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熊麗芳¹   俸遠祁²  牟春梅³   鄧紅霞⁴

(^1、2桂林南方建設監理有限責任公司  ³ 桂林工學院資環系 541004 )

摘要 通過對巖溶區沉井施工所遇問題分析，探討了巖溶區沉井施工對勘察、設計、施工等的特殊要求，對于巖溶區沉井施工，其勘察深度必須要能滿足沉井施工的特殊要求，不均勻下沉、工程排水問題處理是關鍵，設計、施工均應充分考慮到巖面的起伏情況、巖溶水涌水量大小、巖溶貫通情況及抽排水施工對周圍環境及建筑物可能造成的危害，進行多方案的比較論證，并考慮意外情況的處理措施等，防患于未然；對于象巖溶區地質條件復雜多變，為避免一些難以遇見到的事件發生而對工程建設造成的損害，業主、承包商應加強保險意識，積極購買有關工程保險；此外，應業主充分認識到對勘察設計監理的必要性，確保工程的順利進行。

關鍵詞 巖溶  沉井　監理

      桂林某泵站工程屬世界銀行貸款項目，位于一山腳下，占地352m²，集水間地下部分深度為10m，凈空尺寸為15.80m×9.40m，泵站及附屬建筑總建筑面積約700m²，泵站遠期污水處理25.92萬噸/日。本泵站地下部分采用矩形鋼筋混凝土沉井施工，深10m，井壁厚長邊為750mm，短邊為850mm。由于周圍有一宿舍樓距泵房凈距僅8m，考慮沉井施工可能影響到其安全與穩定，設計采用了離宿舍樓3m，設計一道寬700mm、長25m、深8 m的水泥攪拌樁擋土墻。本工程根據合同要求，購買了工程第三方責任險。工程經招標，設計為上海一家設計單位，施工為中建某局建筑公司。

根據勘察資料，施工場地表面為雜填土，厚1.1～2.8m，其下為碎石粘土，厚2.10～6.55m，場地下伏基巖為灰巖，巖面埋深揭示為10.5m～17.13m，未對灰巖巖溶發育情況進行勘察。場地混合穩定水位3.0m～3.35m，初見水位8.7m～9.2m，根據鉆孔土層滲水情況，預測涌水量為8.6m³/h。設計單位在設計過程中，承包商在招投標階段均未對勘察資料的充分性提出異議。監理曾對勘察資料的充分性提出疑義，認為，場地勘察深度不足，難以滿足沉井勘察的特殊要求，未查明場地的水文地質條件，如洪水位、枯水位對水量的影響，場地巖溶發育情況，巖溶通道及涌水量，沉井施工對鄰近建筑物的影響等，此外勘測精度不足，鉆孔間距較大，未能準確反映沉井下的巖溶、土洞等的發育情況，對基巖巖溶對沉井的施工影響評估不足，但監理意見未能引起重視。

（1） 場地地處巖溶區，由于巖溶場地的復雜性，沉井施工過程中，可能造成不均勻沉降。

（2）由于巖溶區地下水涌水量的不確定性，沉井施工過程中，可能造成排水困難，影響沉井施工，同時大流量排水將造成區域性地質災害，對周圍環境，鄰近建筑物的安全與穩定造成嚴重影響。

     本工程沉井施工采用現場一次制作、一次下沉的施工方案。沉井制作過程中，監理主要做了以下工作：(1)檢查沉井施工中的刃腳、鋼筋、模板、混凝土等分項工程是否符合有關規范的規定。(2)復查沉井的定位放線和軸線、標高是否符合設計要求和施工規范的規定。(3)審查鋼筋、水泥等原材料和生產廠家的質量和資質,并與有關人員共做有見證取樣送檢試驗。(4)檢查沉井平面尺寸,鋼筋、模板及預埋件等是否符合設計要求和施工規范的規定。(5)混凝土抗壓強度、抗滲標號及下沉前混凝土強度等必須符合設計要求和施工規范的規定。

現場監理人員嚴格按照施工規范的要求進行監控，沉井制作過程基本順利。

     沉井下沉是整個沉井施工的關鍵所在。本沉井下沉采用排水法，在沉井內離刃腳2.5m挖一圈排水明溝，設3個排水井，深度比地下水位深1m，溝和井底深度隨沉井不斷加深，在井內設水泵，將水抽出井外排走。

沉井在下沉過程中，測量是一件十分重要的工作，必須隨沉隨測，及時發現偏斜，及時糾偏，避免出現較大偏斜時，造成糾偏困難。監理人員經常檢查沉井在下沉過程中是否有不均勻下沉現象,如有立即通知施工人員及時糾正。

