長(zhǎng)春地鐵盾構(gòu)區(qū)間復(fù)雜錨索拔除施工技術(shù)

孟凡永

（中國(guó)鐵建投資集團(tuán)有限公司，廣東 珠海 519031）

城市地鐵施工中，盾構(gòu)下穿建筑物常常遭遇大面積深埋錨索施工難題。本文結(jié)合長(zhǎng)春某地鐵區(qū)間的錨索處理工程進(jìn)行深入分析，從工期、工程造價(jià)等方面對(duì)明挖基坑、暗挖隧道和人工挖孔3種錨索拔除方案進(jìn)行比選，最終確定采用人工挖孔錨索拔除方案，取得了良好的處理效果，可為類似錨索清障工程提供參考。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

長(zhǎng)春某地鐵標(biāo)段施工項(xiàng)目主要包括2個(gè)地下盾構(gòu)區(qū)間，3個(gè)地下車站，線路全長(zhǎng)為2794.175m。

1.2 施工區(qū)域地質(zhì)條件

根據(jù)對(duì)該區(qū)域相關(guān)地質(zhì)的調(diào)查以及一些相關(guān)的實(shí)地勘測(cè)進(jìn)行分析，本區(qū)域?qū)儆诘赜虻匦伪容^平坦，起伏不大，并且該區(qū)域地面標(biāo)高在86.90～87.70m之間，相對(duì)高差在1.0m以內(nèi)。施工場(chǎng)地深度范圍地層主要為Q4地層，0～18m主要是粉質(zhì)粘土和巖性粉土，并且有少量的夾薄層沙土，20～30m之間多是巖性為中密或者密實(shí)性的細(xì)沙。根據(jù)相關(guān)調(diào)查分析，對(duì)本次工程盾構(gòu)掘進(jìn)能夠產(chǎn)生影響的主要有以下幾個(gè)地層：第②33層：粘質(zhì)粉土；第②34層：粘質(zhì)粉土；第②22層：粉質(zhì)粘土；第②36層：粉土；第②36C層：粉砂等。

在本施工區(qū)段來(lái)看，所穿層主要包括砂質(zhì)粉土層以及粉砂層，只有少量的工程需要深入細(xì)砂層，對(duì)錨索產(chǎn)生影響的地層主要包括土質(zhì)粉土層以及粉質(zhì)粘土層，該土層特征為中濕，土質(zhì)分布也不均勻，局部存在夾薄層粉砂，穿越區(qū)間正好多位于地下第一層水位，在進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)該對(duì)降雨因素進(jìn)行考慮［2］。

1.3 錨索區(qū)間位置關(guān)系以及周邊管線布置

該施工工程中區(qū)間位置關(guān)系主要為以下幾個(gè)部分：供銷大廈位于道路西側(cè)，大廈基坑長(zhǎng)度約為74m，寬度約為56m；金融中心位于東北角，大廈基坑長(zhǎng)度約為74m，寬度為100m。

2 盾構(gòu)區(qū)間錨索處理方案比選

2.1 錨索處理方案選擇

根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)規(guī)范來(lái)看，區(qū)間錨索處理主要采用以下3種方案：明挖法、全套管鉆機(jī)垂直切索法以及人工挖孔＋暗挖橫通道法。

對(duì)3種方案進(jìn)行對(duì)比分析：

（1）明挖法。

所謂明挖法主要是指在施工右線隧道的兩側(cè)采用Ф1000@1400鉆孔灌注樁+3道Ф609鋼支撐支護(hù)，并且注意基坑降水采用的是坑外封閉式管井降水方案［3］。在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中，樁之間采用噴錨支護(hù)方式，其厚度為10cm，施工基坑總體支護(hù)形式與車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)存在著較大的類似性。

（2）全套管鉆機(jī)垂直切索法。

該施工方式主要是指利用全套管鉆機(jī)靠近區(qū)間兩側(cè)均采用鉆機(jī)將錨索進(jìn)行切斷處理，切斷后進(jìn)行低標(biāo)號(hào)的砂漿進(jìn)行回填。

（3）人工挖孔＋暗挖橫通道法。

本次施工初步擬定采用該施工方案進(jìn)行施工，主要分為以下幾個(gè)步驟，首先是在位于隧道輪廓外施工作業(yè)井下50m位置處進(jìn)行混凝土墊層的澆筑，將井底進(jìn)行封閉處理，然后采用輕型拔錨裝置進(jìn)行錨索的拔除［4］。

