揭秘兰州地铁修建背后的故事简介,兰州地铁三号线青白石片区控制图( 二 ) _揭秘兰州地铁修建背后的故事

B 揭示红砂岩透水特性打通施工卡点
2016年东方红广场地铁站在修建过程中，遇到一个难以破解的问题，一度阻碍了施工的正常进行。东方红广场地铁站长度600米，主体结构投资6亿多，号称国内第三大地铁站，它承载着1、2、3号线的换乘任务。这么重要的一个站，工程进度突然卡住了，施工方非常着急。
基坑内始终有渗水，起先有人认为是基坑内的红砂岩层裂缝造成的透水，而在施工前期做地质勘察时得出的结论是红砂岩是不透水的。但实际上基坑内一直在渗水，大家都不知是何原因。作为地铁施工建设过程中全程参与风险论证的专家之一，这一问题引起了朱彦鹏的高度重视，他要找出基坑内的水是从哪里来的。
朱彦鹏带着他的团队开始对东方红广场基坑内渗水问题展开深入系统的研究。首先他们通过一系列室内外试验，对兰州地铁深基坑开挖所遇到的红砂岩的物理力学特性和渗透性展开系统研究，全面分析红砂岩的物理力学性质、揭示红砂岩层的透水性与渗透变形机理。朱彦鹏告诉采访人员，不同地区红砂岩具有明显的差异，但是以往的研究与实践工作未从红砂岩物理力学特性角度考虑红砂岩的渗透性，而是普遍认为红砂岩层为隔水层，就是不具备透水性。如兰州地区经验和地勘报告中就写到兰州地铁开挖遇到的“强风化砂岩成岩作用差，属极软岩，易变形坍塌，地层富水性差，为相对不透水层” 。
但经过兰州轨道交通1号线沿线多个车站基坑，特别是经过东方红广场站实践证明，兰州第三系砂岩透水性明显，将其定义为隔水层明显不妥。朱彦鹏的科研团队经过多次实验最终将红砂岩从多方面证明其具有渗透性。
红砂岩既然具有透水性，随后朱彦鹏团队又展开探索与之相应的处置措施，结合对红砂岩渗透系数的试验研究，研究出基坑降水新方案，即采取坑外降水与坑内降水相结合的方法，在深基坑围护桩的基础上，利用坑外及周边降水井，降低坑内外水头差；坑内利用真空泵小厚度降水，采取降一层水，开挖一层的方式；坑内明水直接开挖集水井及时抽排的三位一体降水方法，有效避免了坑外的砂岩流入坑内，造成地面的沉陷，保证了基坑的正常运行。
针对红砂岩透水的特性，采取新型的降水方案，东方红广场站终于恢复了正常施工，并且此方法之后在多个车站得到了应用。该研究成果有效缩短了地铁站的施工期，填补了该地质情况下地铁深基坑施工方面的空白。
C 对红砂岩进行分类而“治” 降低工程造价
红砂岩的问题并没有就此结束。可以说这是让兰州轨道工程施工人员最头疼的特殊岩土层，在解决了红砂岩是否具有透水性的问题后，它又给施工人员摆出一个新问题。从现场开挖情况发现，不同地区的红砂岩工程性质差异较大。部分地方的红砂岩，暴露在地表极易风化，扰动或遇水时其强度迅速衰减呈散砂状，由此产生了大量工程问题。
尤其是在基坑开挖过程中，位于水位以下的红砂岩极易产生崩解砂化，其强度急剧下降，出现涌水涌砂、浸泡基坑现象，导致挖掘缓慢，严重影响工期，增加施工成本。另外，崩解砂化后的红砂岩随地下水渗流从基坑内用于阻止地下水的咬合桩薄弱处渗出，坑外砂土流失，给基坑周边地表带来较大沉降，对车站及周边道路、管线以及建筑物的安全造成很大隐患。
经过兰州地铁1号线多个车站基坑开挖后发现，不同地区红砂岩性质不一致，尤其崩解性和渗透性差异较为明显。鉴于这种情况，朱彦鹏所带的科研团队2018年又开始着手进行关于兰州地区红砂岩崩解性的细致研究，以及与之相应的地下水处治措施。