熊丽芳¹   俸远祁²  牟春梅³   邓红霞⁴

(^1、2桂林南方建设监理有限责任公司  ³ 桂林工学院资环系 541004 )

摘要 通过对岩溶区沉井施工所遇问题分析，探讨了岩溶区沉井施工对勘察、设计、施工等的特殊要求，对于岩溶区沉井施工，其勘察深度必须要能满足沉井施工的特殊要求，不均匀下沉、工程排水问题处理是关键，设计、施工均应充分考虑到岩面的起伏情况、岩溶水涌水量大小、岩溶贯通情况及抽排水施工对周围环境及建筑物可能造成的危害，进行多方案的比较论证，并考虑意外情况的处理措施等，防患于未然；对于象岩溶区地质条件复杂多变，为避免一些难以遇见到的事件发生而对工程建设造成的损害，业主、承包商应加强保险意识，积极购买有关工程保险；此外，应业主充分认识到对勘察设计监理的必要性，确保工程的顺利进行。

关键词 岩溶  沉井　监理

      桂林某泵站工程属世界银行贷款项目，位于一山脚下，占地352m²，集水间地下部分深度为10m，净空尺寸为15.80m×9.40m，泵站及附属建筑总建筑面积约700m²，泵站远期污水处理25.92万吨/日。本泵站地下部分采用矩形钢筋混凝土沉井施工，深10m，井壁厚长边为750mm，短边为850mm。由于周围有一宿舍楼距泵房净距仅8m，考虑沉井施工可能影响到其安全与稳定，设计采用了离宿舍楼3m，设计一道宽700mm、长25m、深8 m的水泥搅拌桩挡土墙。本工程根据合同要求，购买了工程第三方责任险。工程经招标，设计为上海一家设计单位，施工为中建某局建筑公司。

根据勘察资料，施工场地表面为杂填土，厚1.1～2.8m，其下为碎石粘土，厚2.10～6.55m，场地下伏基岩为灰岩，岩面埋深揭示为10.5m～17.13m，未对灰岩岩溶发育情况进行勘察。场地混合稳定水位3.0m～3.35m，初见水位8.7m～9.2m，根据钻孔土层渗水情况，预测涌水量为8.6m³/h。设计单位在设计过程中，承包商在招投标阶段均未对勘察资料的充分性提出异议。监理曾对勘察资料的充分性提出疑义，认为，场地勘察深度不足，难以满足沉井勘察的特殊要求，未查明场地的水文地质条件，如洪水位、枯水位对水量的影响，场地岩溶发育情况，岩溶通道及涌水量，沉井施工对邻近建筑物的影响等，此外勘测精度不足，钻孔间距较大，未能准确反映沉井下的岩溶、土洞等的发育情况，对基岩岩溶对沉井的施工影响评估不足，但监理意见未能引起重视。

（1） 场地地处岩溶区，由于岩溶场地的复杂性，沉井施工过程中，可能造成不均匀沉降。

（2）由于岩溶区地下水涌水量的不确定性，沉井施工过程中，可能造成排水困难，影响沉井施工，同时大流量排水将造成区域性地质灾害，对周围环境，邻近建筑物的安全与稳定造成严重影响。

     本工程沉井施工采用现场一次制作、一次下沉的施工方案。沉井制作过程中，监理主要做了以下工作：(1)检查沉井施工中的刃脚、钢筋、模板、混凝土等分项工程是否符合有关规范的规定。(2)复查沉井的定位放线和轴线、标高是否符合设计要求和施工规范的规定。(3)审查钢筋、水泥等原材料和生产厂家的质量和资质,并与有关人员共做有见证取样送检试验。(4)检查沉井平面尺寸,钢筋、模板及预埋件等是否符合设计要求和施工规范的规定。(5)混凝土抗压强度、抗渗标号及下沉前混凝土强度等必须符合设计要求和施工规范的规定。

现场监理人员严格按照施工规范的要求进行监控，沉井制作过程基本顺利。

     沉井下沉是整个沉井施工的关键所在。本沉井下沉采用排水法，在沉井内离刃脚2.5m挖一圈排水明沟，设3个排水井，深度比地下水位深1m，沟和井底深度随沉井不断加深，在井内设水泵，将水抽出井外排走。

沉井在下沉过程中，测量是一件十分重要的工作，必须随沉随测，及时发现偏斜，及时纠偏，避免出现较大偏斜时，造成纠偏困难。监理人员经常检查沉井在下沉过程中是否有不均匀下沉现象,如有立即通知施工人员及时纠正。

