兰州地铁1号线五里铺车站修建于兰州市主干道附近,周围建筑物密集、工程地质及水文地质条件复杂;地层中存在第三系富水半成岩砂岩(简称红砂岩),工程性质特殊,水理性质差;该地区地下水丰富,使得基坑开挖难度大、进度缓慢。本文采用现场调查和室内试验的方法,对车站地层中的红砂岩进行分析研究;采用现场实测的方法,对该车站地下水处理效果进行分析评价。以期解决在第三系红砂岩地层中修建地铁车站所面临的地下水处理难题。本文主要研究成果如下:(1)第三系红砂岩因富含高价铁(Fe+3)的氧化物外观呈红色,泥质胶结。分为分布在李麻沙沟、罗锅沟、沙井驿北、大沙沟和城关南部沟谷中的出露型红砂岩和分布在城关、七里河、安宁堡及西固盆地中的埋藏型红砂岩两种。室内试验研究表明:该砂岩是一种颗粒范围较窄、分布较均匀的细颗粒砂岩;未经扰动时,强度较高、稳定性较好;经扰动或遇水易崩解,强度迅速降低,结构被破坏,泥化的砂岩使得基坑开挖难度较大。(2)经调查,五里铺车站场地内的地下水分为赋存于卵石层中的第四系孔隙潜水及红砂岩中的基岩裂隙水。潜水水位较高,埋深8.4~9.4m;基坑开挖时,坑内外水位差过高,使得围护结构所受侧向压力过大,出现坑壁坍塌及坑底突涌等现象。坑内红砂岩遇水崩解,裂隙水向坑内冒出,造成坑内积水过多,基坑开挖困难。(3)针对该地层地下水对基坑开挖不利影响,经研究,采用钻孔咬合灌注桩作为基坑围护结构兼作止水帷幕,阻隔坑内外水力联系;采用坑外管井降水,将卵石层中潜水水位降低至砂岩层;采用坑内分步分层集水明排,保证基坑顺利开挖。(4)因五里铺车站基坑开挖深度大、围护桩较长,施工质量难以精确控制,出现斜桩、咬合质量差等问题,使得围护结构出现漏水漏砂现象。经现场试验研究,因红砂岩颗粒细、扰动易崩解的特点,水泥—水玻璃双液注浆无法在土体中形成不透水的“结石体”,堵漏效果较差;采用导水管导水+瞬凝混凝土、瞬凝水泥封堵的堵砂导水措施能够阻止坑外土体颗粒流失,满足堵漏要求。(5)基坑开挖至基底附近,红砂岩崩解软化,底板难以浇筑。经研究,在基底以上1m处采用轻型井点降水措施,降水深度为5m,通过多组井点降水,降低了基底附近红砂岩中裂隙水水位,保证了底板的顺利浇筑。上述研究成果可为第三系富水半成岩砂岩段地铁车站深基坑设计施工提供参考。