北寺塔站地连墙防塌孔应急预案

1一、工程概况北寺塔站位于人民路与西北街交叉口，为地下二层三跨框架结构（换乘节点段为三层三跨），半盖挖顺做法施工。车站外包总长204.1m，标准段外包宽度21.7m，深度为18.4m左右；端头段宽25.8m,深度为19.88m；换乘段基坑宽度为27.05m，深度为25.24m；与1号风亭合建部分基坑宽度为43.9m～53.3m，本车站共分四期进行施工。基坑围护结构地下连续墙厚为800mm，换乘段厚1000mm，地连墙设计深度为标准段30.32m～32.82m，钢筋笼净重22.96t～25.04t；端头段36.7m，钢筋笼净重38.26t；换乘段（1m厚地下连续墙）47.7m，钢筋笼净重46.28t；换乘段（0.8m厚地下连续墙）33.15m，幅宽4.5m～6.0m，本车站地下连续墙包括“一”、“L”、“Y”、“T”四种型式，共计102幅，地下连续墙墙幅之间采用工字钢接头。二、工程及水文地质2.1地形地貌与气象概况本标段经过区域为广阔的冲湖积平原，水系发育，地势平坦，系典型的水网化平原。沿线地面标高2.05～3.5m，交通便利。苏州市地处北亚热带海洋性季风气候区,四季分明，气候温和湿润，是典型的海洋性气候。多年平均气温15.9℃，极端最高气温28.2℃，极端最底气温3.6℃。多年平均降水量1110.6mm，最大降水量1782.9mm，日最大降水量604.2mm，降水主要集中在6～9月，多年平均蒸发量1322.6mm。苏州地区50年一遇的基本风压值为0.45KN/m2。22.2工程地质根据资料显示，标段范围内揭露的地基土除表层为全新统人工堆积物外，其下均为第四系全新统～中更新统的冲湖积相、海陆交互相沉积物，岩性主要为粉土、粉质粘土、粉（砂）土等。按各土层的物理力学性质、沉积环境、成因类型，可分为7个工程地质层。地基土特征自上而下分述如下：（1）填土层①1淤泥层：灰黑色，流塑，富含有机质，有腥臭味，有时含少量碎石及生活垃圾，主要分布在沿线各河道内，层厚0.30~2.50m，平均层厚1.09m，层底标高-6.57~-0.38m，层顶标高-5.57~0.38m，压缩性高，工程特性极差。①2杂填土层：褐黄~灰~杂色，松散，以水泥、沥青路面为主，局部含较多碎石、混凝土块等建筑垃圾，局部有架空现象。属第四系全新统近代人工堆积物，层厚0.40~3.80m，平均层厚1.39m，层底标高-0.24~2.74m，该层压缩性不均，土质不均，沿线除河道外其余大部分地段均有分布。①3素填土层：褐黄~灰~灰黄色，松散~松软，以粘性土为主，含植物根茎，夹少量碎石砖，局部勘探点表层含建筑垃圾及夹淤泥层，属第四纪全新世近代人工堆积物，层厚0.30~8.40m，平均层厚2.63m，层底标高-5.18~2.47m，该层压缩性不均且高，土质不均，沿线除河塘部位外均有分布，局部厚度较大。（2）粘土，淤泥质粉质粘土层②1粘土层：青灰~灰黄色，可塑，含铁锰质氧化斑点。为第四纪全新世冲湖积相沉积物，该层压缩性中等偏高。②y淤泥质粉质粘土层：灰色，流塑，夹少量有机质及薄层泥炭质土。为第四纪全新世滨海~湖沼相沉积物，厚度变化较大，该层压缩性高。（3）粘土，粉质粘土，粉土层③1粘土层：褐黄~灰黄色，可塑为主，局部硬塑，含铁锰质结核，夹灰色条纹。有光泽，干强度高，韧性高，无摇振反应。为第四纪晚更新世冲湖积相沉积物，层厚0.30~5.30m，层顶标高-9.91~2.47m，该层压缩性中等。③2粉质粘土层：灰黄~青灰，可塑为主。含铁锰质斑点及灰色团块，下部3夹薄层粉土，局部粉土含量高。稍有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。为第四纪晚更新世冲湖积相沉积物，层厚0.40~8.40m，层顶标高-14.61~0.17m，该层压缩性中等。③3粉土层：灰黄~灰色，稍~中密，饱和。夹少量薄层粉质粘土，含云母碎片，无有光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。为第四纪晚更新世冲湖积相沉积物，层厚0.80~7.60m，层顶标高-12.30~-0.63m，该层压缩性中等。（4）粉质粘土、粉土、粉质粘土、粉土层④1粉质粘土层：灰色，软~流塑。薄层理发育，夹少量薄层粉土。