本项目沉井施工至-7m时，挖土下沉均较顺利，当挖土至-7m时，沉井内出现两个土洞，一个在KJ₁中部下，一个在偏南离刃脚2.5m处，直径均在1m左右，深度约3m。随着开挖，井内涌水量不断增大，至-9.2m时，东南角已先遇岩石，采用水下定向爆破进行岩石清理后，继续下沉至-10.9m，基坑内涌水量突然增到约200m³/h，水泵抽水量与溶洞涌水量一致，水位不再下降，由于抽水量大，诱发地基下沉，邻近宿舍楼原挡土防护墙失效，宿舍楼外墙下降开裂，监理及时发出工程暂停指令。由于本工程开工之前，已办理了第三者责任保险，保险公司在接到报告后，即派人到现场查看，经过确认，作出了承担宿舍楼地基处理费用的承诺。随后，业主多次组织召开了由设计、监理、市世行办、承包商、保险公司、勘察单位等多方会议，进行了原因分析，决定了处理要案。

经分析，造成相邻宿舍楼墙体开裂的原因在于：

1）由于勘察资料深度不够，未能揭示地下岩溶发育情况，岩溶水流向流量及通道，致使勘察报告所预测的涌水量与实际情况严重不符；

2）设计单位在考虑对相邻宿舍楼的防护措施时，仅考虑了沉井下沉时工作基坑的边坡稳定问题，因而只设计了深度为8m的搅拌桩连续墙，如果同时考虑排水下沉的影响，将搅拌桩深度延伸至基岩面（仅需加2~3m左右）， 才能对相邻建筑物起到一定的防护作用；

3）岩溶地区施工中如果遇岩溶水涌现，强行排水应绝对禁止，严重时将有可能导致区域性地质灾害。

1）首先对宿舍楼基础进行灌浆加固，采用总价合同，费用由保险公司承担。

2）在距宿舍楼外墙2.5m处，设置帷幕压力灌浆，长35m，孔距1m，灌浆孔深达到基岩面，一般大于12m。

3）由业主组织以泵站为中心在方圆1KM半径范围内作详细调查，了解其水文地质及环境工程地质条件。

4）对泵站基坑作详细水文地质勘察，查明在建泵房基坑岩溶发育及岩溶水的赋存情况，确定各岩土层地下水的涌透系数等水文地质参数，对泵房基坑涌水量及因施工强排水引起的不良工程地质现象作出综合评价，并提出基坑治水初步方案。

5）继续观察沉井及周边沉降变化。

在对宿舍楼进行压力灌浆封堵、加固施工后，地基下伏基岩面上的土洞、裂隙、软土及溶洞已被化学浆液及时充填、挤压、固化，封堵了地下水，增强了地基抗压、抗变形性能，施工期间及之后，宿舍楼未出现新的下沉、开裂现象，原有裂隙也不再发展。

补充勘察工作量如下：由6条高密度电测探法测线，16条充电法测线，8条自然电位法测线，2条浅层地震勘探测线完成了泵房周围1KM²水文地质调查和环境工程地质调查；泵站基坑布置钻孔10个，注水试验7孔10段次，，压水试验8孔18段次，地下水简易连通试验3次，10个孔26个电磁波透视剖面完成了对基坑的水文地质勘察。结果表明场区属岩溶塌陷的易发区段，构造裂隙发育，岩溶管道以北东向延伸为主，溶洞发育较多，连通性较好，具有多层性，场地以溶洞裂隙水为主，地下水丰富，单孔涌水量在50m³/h，地下水主要由西南向东北方向移动，即从宿舍楼方向涌向基坑，平均流速0.7～3.0m/h，据此推断基坑涌水量大约为200m³/h。

根据勘察结果，考虑到地下水浮托力对沉井底板的影响及施工的方便，最终确定了对沉井采用浅层灌浆方法封堵地下水的施工方案，对泵站沉井基坑进行钻孔压力灌浆以堵水截流，封堵土岩接触带处的岩溶开口及涌水，使基坑施工至138.8m高程时基坑涌水量≤50m³/h，提高基坑周边地带的软弱土体的密度、防渗能力和抗潜蚀能力，使被扰动的土体不再进一步变形发展，以利基坑施工。但由于场地岩溶、土洞及软土较发育，钻孔压力灌浆施工过程中，可能会有部分浆液无规律运移，局部固结沉井，使沉井下沉困难，监理提请业主、设计及施工单位应充分认识这一不利因素，必要时采取相应的补救措施，确保施工的顺利进行和圆满完成，但设计坚持这一方案。

