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第六章 地下水

6.1 一般规定

6.1.1 上层滞水是引起土质边坡滑塌、路基冻胀病害的重要因素，是诱发冒顶、掌子面塌方的主要原因之一。
6.1.2 潜水的含水层岩性主要是砂土、卵砾石，由于地层透水性强、富水性好，易产生渗透变形、土体流失—潜蚀、管涌等，严重时造成体积很大的“空洞”，威胁地铁结构的基坑侧壁或围岩的整体稳定；潜水可能引起锚杆或土钉与周围土体之间握裹力降低， 对地铁结构施工影响较大。在富水性较强的地层中，基坑隧道涌水量较大，可能出现地下水降排困难；在弱富水地层中可能出现疏不干效应。
6.1.4 承压水的一个重要特征是承压性，如果受地质构造影响或钻孔穿透隔水层时，地下水就会受到水头压力而自动上升。当地铁结构的基坑底或围岩底板进入承压水层或隔水层顶板的预留厚度不足承压水将隔水层顶板冲破，可能造成基坑隧道突涌现象，还可能导致基底隆起、地基强度降低、围岩失稳。
6.1.5 采用施工降水措施时，应从降水效果以及降水对周边环境影响等方面分析对工程
可能产生的风险。
6.1.6 采用施工止水措施时，应从工艺、地层适应性、设备适应性、检测技术及评定标准等方面分析对工程可能产生的风险。
6.1.7 当遇下列情况时，应开展场地水文地质专项勘察和风险评估工作：
1 场地内存在着对工程有影响的多层地下水时。
2 工程影响范围内存在着基岩裂隙水或岩溶水，对工程影响较大时。
3 场地内承压水水头压力较大，影响基坑和隧道稳定性时。
4 场地内地下水位于强富水地层时。

6.2 明挖法风险

6.2.1 坑底以下有水头高于坑底的承压水含水层，且未用截水帷幕隔断其基坑内外的水力联系时，可能存在突涌风险。
6.2.2 产生基坑突涌的风险因素包括：
1 隔水帷幕存在不封闭施工缺陷，未隔断承压水层。
2 基底未作封底加固处理或加固质量差（坑底加固施工方法不合理、加固范围或深度不足、参数不合理）。
3 减压降水井设置数量、深度不足。
4 承压水位观测不力。
5 减压降水井损坏失效。
6 减压降水井未及时开启或过程断电。
7 在地下水作用下、在施工扰动作用下坑底地层软化。
6.2.3 坑底以下为级配不连续的砂土、碎石土含水层时，可能存在管涌风险。
6.2.4 当基坑邻近地层范围内有地下水影响时，可能存在基坑整体滑动失稳风险。
6.2.5 当基坑邻近地层范围内有地下水影响时，可能存在基坑坑底隆起失稳风险。
6.2.6 桩（墙）支护工程，由于地下水作用，可能因支护结构（包括桩、墙、支撑系统等）的强度、刚度或稳定性不足引起支护系统破坏而造成基坑倒塌、破坏。
6.2.7 悬挂式隔水帷幕底端位于碎石土、砂土或粉土含水层时，可能存在流土风险。
6.2.8 放坡开挖工程，基坑开挖范围内有地下水，未采取降水措施时，可能存在基坑坍塌风险。
6.2.9 土钉墙支护工程，涉及含水的粉土、粉细砂、砂层等地层，未采取降水措施时， 可能存在基坑塌方风险。
6.2.10 涉及锚杆的支护工程，在高承压水情况下，存在涌水、涌砂风险。
6.2.11 人工挖孔工程，挖孔施工区有地下水时，可能存在孔壁塌落风险。
6.2.12 当基坑开挖深度内有粉土或粉砂、细砂含水层，且在降水后存在疏不干的问题时，可能存在流砂风险。
6.2.13 明挖法降水可能对其影响范围内的周边环境带来过大变形或不均匀沉降的风险。
6.2.14 桩（墙）支护工程，基坑开挖后隔水帷幕可能存在变形风险，严重时造成围护结构侵限。同时，变形还会对周边建（构）筑物、地下管线等产生影响。
6.2.15 桩（墙）支护工程采用隔水帷幕隔水的，隔水帷幕沿基坑周边未形成连续的闭合体，可能存在渗漏水风险，如渗漏点位于富水细颗粒地层，因渗水携带细颗粒造成开挖范围以外地层损失，引起建筑物沉降、地面塌陷等环境危害。
6.2.16 隔水帷幕渗漏风险因素包括：
1 隔水帷幕缺陷（垂直度控制、机械施工水平、施工原因），如咬合桩、旋喷桩垂直度大导致咬合量不够、旋喷桩、搅拌桩等在卵石等大粒径地层中止水效果不好等。
2 隔水帷幕施工工艺不合理（如在状态稍密-中密的粉土或砂土地层采用水泥土搅拌桩或 SMW 工法，施工质量差）。
3 围护桩桩位偏差。
4 断桩夹泥（塌孔、施工异常未及时发现）。
5 连续墙槽段之间的接头选型不合理、槽壁及接头不能保持竖直，垂直度及局部偏差大；槽底泥浆和沉淀物置换和清除不够。
6.2.17 桩（墙）支护工程，采用隔水帷幕隔水的，隔水帷幕结构的入土深度不足，存
在基坑稳定性、周边环境安全风险。
6.2.18 落底式隔水帷幕进入下卧隔水层的深度不足，存在渗透稳定性风险。