为第四纪晚更新世海陆交互相沉积物，该层压缩性中等偏高。④2粉砂或粉土层：灰黄~灰色，中密为主，饱和。夹薄层粉质粘土，局部为粉砂，含云母碎片，标贯击数平均值N＝24.3。为第四纪晚更新世海陆交互相沉积物，该层压缩性中等。④3粉土夹粉砂层：灰色，中密为主，饱和。夹少量薄层粉质粘土，含云母碎片，标贯击数平均值N＝30.4。为第四纪晚更新世海陆交互相沉积物，该层压缩性中等。（5）粉质粘土，粉砂层⑤1粉质粘土层：灰色，软塑~流塑。薄层理发育，夹少量粉土薄层。为第四纪晚更新世海陆交互相沉积物，该层压缩性中等偏高。⑤2粉砂或粉土层：灰色，中密~密实，饱和。夹少量夹薄层粉质粘土，主要矿物成分为石英、长石，含云母碎片，（6）粘土，粉质粘土层⑥1粘土层：暗绿~灰黄色，可塑~硬塑。含灰色团块、条纹、铁锰质斑点，下部见铁锰质结核，偶夹薄层粉质粘土。有光泽，干强度高，韧性高，无摇振反应。为第四纪晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积物，层厚1.00~11.50m，层顶标高-37.18~-12.21m，该层压缩性中等。⑥2粉质粘土夹粘土层：灰黄~青灰，可塑为主，局部软塑。含铁锰质斑点，局部粉粒含量高，下部夹少量薄层粉土。稍有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。为第四纪晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积物，层厚1.00~15.60m，4层顶标高-39.18~-21.00m，该层压缩性中等。（7）粉质粘土，粉砂，粉质粘土，粉土层⑦1粉质粘土层：青灰~灰色，可塑~软塑。薄层理发育，夹少量薄层粉土。为第四纪晚更新世冲湖积相沉积物，该层压缩性中等。⑦2粉土或粉砂层：灰色，密实为主，饱和。局部为粉砂，偶夹夹少量薄层粉质粘土，主要矿物成分为石英、长石，含云母碎片，标贯击数平均值N＝40.4。为第四纪晚更新世（Q2-1/）冲湖积相沉积物，该层压缩性中等偏低。⑦3粉质粘土层：青灰~灰色，软塑。薄层理发育，夹少量薄层粉土。为第四纪晚更新世（Q2-1/）冲湖积相沉积物，该层压缩性中等。⑦4粉土或粉砂：灰色~灰黄色，密实，饱和。夹少量薄层粉质粘土，主要矿物成分为石英、长石，含云母碎片，标贯击数平均值N＝54.8。为第四纪晚更新世（Q2-1/）冲湖积相沉积物，该层压缩性中等偏低。2.3水文地质1、地表水工程沿线场区内各类地表水体密布，河港交叉、湖荡众多、水流串通。苏州市区现有苏州站、枫桥站两个水文观测站，苏州站设在觅渡桥北；枫桥站位于枫江桥上游约1.1km处。苏州站（觅渡桥）多年平均水位0.95m，汛期（5～10月）多年平均水位1.06m，历史最高水位2.59m，历史最低水位0.01m。枫桥站多年平均水位1.07m，汛期（5～10月）多年平均水位1.23m，历史最高水位2.62m。苏州市区防汛警戒水位1.62m。2、地下水本区间地下水按埋藏条件主要为孔隙潜水、微承压水和承压水三种类型。（1）潜水潜水含水层主要由全新统填土层组成，勘察区域内均有分布，填土层由粘性土夹碎石组成，由于其颗粒级配不均匀，固结时间短，往往存在架空现象而形成孔隙，成为地下水的赋存空间，其透水性不均匀。主要接受大气降水的入渗补给，同时接受沿线污水、自来水的渗漏补给。其富水性受岩性和厚度控制，因含水层渗透性差，单井涌水量较小，为民井开采层位，水质尚可，局部受污染。勘察期5间苏州测得潜水稳定水位为地面下1.0~1.50m左右，标高1.46~1.48m，该层水对基坑开挖有直接影响。苏州地区降雨主要集中在6~9月份，在此期间，地下水位一般最高；旱季为12月份至翌年3月份，在此期间地下水位一般最低。据区域水文资料，苏州市历史最高潜水位为2.63m，近3～5年最高潜水位2.50m（1985国家高程基准），最低潜水位标高为0.21m，潜水位年变幅一般为1～2m。（2）微承压水微承压水含水层由晚更新世沉积成因的③3、④3粉土、④2粉土或粉砂层组成，其隔水顶板为③1、③2粘性土层，隔水层底板为⑥1、⑥2粘性土层，具微承压性。据实测结果，微承压水水头标高在-0.20~1.90m，该层为对车站基坑开挖有直接影响的含水层。富水性主要受含水介质厚度制约。