钢管支架的网格间距不宜超过25cm,以免后期上方浇筑砼时造成模板及支架坍塌；

(4)在内层围堰的钢管支架3施工完成后，如图5所示，在已经施工的支架网格上方铺设模板，使围堰内部形成密封空腔5，模板铺设要严密，防止后期浇筑砼掉落进空腔内，在模板上下存在缝隙可使用无纺布将其堵塞，保证其密封；

(5)如图6所示，在步骤(3)完成后，在距离内层围堰2约2米范围内，沿内部围堰周围使用钢管及竖向模板施工成外层围堰6，竖向钢管间距约1.5米，横向钢管的间距约为25cm,竖向模板的铺设高度为1.5m，同样竖向模板搭接位置不能存在缝隙，用无纺布进行封堵小缝隙，以免浇筑砼时漏浆；

(6)如图7所示，在步骤(5)完成后，在外层围堰6外侧底部用砂袋铺设两层形成砂袋支撑9，抵住外层围堰6的模板防止浇筑砼时外层围堰6的模板变形及浇筑砼时漏浆；

(7)如图8所示，在步骤(6)完成后，在外层围堰6内部及内层围堰2顶部浇筑混凝土进行反压，混凝土采用标号c30早强混凝土，浇筑砼时内层围堰2顶部砼厚度约为50cm；

(8)在步骤(7)中的混凝土浇筑完成后，如图9所示，在外层围堰6的外部浇筑砼进行反压，因此时基坑已开挖至基底标高，因此在周围开挖范围内直接浇筑垫层，垫层厚度为30cm,垫层砼标号为c30早强混凝土；

(9)如图2所示，在完成步骤(8)后，待混凝土达到强度后，在围堰周围放注浆点位(开设注浆孔5)，进行二次注浆进行封堵，注双液浆(水泥浆及水玻璃)，注浆材料比为5：1，水玻璃采用38波美度，水泥使用强度指标42.5，双液浆凝结时间可控制在1min内，注浆压力不宜大于1mpa,注浆压力宜控制在1mpa内，以免注浆压力过大是围堰隆起，裂开，注浆深度为基底下10米；先在内部围堰周围注浆，注浆时观察引流管排水情况，引流管开始流处双液浆时，将阀门进行关小，观察围堰是否出现裂缝，是否有水从裂缝处或围堰外侧流出，如有此现象则开大阀门，减缓其他部位水压力，以免形成流水通路，并在流水位置进行注浆封堵，如周边无明显变化则继续关小阀门,直至引流管内不再流水，后期再所有注浆点位注浆，形成加固周边土体，直至完成封堵完成且周边加固完成；

(10)在完成步骤(7)后等待封堵强度达到一定程度后，先在围堰结构周边砼薄弱处进行钻孔取芯，通过取芯观察围堰周边垫层下不同深度土体中含有的水泥参量来观察围护结构周边封堵情况，后再围堰结构内进行钻孔取芯，通过取芯中围堰下不同深度土体中含有的水泥参量多少来观察封堵质量和实际土体加固范围及深度，经过取芯观察，下方已封堵成功且周边土体加固质量良好；

(11)在步骤(8)完成后经专家会商定，开始进行围堰内混凝土层的破除(将外层围堰及外层围堰内所有混凝土破除)，并将基底清理，随后对围堰范围进行垫层浇筑，垫层施工完成后及时进行防水施工，结构底板施工，至底板混凝土浇筑。

以上所述，只是本发明的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。