论基坑岩溶涌水封堵工艺

论基坑岩溶涌水封堵工艺

李伟

中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北宜昌4430000

【摘要】岩溶涌水作为基坑开挖最常见的问题之一，为保证工程进度和工程质量安全，必须要加大对岩溶涌水工作的关注。本文以广西某船闸基坑工程对岩溶涌水采用的封堵工艺为例，通过了解工程基坑开挖工作情况，研究总结基坑岩溶涌水形成条件，探究基坑岩溶涌水工作中的封堵工艺，以此为保障工程施工质量安全奠定基础。

关键词：基坑；岩溶涌水；封堵工艺；水循环

我国南方碳酸盐岩分布广泛,易发生岩溶涌水现象，随着国民经济的快速发展,在南方地区开挖深基坑的工程越来越多,发生深基坑岩溶涌水的问题也日益突出,成为建筑工程界难以回避和必须着力解决的问题。发生涌水时一般会引发旁侧地面塌陷、水源枯竭、旁侧建筑变形等。因此,不断探索总结深基坑涌水的勘察治理的成效,对减少因浅覆盖型岩溶区深基坑涌水而引发的地质危害,具有十分现实的意义。

基坑岩溶涌水处理作为水利水电工程基坑工程的重要组成部分，处理成效将直接影响整体工程质量与安全，其处理技术难度较大，因此要在了解所在地区地质条件的基础上，明确岩溶涌水的形成条件，选择适宜的封堵工艺，只有这样才能实现预期设定的工程建设目标。本文以广西某船闸基坑工程采用基坑岩溶涌水封堵工艺措施为案例，对这一问题作出探索。

1.案例介绍

某地在进行水利水电工程施工过程中，船闸基坑建基面开挖基本完成时，发现基坑中的岩溶涌水现象越来越严重，不仅左岸坡脚有三股大量涌水，而且右岸坡脚也有一股涌水，整体数量可以达到3500m³/h，且各个涌水点中会携带大量的泥土，表明其中蕴含的岩溶流经船闸基坑开挖河道，因此现场施工前必须做好岩溶涌水风险探究和管控工作。

2.基坑岩溶涌水的形成条件

2.1发育

对岩溶而言，其发育水平、规模等将决定了后期岩溶涌水的类型和范围。下面针对岩溶涌水的重要位置进行深入分析：其一，可溶岩和非可溶岩接触带。一般来讲，非可溶岩属于不透水或弱透水层，其为岩溶提供了发育及地下水运动的控制界面，而岩溶水也会沿着这一接触带进行排泄、汇集等，长此以往很容易形成暗河、溶蚀带等现象，最终引发涌水问题；其二，可溶岩中的节理密集带、断层带等内容构成的破碎带，是岩溶涌水影响最为严重的区域；其三，管道系统。在岩溶发育的位置，岩溶管道系统一般会展现出纵横交错的特点，此时岩溶地下水在水平和垂向方向的补给下，地下管道将会长期存水，并且随着降水量的增加，涌水现象也会越来越严重，最终增加施工人员的工作难度【1】。

2.2水动力

通过了解岩溶中水循环展现出的水力学性质和水动力特点，可以将岩溶地区分成四个区域：其一，垂直渗流带；其二，季节变动带；其三，水平渗流带；其四，虹吸渗流带。而本文概述案例工程中的基坑岩溶属于季节变动带、水品渗流带或虹吸渗流带之内，其中前两者的水流力学特点为重力梯度流，而后者则展现出压力梯度流。通过分析实践工作情况可知，季节变动带引发的季节性涌水现象，会受降雨强度和降雨入渗情况的影响，尤其是在落水洞、洼地等区域补水情况非常快，且具有突发性、集中性等特点，最终带来的影响也非常大。同时，虽然水平渗流带和虹吸渗流带出现常年涌水，但整体涌水量较为平稳。水平渗流带通常情况下属于无压涌水，而虹吸渗流带是有压涌水。

3.基坑岩溶涌水封堵工艺分析

在现场进行封堵工作前，首先要明确认识到基坑岩溶涌水，对工程质量、进度影响较大，同时危及到现场施工期安全。因此为提升工程项目建设效率，保障施工人员、机械设备的生命财产安全，经现场多次实践研究针对不同基坑岩溶涌水危机事件的潜伏期采取有效的封堵施工工艺，在此基础上可以有保障的进行基坑岩溶涌水封堵工作，其具体预防措施方案主要内容如下：

