地铁施工中上层滞水的处理措施探讨

地铁施工中上层滞水的处理措施探讨

杨 锋

中铁十五局集团有限公司，上海， 200070

摘要：西安地铁一号线详勘期间，西郊后围寨~三桥~阿房路一带的局部地段发现上层滞水，水位埋深约8.0~12.5m，主要分布在黄土状土下部的砂土交接部位，基本位于车站底板附近或暗挖隧道附近，虽然水量不大，但施工中可能引起涌砂涌水或坑壁坍塌等现象，影响施工安全，通过分析上层滞水存在的规律和现场抽水试验结果，建议采取有效措施进行控制，用于指导西安地铁施工。

关键词：上层滞水、基坑、隧道、疏排结合

1前言

西安市地铁一号线一期工程线路西起后围寨，东至纺织城，全长25.337km，共设19座车站。该线路自西向东经过后围寨、三桥、汉城路、玉祥门、北大街、五路口、朝阳门、康复路、金花路、万寿路、半坡、纺织城等地，沿线为市区东西向主干道，交通繁忙，人口密集，商贸频繁。西安地铁一号线详勘期间，在后围寨~三桥~阿房路一带发现上层滞水。根据勘察资料，上层滞水水位埋深约8.0~12.5m，主要分布在黄土状土下部的砂土交接部位，西安地铁车站设计底板埋深一般13.0~16.0m，区间洞底埋深一般14.0~24.0m，上层滞水基本位于车站底板附近和暗挖隧道附近，虽然局部地段出现，水量不大，但施工中可能引起涌砂涌水或坑壁坍塌等现象，影响施工安全，应采取有效措施进行控制。

地下水根据埋藏条件可以分为上层滞水、潜水和承压水。上层滞水是储存于包气带中局部隔水层之上的重力水。上层滞水主要接受大气降水补给，它的动态变化受气候、隔水透镜体厚度及分布范围等因素的影响。本文主要研究西安市西郊一带与地铁施工有关的上层滞水的分布范围、埋藏条件和处理方法。

2场地地质条件

西安市西郊后围寨~三桥~阿房路一带长约4.0km地段地貌单元属渭河、皂河一级阶地，场地整体东高西底，地形开阔，地面高程约386~391m。

根据钻孔揭露，拟建场地在勘探深度60m内的地层岩性主要为第四系堆积物，即由全新统人工填土（Q₄^ml）、冲积（Q₄^al）黄土状土、细砂、中砂、粗砂夹薄层粉质粘土和上更新统冲积（Q₃^al）中砂夹粉质粘土等组成。地层编号按照《西安市地铁一号线一期工程（后围寨~纺织城）勘察大纲》的要求全线统一编号，场地地层从上到下共划分10个工程地质层，地层描述见表1。

表1 地 层 综 合 描 述 表

图1 西安市西郊地质剖面示意图

3场地水文地质条件

根据2009年元月勘察期间，在钻孔中测得地下水潜水位埋深29.8~32.4m，水位高程355.75~358.11m，场地含水层主要为强透水的冲积中粗砂（局部含砾卵石），30.0～35.0m存在局部粉质粘土隔水层，含水层厚度大于50米。本地区潜水补给来源主要来自区外迳流和大气降水入渗补给；地下水的总体流向由东南流向西北；潜水的排泄方式为向下游迳流和人工开采等。根据该地区多年动态资料分析，一般7～9月份水位埋深最大，12月到次年的2月份水位埋深最小。地下水位年内变幅在0.5～2.5m之间，由于受到沣皂河水源地和该地区生产生活用水的影响，五十年代至2005年，多年水位一直呈下降趋势，平均年降幅约0.5~1.0m，随着近年西安城市供水水源的调整和新水源地的开发，该区段地下水位基本处于稳定状态。