6.3 矿山法风险

6.3.1 喷锚逆筑法竖井工程，竖井开挖范围内存在地下水的，风险参考明挖法。
6.3.2 矿山法掌子面（尤其是拱顶）遇粉细砂地层，注浆加固效果不好，存在流泥流砂、甚至坍塌风险。
6.3.3 矿山法如遇地层水囊时，存在涌水、流泥、流砂风险。
6.3.4 矿山法采用降水施工，对于疏不干的界面水，存在流泥流砂、桩间土体流失等现象，如长时间水土流失，极易造成周边地层过度沉降，从而引发周边地下管线、建构筑物的变形破坏。
6.3.5 矿山法采用降水施工，对于粉土、黏性土、淤泥质土层，疏干困难，存在失稳、坍塌风险。
6.3.6 矿山法采用降水施工，对于卵砾石富水地层，地下水抽降困难，存在地下水水位无法降至设计深度以下、从而引发涌入风险。
6.3.7 矿山法降水可能对其影响范围内的周边环境带来过大变形和不均匀沉降的风险。
6.3.8 采用洞桩法进行钻孔咬合桩止水，受施工空间（需要在导洞内施作）、设备（需要在受限狭小空间内的小型设备）、工艺（可能只能采用硬咬合）等因素限制，施工质量难以保障，主要风险因素如下：
1 设备及工艺：采用洞内泵吸式反循环钻机、硬咬合，存在垂直度偏差大导致隔水帷幕渗漏风险。
2 材料：当素桩强度与周围地层强度相差较大，咬合施工时钻头易向强度低的土层偏斜，存在钢筋桩咬合时垂直度偏差大导致隔水帷幕渗漏风险。
3 施工过程中的检测手段：采用的超声波垂直度检测仪精度较差，存在垂直度偏差大导致隔水帷幕渗漏风险。
4 施工效果验证手段：缺乏可靠的开挖前止水效果验证手段，开挖前无法进行效果验证质量隐患多风险。
6.3.9 采用洞桩法进行超高压旋喷桩侧壁止水，受施工空间（需要在导洞内施作）、设
备（需要在受限狭小空间内的小型设备）等因素限制，施工质量不如明挖法施作易于保证。超高压旋喷桩封底止水，施工范围大，地层适应性难以保证，主要风险因素如下：
1 地层适应性：对卵石地层的适应性差，存在无法形成连续桩体、渗漏严重风险。
2 质量检测手段：缺乏可靠的质量检测手段，目前采用的检测方法（声波透射法、广波法、三维电视成像法）均达不到检测效果，只能靠开挖验证，存在开挖前无法进行效果验证、开挖后质量隐患多风险。
6.3.10 采用深孔注浆进行地下工程止水，存在渗漏水风险，主要风险因素如下：
1 地层适应性：粉细砂地层注浆效果不易保证，存在渗漏、坍塌风险。
2 适用范围：适用于局部小规模止水，大规模止水存在失效风险。
3 质量检测手段：缺乏可靠的质量检测手段，只能靠开挖验证，存在开挖前无法进行效果验证、开挖后质量隐患多风险。