钻孔压力灌浆治理工程分为三个单元，第一单元为沿基坑沉井周围灌注钻孔帷幕防渗墙，旨在沿基坑四周形成钻孔压力灌浆帷幕防渗墙，阻止地下水侧向涌入基坑内，帷幕防渗墙灌浆设计成两排钻孔，排距2.3m，孔距1.3～1.5m，第一排帷幕灌浆孔设计在距沉井外壁1.3m处，其周边各灌浆孔呈直线分布，孔距1.3～1.5m，共设计45个灌浆孔。第二单元为固结基坑底板，第二单元的压力灌浆施工布置在基坑内，旨在固结基坑底板，阻止岩溶管道，裂隙水向上运移涌入基坑内，在基底形成防渗板，根据沉井基坑勘察结果，有针对性地在岩溶发育区布置灌浆孔，孔距1.3～3.5m不等，共设计灌浆孔27个。第三单元为基坑西南地裂处的土体钻孔压力灌浆补强。压力灌浆孔布置在基坑西南侧的地陷地裂发育区，其目的是充填地裂缝，对土体进行补强，控制地面继续下沉，避免基坑施工时因地面下陷而对周边建筑物产生破坏作用，设计孔距2～8m，共设计钻孔18个。

完工后进行沉井内抽水试验，无返水现象。

从沉井体停止施工到灌浆作业完成，此时已过去近一年时间。

沉井继续下沉施工，但因静置时间太长，灌浆造成井壁土壤固结，摩擦力过大，而无法下沉，由业主要求，设计同意修改图纸，沉井底板标高由原设计的-10m改为-9.2m，其顶板高度抬高0.8m，其它与设备安装相关施工配套措施也进行了相应变更，经对沉井岩石进行爆破、淤泥清运，按设计，规范要求进行了封底。

1） 对于岩溶区沉井施工，其勘察深度必须要能满足沉井施工的特殊要求，如查明影响沉井施工的块石、漂石及障碍物；查明各岩土层的单位标准摩阻力q_s值；查明水文地质条件，包括河流的流速、流量、洪水位、枯水位、地下水类型、最高和最低地下水位，渗透系数等；开挖边坡对岸边稳定性的影响和沉井施工附近建筑物的影响；岩溶区、岩溶发育程序及可能对沉井施工造成的影响等。无论业主、勘察设计单位都应对勘察成果的深、广度把关，以免造成投资、工期等的巨大损失，目前许多业主为节省投资，盲目压价，勘察单位为节省成本，勘察工作的深广度明显不足，为保证项目前期工作的质量，监理愈早介入愈有利于项目的顺利实施。

2）岩溶区沉井施工，不均匀下沉、工程排水问题是关键。设计、施工均应充分考虑到岩面的起伏情况，岩溶水涌水量大小，岩溶贯通情况及抽排水施工对周围环境及建筑物可能造成的危害，进行多方案的比较论证，并考虑意外情况的处理措施等，防患于未然。

3）目前国内工程保险意识还比较薄弱，对于象岩溶区地质条件复杂多变，为避免一些难以遇见到的事件发生而对工程建设造成的损害，监理应督促业主、承包商加强保险意识，积极购买有关工程保险。

4） 实行工程招投标，打破了工程的地域界线、增强了市场竞争意识，工程勘察、设计、施工、监理等参与建设各方均有可能非本地队伍，因此对当地地质条件，施工条件等的了解应成为各单位前期必备的功课，必须充分了解并估计可能遇到的困难，提出问题，一一加以排除解决，才能保证工程的顺利进行。目前许多勘察设计单位缺乏监督，以权威自居，脱离实际，现场实际解决问题时，反映迟缓，且不负责任，对勘察设计单位的监理势在必行。

5）施工单位应熟悉FIDIC合同条件，充分理解合同条款，如本合同一般条件中明确规定承包商必须已经审阅了勘察报告，并且对有关地面条件及其对永久性和临时性工程的影响作了评估，如果承包商认为上述勘察报告的数据不充分，应设法获得施工所需的附加数据，并自行承担有关费用。实际上，承包商在招投标阶段就应对勘察报告的充分性进行论证，提出问题，获得业主的解决，以免在施工过程中造成不必要的损失。目前许多承包商不注意该问题，出了问题也往往由业主承担，但随着FIDIC合同条件在工程中的广泛应用，按国际惯例施工，与国际逐步接轨，已成为一种必然，承包商应学会保护自己。