其一，现场根据涌水点情况设定清挖边线，采用反铲将基坑中涌水位置的淤泥、松散浮渣物等进行清挖，确保涌水通道口或裂缝得到充分展现，以便现场其进行勘察。在完成涌水点清理工作后，结合预期设定的清挖边线，人工配合反铲码放沙袋，再使用反铲抛填级配碎石、砂等形成反滤层。在完成此项工作后，通过人工配合反铲在涌水点预埋注浆管，在这一过程中，注浆管要结合涌水大小选用不同孔径的钢管，且长度不一致，沿不同高程布置，这样有助于保障其满足排水量、埋设深度等要求。为了保障预埋管起到作用，在其埋入段和孔口外包裹两层无纺土工布，以及采用海带、棉纱等材料填充管壁、溶洞洞壁之间的缝隙，同时在预埋管周围浇筑水下混凝土，使得水流可以从管内充分流出，另外，要在钢管外漏位置安装闸阀，需要注意的是因为不同季节、时间下的涌水量存在较大差异，所以注浆管埋设的数量越多越好，但也不能超出规定要求【2】，预埋管周围混凝土强度起来后，从灌浆管向岩溶灌浆封堵涌水点。

其二，按照清挖设计的边线，人工配合反铲码放沙袋，再使用反铲抛填级配碎石、砂等形成模板形式。采用压重混凝土进行封堵，在浇筑过程中，要确保导流管是通畅的，以此让导流管固定在压重混凝土当中，混凝土厚度不应低于1.5m。现场施工可在混凝土中添加适宜的抗分散剂和速凝剂，具体数额要结合现实情况进行具体分析，已达到混凝土封堵效果。

其三，在盖重混凝土浇筑一天后，若发现有水流从混凝土的边角位置渗出，采用无缝钢管设计成花管，直接插入渗水位置，并用棉纱头、海带等材料将管壁外侧的水引入进钢花管中，并及时清理周边的环境，花管周围再次浇筑混凝土使得其稳定，在混凝土浇筑初期凝固后，对钢花管实施封堵灌浆，促使导流管和混凝土及其底部的反滤料形成一体，达到封堵效果。

其四，出现致压重混凝土出现抬动现象时，在灌注水泥浆液时，如在漏水点周围的反滤体、岩体裂缝中涌现出大量水泥浆，采用水泥砂浆进行灌注；如只出现极少量的水泥渗漏现象，可以在灌注一定量的水泥浆后，改用水泥砂浆继续实施灌注，根据现场实施情况表明一直到孔口压力与10MPa基本持平时，结合现场施工情况采用聚氨酯等方法进行密封处理【3】，达到封堵效果。

4.处理效果分析

在严格按照上述封堵工艺步骤完成基坑岩溶涌水处理工作后，现场涌水现象在一周内得到了有效管控，这对未来水利水电工程建设而言具有借鉴作用。简单来说，选用处理工艺的重点主要分为以下几方面：其一，在涌水现象发生的初期，引用无纺布、回填砂包等对涌水位置的周边进行反压，避免涌水带出现流砂，并为后续基坑开挖处理奠定基础；其二，在基坑当中设计挡水坝，避免涌水流到基坑的其它位置，影响它们的正常施工；其三，通过深层探索基坑岩溶涌水的形成条件，整合坑内坑外的有效处理技术，不仅要解决注浆成孔问题，还要及时明确岩溶的范围及发育特点，而后针对已经提出的处理措施进行科学调整。

结束语

综上所述，在观察案例工程中基坑岩溶涌水现象的过程中，不仅要了解岩溶的发育情况、具体范围及构成条件，还应结合基坑开挖工作需求，全面分析研究岩溶涌水可能对后续施工造成的影响，确保落实的处理措施科学有效，达到避免在基坑施工阶段出现不可控的安全事故。另外，还需在工作中构建安全施工意识，以此在提升工程施工质量的同时，保障人员设备施工安全。

参考文献

[1]洪三金,蒋学文,张东豪.深基坑内岩溶水反涌处理技术研究与实践[J].建筑施工,2017,39(02):34-37.

[2]董雪妍,丁坚平,段先前,etal.黔中地区岩溶深基坑抗浮水位及涌水量预测[J].贵州大学学报(自然版),2017,34(1):119-122.

[3]李晓亮.砂土岩溶地层基坑开挖施工工艺研究[J].中外建筑,2017(6):206-208.

[4]王代连1,王廷2，张兆京3.浅覆盖型岩溶区深基坑涌水的勘察治理——以桂林市万福路铁路下穿段帷幕灌浆治水为例中图分类号:TU46文献标识码:A文章编号:1001-5663(2006)06-0693-04.