本項目沉井施工至-7m時，挖土下沉均較順利，當挖土至-7m時，沉井內出現兩個土洞，一個在KJ₁中部下，一個在偏南離刃腳2.5m處，直徑均在1m左右，深度約3m。隨著開挖，井內涌水量不斷增大，至-9.2m時，東南角已先遇巖石，采用水下定向爆破進行巖石清理后，繼續下沉至-10.9m，基坑內涌水量突然增到約200m³/h，水泵抽水量與溶洞涌水量一致，水位不再下降，由于抽水量大，誘發地基下沉，鄰近宿舍樓原擋土防護墻失效，宿舍樓外墻下降開裂，監理及時發出工程暫停指令。由于本工程開工之前，已辦理了第三者責任保險，保險公司在接到報告后，即派人到現場查看，經過確認，作出了承擔宿舍樓地基處理費用的承諾。隨后，業主多次組織召開了由設計、監理、市世行辦、承包商、保險公司、勘察單位等多方會議，進行了原因分析，決定了處理要案。

經分析，造成相鄰宿舍樓墻體開裂的原因在于：

1）由于勘察資料深度不夠，未能揭示地下巖溶發育情況，巖溶水流向流量及通道，致使勘察報告所預測的涌水量與實際情況嚴重不符；

2）設計單位在考慮對相鄰宿舍樓的防護措施時，僅考慮了沉井下沉時工作基坑的邊坡穩定問題，因而只設計了深度為8m的攪拌樁連續墻，如果同時考慮排水下沉的影響，將攪拌樁深度延伸至基巖面（僅需加2~3m左右）， 才能對相鄰建筑物起到一定的防護作用；

3）巖溶地區施工中如果遇巖溶水涌現，強行排水應絕對禁止，嚴重時將有可能導致區域性地質災害。

1）首先對宿舍樓基礎進行灌漿加固，采用總價合同，費用由保險公司承擔。

2）在距宿舍樓外墻2.5m處，設置帷幕壓力灌漿，長35m，孔距1m，灌漿孔深達到基巖面，一般大于12m。

3）由業主組織以泵站為中心在方圓1KM半徑范圍內作詳細調查，了解其水文地質及環境工程地質條件。

4）對泵站基坑作詳細水文地質勘察，查明在建泵房基坑巖溶發育及巖溶水的賦存情況，確定各巖土層地下水的涌透系數等水文地質參數，對泵房基坑涌水量及因施工強排水引起的不良工程地質現象作出綜合評價，并提出基坑治水初步方案。

5）繼續觀察沉井及周邊沉降變化。

在對宿舍樓進行壓力灌漿封堵、加固施工后，地基下伏基巖面上的土洞、裂隙、軟土及溶洞已被化學漿液及時充填、擠壓、固化，封堵了地下水，增強了地基抗壓、抗變形性能，施工期間及之后，宿舍樓未出現新的下沉、開裂現象，原有裂隙也不再發展。

補充勘察工作量如下：由6條高密度電測探法測線，16條充電法測線，8條自然電位法測線，2條淺層地震勘探測線完成了泵房周圍1KM²水文地質調查和環境工程地質調查；泵站基坑布置鉆孔10個，注水試驗7孔10段次，，壓水試驗8孔18段次，地下水簡易連通試驗3次，10個孔26個電磁波透視剖面完成了對基坑的水文地質勘察。結果表明場區屬巖溶塌陷的易發區段，構造裂隙發育，巖溶管道以北東向延伸為主，溶洞發育較多，連通性較好，具有多層性，場地以溶洞裂隙水為主，地下水豐富，單孔涌水量在50m³/h，地下水主要由西南向東北方向移動，即從宿舍樓方向涌向基坑，平均流速0.7～3.0m/h，據此推斷基坑涌水量大約為200m³/h。

根據勘察結果，考慮到地下水浮托力對沉井底板的影響及施工的方便，最終確定了對沉井采用淺層灌漿方法封堵地下水的施工方案，對泵站沉井基坑進行鉆孔壓力灌漿以堵水截流，封堵土巖接觸帶處的巖溶開口及涌水，使基坑施工至138.8m高程時基坑涌水量≤50m³/h，提高基坑周邊地帶的軟弱土體的密度、防滲能力和抗潛蝕能力，使被擾動的土體不再進一步變形發展，以利基坑施工。但由于場地巖溶、土洞及軟土較發育，鉆孔壓力灌漿施工過程中，可能會有部分漿液無規律運移，局部固結沉井，使沉井下沉困難，監理提請業主、設計及施工單位應充分認識這一不利因素，必要時采取相應的補救措施，確保施工的順利進行和圓滿完成，但設計堅持這一方案。