该含水层的补给来源主要为潜水和地表水。（3）承压水承压水主要赋存于深部的粉（砂）土层中，埋深大于25米，赋水性中等。具有相对较好的封闭条件，其补给来源为其上部松散层渗入补给、微承压水（B层砂）与之联通补给、越流补给及地下迳流补给，其排泄方式主要是人工开采，其次是对下部含水层的越流补给及侧向迳流排泄。据区域资料，苏州市历年最高微承压水头标高为1.74m，近3~5年最高微承压水水位为1.60m左右，年变幅1m左右。3、地下水的腐蚀性工程沿线场区地表水对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。潜水对混凝土有微腐蚀性，长期浸水环境中对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性，干湿交替环境中对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。微承压水对混凝土有微腐蚀性，长期浸水环境中对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性，干湿交替情况下有微腐蚀性。场地土（包括地下水位以下及地下水位以上土体）对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。6三、地下连续墙防槽壁坍塌施工3.1槽壁塌方预防及处理措施1、当上部土体为杂填土及松软土体时:应先清除杂填土再回填好的黏土并分层夯实；修筑深导墙即导墙深应超过该部分土体且导墙坐落在老土层并在导墙后利用质量好的粘土分层回填夯实，利用深导墙维护该部分土体的稳定。2、当地下水位过高可采用高修导墙的方式提高泥浆液面进行护壁，即在施工导墙时使导墙高出地下水位1.5m左右，预防以保证导墙内的泥浆液面高于地下水1.25m左右；在正常情况下一般通过降低地下水位来保持槽壁的稳定，但是降低地下水位同时会产生较大的固结沉降，若地层允许降水，根据地层情况采用适当的降水方式对地层进行降水，相对提高护壁泥浆液面以维持槽壁的稳定。3、做好导墙施工。导墙有支撑重物维持稳定液面和防止槽口坍塌的作用。导墙深度一般不应小于1.2m，而且导墙底宜落在老土上，如回填土太深导墙很难落到老土上时，除了加深导墙外，还应将导墙底换填部分均质粘性土且夯实。严格防止开裂和位移变形。在混凝土达到设计强度以前，禁止任何重型的机械设备在导墙附近停留。4、重视泥浆配制与使用。（1）泥浆的必要性质与使用方法。泥浆的作用主要是保持槽壁稳定、悬浮携带土渣、冷却机具，所以开槽施工的泥浆必须具有良好的物理和化学稳定性、适当的密度和黏度以及良好的泥皮形成性。良好的泥浆能与外力保持平衡就可保持槽壁稳定。保持槽壁稳定是泥浆最重要的一条功能，主要有以下作用：1）泥浆的静水压力可抵抗作用在槽壁上的土压力和水压力，并防止地下水的渗入；2）泥浆在槽壁上可形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静水压力有较地作用在槽壁上，同时防止槽壁的剥落；3）泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘附在土颗料上，通过这种粘附作用可使槽壁减少坍塌和透水性。只有造出高质量的泥浆才能有效保持已成槽壁的稳定并携带切削土渣保证成槽机的工作效率。泥浆质量指标控制：1.1-1.3g/cm。黏度≤30s/cm，含沙量≤5%，粘粒含量≥50%。7（2）泥浆需要量的计算。开槽过程中所需要的泥浆的数量计算要考虑到施工过程中发生的种种泥浆损失。主要的泥浆损失原因：1）由于泥皮的形成而消耗的泥浆；2）由于向地基中内渗透和漏浆而消耗的泥浆；3）混合于排除的土渣中而消耗的泥浆；4）由于泥浆变质等原因而被废弃的泥浆。在泥浆静止姿态下挖槽特别是采用大型抓斗上下提拉的挖槽方式很容易使槽壁坍塌所以要求泥浆粘度要大于采用泥浆循环挖槽方式时的粘度。（3）泥浆配制备、贮存和重复利用。通常施工中泥浆制备所用的设备是高速回转式叶片搅拦机通过高速回转叶片使泥浆产生激烈的涡漩从而把泥浆搅拌均匀。一般搅拌泥浆添加物的顺序是：水、黏土或膨润土、CMC、分散剂、其他外加剂。泥浆池是制备和贮存新鲜泥浆的场所。泥浆池的大小除贮存满足正常施工所需泥