勘察期间在后围寨~三桥~阿房路一带局部地段发现上层滞水，其分布规律如下：上层滞水水位埋深8.0~12.5m，水位高程377.68~379.41m，主要分布在黄土状土下部的砂土交接位置。根据三桥车站进行的现场抽水试验结果，井深25.0m、降深5.0m时，单井出水量3~5m³/h，计算的渗透系数为5~8m/d。本地段上层滞水补给来源主要来自大气降水入渗补给；流向由南向北；排泄方式为向下游迳流和人工开采等。

从后围寨~三桥~阿房路一带钻探结果分析，初勘期间未见上层滞水，详勘期间局部地段发现上层滞水，说明上层滞水呈季节性、间断性分布；从现场抽水试验结果分析，最大单井出水量不超过5m/d，渗透系数不超过8m/d；从地层情况分析，后围寨立交、阿房路地段黄土状土的分布厚度约11~13m，下部砂层透镜体分布较少，而三桥镇一带黄土状土厚度明显增厚，下部砂土交错层理明显增多，上层滞水的分布范围也明显扩大。由于上层滞水的季节性和区段性分布明显，地铁施工周期一般都跨越年度，雨季或丰水期施工可能会遇到上层滞水，设计人员和施工单位应引起足够重视。

4上层滞水的影响及处理措施

上层滞水主要对基坑边坡稳定性产生不利影响，降低了岩土的抗剪强度，增大动水压力，可能产生潜蚀局部涌砂、涌水现象，破坏土体结构，产生边坡变形。地下水位上升，对支挡结构产生水压力，降低其稳定性，水位下降，可能引起地面沉降等等。

通过以上分析，上层滞水虽然局部地段出现，水量也不大，但处理不当仍会影响施工安全。该区段地铁车站设计长度约200~250m，主体宽度20m，埋深一般13～16ｍ，基坑14.0m以浅的地层上部为冲洪积成因的黄土状土，底部为砂土交错分布或含多层中细砂透镜体，上层滞水水位埋深一般8.0~12.5m，基本处于车站基坑的下部，施工期间应建立有效的信息化动态管理模式和预测机制，加强监测和预报，发现上层滞水及时采取有效措施进行处理。若水量较小，可在坑壁设导水排水管、坑内设排水沟和集水井等，若水量较大，可在基坑外布置适量的降水井，与坑内明排措施相结合，但降水井的深度一定要穿透上层滞水的局部隔水层，保持水的连通性，否则会产生坑壁大量渗水，影响施工。该地段隧道区间设计为双线，左右线相距15.0～25.0m，每段区间长度约1000m，为地下线，轨面埋深为13.0～23.0m，多采用盾构法施工，其中横通道、泵房、联络线等局部地段采用暗挖法施工，暗挖法施工时可能遇到上层滞水，处理不当会造成涌砂涌水、洞壁坍塌等现象，施工期间应建立有效的信息化动态管理模式和预测机制，加强监测和预报，对遇上层滞水地段可采用降水井与局部注浆相结合的方法进行处理，保证隧道安全。

5结论

通过本文的论述，西安市西郊后围寨~三桥~阿房路一带存在上层滞水，影响地铁施工安全，应采取疏排结合的有效方法进行控制，确保安全施工。

参考文献

1.《西安市地铁一号线一期工程（后围寨~纺织城）详勘阶段KC-1标段岩土工程初勘报告》2008年6月 陕西工程勘察研究院

2.《西安市地铁一号线一期工程（后围寨~纺织城）详勘阶段KC-1标段岩土工程详勘报告》2009年1月 陕西工程勘察研究院

3.《西安市地铁一号线一期工程（后围寨~纺织城）详勘阶段KC-2标段阿房路车站岩土工程详勘报告》2008年11月 西北综合勘察设计研究院

4.《西安市地铁一号线一期工程（后围寨~纺织城）勘察阶段实施大纲》2008年3月 中铁第一勘察设计院集团有限公司

5. 其它关于西安市西郊一带的地质资料等

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