鉆孔壓力灌漿治理工程分為三個單元，第一單元為沿基坑沉井周圍灌注鉆孔帷幕防滲墻，旨在沿基坑四周形成鉆孔壓力灌漿帷幕防滲墻，阻止地下水側向涌入基坑內，帷幕防滲墻灌漿設計成兩排鉆孔，排距2.3m，孔距1.3～1.5m，第一排帷幕灌漿孔設計在距沉井外壁1.3m處，其周邊各灌漿孔呈直線分布，孔距1.3～1.5m，共設計45個灌漿孔。第二單元為固結基坑底板，第二單元的壓力灌漿施工布置在基坑內，旨在固結基坑底板，阻止巖溶管道，裂隙水向上運移涌入基坑內，在基底形成防滲板，根據沉井基坑勘察結果，有針對性地在巖溶發育區布置灌漿孔，孔距1.3～3.5m不等，共設計灌漿孔27個。第三單元為基坑西南地裂處的土體鉆孔壓力灌漿補強。壓力灌漿孔布置在基坑西南側的地陷地裂發育區，其目的是充填地裂縫，對土體進行補強，控制地面繼續下沉，避免基坑施工時因地面下陷而對周邊建筑物產生破壞作用，設計孔距2～8m，共設計鉆孔18個。

完工后進行沉井內抽水試驗，無返水現象。

從沉井體停止施工到灌漿作業完成，此時已過去近一年時間。

沉井繼續下沉施工，但因靜置時間太長，灌漿造成井壁土壤固結，摩擦力過大，而無法下沉，由業主要求，設計同意修改圖紙，沉井底板標高由原設計的-10m改為-9.2m，其頂板高度抬高0.8m，其它與設備安裝相關施工配套措施也進行了相應變更，經對沉井巖石進行爆破、淤泥清運，按設計，規范要求進行了封底。

1） 對于巖溶區沉井施工，其勘察深度必須要能滿足沉井施工的特殊要求，如查明影響沉井施工的塊石、漂石及障礙物；查明各巖土層的單位標準摩阻力q_s值；查明水文地質條件，包括河流的流速、流量、洪水位、枯水位、地下水類型、最高和最低地下水位，滲透系數等；開挖邊坡對岸邊穩定性的影響和沉井施工附近建筑物的影響；巖溶區、巖溶發育程序及可能對沉井施工造成的影響等。無論業主、勘察設計單位都應對勘察成果的深、廣度把關，以免造成投資、工期等的巨大損失，目前許多業主為節省投資，盲目壓價，勘察單位為節省成本，勘察工作的深廣度明顯不足，為保證項目前期工作的質量，監理愈早介入愈有利于項目的順利實施。

2）巖溶區沉井施工，不均勻下沉、工程排水問題是關鍵。設計、施工均應充分考慮到巖面的起伏情況，巖溶水涌水量大小，巖溶貫通情況及抽排水施工對周圍環境及建筑物可能造成的危害，進行多方案的比較論證，并考慮意外情況的處理措施等，防患于未然。

3）目前國內工程保險意識還比較薄弱，對于象巖溶區地質條件復雜多變，為避免一些難以遇見到的事件發生而對工程建設造成的損害，監理應督促業主、承包商加強保險意識，積極購買有關工程保險。

4） 實行工程招投標，打破了工程的地域界線、增強了市場競爭意識，工程勘察、設計、施工、監理等參與建設各方均有可能非本地隊伍，因此對當地地質條件，施工條件等的了解應成為各單位前期必備的功課，必須充分了解并估計可能遇到的困難，提出問題，一一加以排除解決，才能保證工程的順利進行。目前許多勘察設計單位缺乏監督，以權威自居，脫離實際，現場實際解決問題時，反映遲緩，且不負責任，對勘察設計單位的監理勢在必行。

5）施工單位應熟悉FIDIC合同條件，充分理解合同條款，如本合同一般條件中明確規定承包商必須已經審閱了勘察報告，并且對有關地面條件及其對永久性和臨時性工程的影響作了評估，如果承包商認為上述勘察報告的數據不充分，應設法獲得施工所需的附加數據，并自行承擔有關費用。實際上，承包商在招投標階段就應對勘察報告的充分性進行論證，提出問題，獲得業主的解決，以免在施工過程中造成不必要的損失。目前許多承包商不注意該問題，出了問題也往往由業主承擔，但隨著FIDIC合同條件在工程中的廣泛應用，按國際慣例施工，與國際逐步接軌，已成為一種必然，承包商應學會保護自己。