邵海龙

（中交一公局集团有限公司，北京 100024）

0 引言

由于地铁车站位于城区，周边环境风险多，基坑开挖过程中如出现涌水涌砂的情况会导致周边建筑物沉降、开裂以及管线破坏，发生安全事故，因此控制围护结构渗漏水是地铁施工的重难点，目前，国内围护结构渗漏检测方法存在工作效率低、结果准确度低、设备稳定性差、结果分析软件缺乏等问题；FGM-ECR/EFT渗漏水检测技术可以快速准确地检查渗漏点，连续锁定渗漏目标，节省维修费用，防止渗水塌方事故[2]。

1 工程概况

哈尔滨地铁3号线某车站围护结构采用地下连续墙设计，车站周边主要以住宅、商业建筑共用用地为主，人流、车流较为密集；车站形式为地下三层岛式车站，采用明挖顺做法施工，内支持采用两道混凝土支撑加四道钢支撑体系，地连墙共60幅，墙厚1.0 m，端头井墙身45 m，标准段42.5 m，入岩深度3.5 m～6.0 m，十字钢板接头，地连墙接缝处设置1根Φ2000MJS工法桩，半圆形桩体。

车站位于哈尔滨市松花江南岸，所处地貌单位为松花江漫滩，场地地形较为平坦，该场地勘查深度内所揭露的地层为第四纪地层。地基土分布不均匀，性质变化较大，上部第四纪地层具有2～3个明显沉积轮回特征即从上到下颗粒由细到粗分布。表层由杂填土组成，地基土主要由中粗砂夹厚薄不均匀的黏土组成，下部基岩为白垩纪粉砂质泥岩，基坑开挖深度25 m范围内以粉细砂和中砂为主。地下水主要为孔隙潜水，地下水静止水位埋深为2.0 m左右。

2 ECR检测技术

2.1 应用背景

车站地处松花江漫滩区，富水砂层地质条件，基坑开挖25 m深度范围均为富水砂层，同时，车站紧邻建筑群，环境风险非常高，车站施工最大的风险就是基坑开挖阶段围护结构地连墙涌水涌砂，因此，针对围护结构渗漏水防治项目部开展了一系列研究，包括地连墙设计入岩加深、墙缝止水措施加强、墙缝外侧MJS止水补强等质量加强措施，但最终围护结构整体隔水质量仍无法直观判定，通过调研得知ECR渗漏水检测技术具有很强的适用性，为此，项目部组织专家会议对地连墙ECR渗漏水检测进行了适应性研讨，并邀请参建各方参会，ECR检测技术适应性获得大家一致认可，随后项目部在两座车站开展了实践应用。

2.2 检测原理

ECR渗漏水检测技术通过对地下水中微弱的离子运动进行高灵敏度测量，由此检测出比较复杂地下工程结构的渗漏水情况。在出现渗漏水的情况下，即使是轻微的渗流，也会因为水离子的运动，发生整个地层电场的变化，对于此种变化，通过开发的多通道多传感器高精度量测系统，可以探测出电场异常的位置，从而检测出渗漏点[1]。

2.3 现场检测

该次渗漏水检测工作量为车站地连墙围护结构：总长度为140 m，检测区域分A、B 2个检测区域，检测开始前先将检测区域开挖至原状土，利用基坑外侧的既有的水位观测井来布设ECR发射源，以此来产生矢量电场，观测井发射深度为35 m，基坑内测不同表面位置布设可移动的负极（AP），可移动负极在基坑内部按接缝位置均匀布设间距3 m左右，形成对称布局，通过发射源形成强制电场以几何方向进入基坑内部的测量区域，通过增强示踪剂来增大流入混凝土结构及墙角下方的渗漏能量，从而探测渗漏区域。检测传感器总计123个。检测区域为车站主体内部距离地下连续墙3 m以内的区域。

判定依据：漏点的标准是测量的能量超过75%以上，体现为一个高能量，这表示有水流通过地下连续墙流入基坑内部。渗点的标准是测量的能量值约在50%到75%时，水流的密集度较低，这体现为可见的墙壁或接缝处细小水流或阴湿。在检测过程中发现更小的能量，该值比渗点的能量值更小，是因为墙体上的存在水分。