6.4 盾构法风险

6.4.1 盾构竖井开挖风险分析参照明挖法风险执行，盾构横通道开挖风险分析参照矿山法风险执行。
6.4.2 盾构掘进过程中，遇到富水地层，加之施工原因，螺旋输送机等部位可能存在喷涌风险。
6.4.3 螺旋输送机喷涌风险因素包括：
1 盾构施工时地质条件、水文情况、掘进参数是喷涌发生的决定因素，在砂卵石等富水地层地下水的通路没有阻断、泡沫、膨润土等添加剂使用不当，渣土改良不理想， 未能有效改变渣土渗透性，在水流大或者水力梯度大的情况下，极易发生喷涌。
2 在中风化或者微风化岩层中，若裂隙水发育，后方水路又未封闭，开挖仓内渣土由于流水的影响难以改良时，也经常发生喷涌现象。
3 高压力的水体穿越开挖仓和螺旋输送机后其压力水头没有递减到位，渗流夹带土颗粒在输送到螺旋输送机排渣门出口的一瞬间，由于下方式敞开的皮带输送机受料端处于无压状态，渗流水便在突然压力降低的情况下带动正常输送的渣土喷涌而出。
6.4.4 盾构管片拼装过程中，已拼成管片存在渗漏的风险。
6.4.5 高地下水位时，盾尾注浆参数控制不当，存在盾尾击穿、涌水、涌砂等风险。
6.4.6 盾尾注浆时的主要风险因素有：
1 盾尾油脂注入不及时、注入量不足，导致漏水。
2 盾尾注浆压力过大，导致盾尾击穿，产生涌水、涌砂。
3 二次注浆压力过大，导致管片被压破裂，产生错台和涌水、涌砂。
6.4.7 盾构始发、到达时存在涌水、涌砂、隧道破坏、地面沉降、坍塌风险。
6.4.8 盾构始发、到达时涌水、涌砂、隧道破坏、地面沉降、坍塌风险因素包括：
1 盾构始发、到达打开洞门时，由于土体自立性较差，导致开挖面土体失稳现象。
2 正面土体加固范围或加固方法选择不合理。
3 处于粉土层或砂层等具有承压水性的地层时，未进行承压水处理。
6.4.9 富水地层联络通道施工止水难度大，风险高。联络通道或泵房底板下存在承压水且隔水层厚度不足时，可能存在突涌风险。

6.5 冻结法风险

6.5.1 当地下水流速大于 5m/d、未采取辅助降速措施时，存在冻结止水失效风险。
6.5.2 隧道内钻孔施工时，开孔易引起涌水、涌砂风险。
6.5.3 冻结孔施工过程中孔口管脱落、冻结管断裂等发生孔口水砂涌出风险。
6.5.4 冻结孔施工偏斜太大，存在冻结壁不交圈，引发渗漏水风险。
6.5.5 冻结和开挖过程中发生冻结管断裂和盐水漏失风险，影响冻结效果。
6.5.6 发生严重机电事故或停电引起长时间停冻风险。
6.5.7 冻结管归集后憋气或渗漏水，导致该分组盐水不循环，存在冻结盲区风险。
6.5.8 开挖过程因冻结壁不交圈、解冻或破坏引起出水冒泥，初支支护严重变形或破坏风险。
6.5.9 开挖过程因冻结壁冻结厚度不足，冻结壁变形量大，存在失稳风险。
6.5.10 开挖施工挖漏冻结管，导致冻结管断裂或盐水漏失，存在局部冻结止水失效风险。
6.5.11 地层水土流失、冻胀、融沉和开挖引起周边隧道管片、地下管线和地面道路、设备及建（构）筑物严重变形甚至破坏风险。