根据检测区域结果分析：建议修补点—漏点（有较大水量流入，建议在基坑开挖前预先加固处理）；注意观察点—渗点（墙体或地下连续墙接缝处阴湿或少量水流入，在基坑开挖时注意观察）在检测1区存在2个建议修补点—漏点L1、L2，位于WS2/WS3接缝；WS4/WS5接缝；5个注意观察点—渗点S1、S2、S3、S4、S5；位于WW1/WW2接缝；WW2/WW3接缝；WW4墙体；WS1墙体；WS7墙体。在检测2区存在2个建议修补点—漏点L3、L4，位于WS12/WS13接缝；WS18/WS19接缝；4个注意观察点—渗点S6、S7、S8、S9；位于WS9墙体；WS11墙体；WS15墙体；WS16/WS17接缝。在检测3区存在2个建议修补点—漏点L5、L6，位于WS21/WS22接缝；WE4/WE5接缝；1个注意观察点—渗点S10，位于WE2墙体；车站总共6个建议修补点—漏点，10个注意观察点—渗点。

3 渗漏点处理措施

3.1 建议修补点处理措施

根据ECR检测结果，对地连墙接缝6处漏点进行预加固处理，预加固顺序：从基坑东侧向西侧逐一加固（L1- L2-L3- L4- L5- L6），因前期在接缝处外侧有一根半径1 m的MJS高压旋喷桩，所以在引孔时点位确定在接缝一侧距离接缝0.9 m、距离地连墙外边缘0.5 m处，引孔深度30 m，注浆操作从30 m开始进行后退式注浆，9 m位置结束。浆液采用双液浆（水泥＋水玻璃），注浆采用双控指标：压力控制在1 MPa～1.5 MPa，注浆量控制在1 m3。在接缝另一侧对称位置引孔，引孔深度2 m，作为应急注浆孔，减少出现险情时的准备时间。预注浆加固孔位布置如图1所示。

3.2 双液浆配合比

为了满足双液浆具有较短的凝结时间和初始强度，试验室进行了各种掺配比例的配合比试验。材料选择：水泥规格为P.042.5，水玻璃规格：浓度42Be’；经过多种掺配和拟合现场实际进行试验，按不同掺配比例最终确定双液浆配比为表1中序号3所列，满足新现场注浆要求；检测指标：试验室凝结时间40 s，模拟富水砂层条件下凝结时间71 s，双液浆配合比见表1。

表1 双液浆配合比汇总

图1 预注浆加固孔位布置图

3.3 渗点处理措施

渗点由于水流密度低，不会出现涌砂的风险，根据以往施工类似经验和现场实际情况。采取2种治理方案。1）针对墙体、墙缝渗水湿渍情况，采取注聚氨酯堵漏＋快硬硫铝酸盐水泥封堵方案治理。2）针对墙体、墙缝有细小水流情况或有明显夹泥砂缺陷，采用注聚氨酯＋快硬硫铝酸盐水泥＋钢板封压方案。

3.4 其他预防措施

ECR检测渗漏水部位开挖前进行局部超前探挖，先采用人工掏槽开挖检测渗漏水位置，每次探挖到开挖面以下2 m，无漏砂漏水现象方可继续开挖，基坑开挖阶段进行不间断跟踪检查巡视，发现情况及时上报并采取应急措施。

4 渗漏点治理效果

为了检查渗漏点治理效果，在车站基坑开挖的过程中，重点关注渗漏点位置开挖情况，详细记录开挖面缺陷，渗漏水情况，到基坑开挖完为止，未出现大的渗漏水情况，个别漏点范围局部有渗水情况，但未发现较大的渗流和涌砂涌水情况，渗点范围内有湿渍情况，相应情况都采取了相应的解决措施，达到了基坑开挖安全质量管理最终的目标。

5 结语

地连墙ECR渗漏水检测的准确度可以达到90%以上，具体的渗漏点位置评估的精度误差小于3 m，结合“地连墙渗漏水绝大多数发生在接缝处”的经验规律，检测结果可以满足地连墙渗漏水预处理的要求，车站开挖未出现涌水涌砂情况，有效地保证了施工生产安全，杜绝基坑、隧道渗水和塌方以及由此引起的周围建构筑物不均匀沉降、管线裂缝等事故的发生，有力地保障了工程建设和人民公共财产安全。