2.2 技術(shù)比選

（1）明挖法。

該技術(shù)是一種較成熟的工藝施工手段，施工過(guò)程的可控性較高，開(kāi)挖時(shí)一般深度約為20m，采用的支護(hù)方式為鉆孔灌注樁。該施工技術(shù)的施工風(fēng)險(xiǎn)最小，并且還能夠更好的排除其他干擾，但是卻在很大程度上受到現(xiàn)有地下管線的影響［5］。

（2）全套管鉆機(jī)垂直切索法。

該施工手段最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要進(jìn)行基坑的挖掘，可以選擇小步驟的對(duì)管線進(jìn)行遷改，并且在施工時(shí)對(duì)周邊建筑以及土層的影響較小，整體施工風(fēng)險(xiǎn)性較小。但是該施工也存在著以下幾個(gè)方面的缺點(diǎn)，比如說(shuō)部分的錨索仍然不能全部的清除，在掘進(jìn)區(qū)間會(huì)存在一定數(shù)量的錨索，這會(huì)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)產(chǎn)生比較大的負(fù)面影響［6］。

（3）人工挖孔＋暗挖橫通道法。

采用該施工技術(shù)主要有如下優(yōu)點(diǎn)：占用場(chǎng)地較小，能夠有效降低對(duì)周邊交通的影響，同時(shí)能夠?qū)?duì)周邊土層的影響降低到最小，并且還能夠有效的避開(kāi)對(duì)周邊管線產(chǎn)生影響。該施工技術(shù)的缺點(diǎn)：人工挖孔的速度相對(duì)較慢，一旦人工挖孔較深，則會(huì)存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的考察，結(jié)合施工地段實(shí)際地質(zhì)水文狀況，本次施工最終選擇采用人工挖孔＋暗挖橫通道的方法。

3 施工方案

3.1 施工準(zhǔn)備

施工前應(yīng)該注意對(duì)錨索區(qū)域進(jìn)行相關(guān)的地質(zhì)勘探，并且進(jìn)一步確定施工區(qū)域的地質(zhì)水文情況，根據(jù)相關(guān)的調(diào)查狀況來(lái)確定是不是需要進(jìn)行降水施工。應(yīng)該注意對(duì)供銷大廈以及開(kāi)林大廈基坑的土層穩(wěn)定性以及施工情況進(jìn)行調(diào)查，對(duì)施工中相關(guān)的準(zhǔn)備條件進(jìn)行全面檢查。

3.2 施工操作

施工方案確定后，進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作，然后應(yīng)該提供合理的錨索處理面，通過(guò)鉆套方式來(lái)降低施工中的摩阻力，然后進(jìn)行錨索的拔除工作。另外，在工作井開(kāi)挖至需要進(jìn)行錨索處理的位置時(shí)，利用混凝土澆筑墊層將井底進(jìn)行封閉處理，利用地下空間將相關(guān)的錨索進(jìn)行拔除。在工作豎井范圍內(nèi)的錨索拔除工作結(jié)束后，應(yīng)快速進(jìn)行C15混凝土的回填，這樣才能夠進(jìn)行下一個(gè)豎井的施工工程。如果在豎井內(nèi)部沒(méi)有出現(xiàn)相關(guān)的錨索，就需要在錨索位置進(jìn)行橫通道施工，為進(jìn)一步進(jìn)行錨索的拔除提供空間［7］。

3.3 拔除方案對(duì)比

（1）直接拔除。直接拔除是在現(xiàn)有受力錨索現(xiàn)狀下拉出，采用這種方式可能出現(xiàn)一些問(wèn)題，如錨索斷裂以及反彈反壓力較大等。雖然根據(jù)相關(guān)拉力計(jì)算能夠得知錨索拉出時(shí)不會(huì)發(fā)生斷裂，但是在實(shí)際操作中斷裂仍然可能發(fā)生。錨索斷裂有可能引發(fā)彈射現(xiàn)象，對(duì)豎井安全造成不良影響。

（2）通過(guò)在原有錨索周邊打設(shè)相關(guān)的應(yīng)力解除孔來(lái)緩解拉出時(shí)的應(yīng)力。采用該方法能有效降低施工中錨固體的摩阻力，防止鋼絞線被拉斷的問(wèn)題，但同時(shí)也會(huì)在很大程度上延長(zhǎng)施工周期，增加施工成本。

（3）跟管鉆進(jìn)套取錨索。該施工技術(shù)采用地質(zhì)鉆探套管取芯的技術(shù)原理，在施工中將不規(guī)則的錨固體整個(gè)套在套管內(nèi)部，然后將錨固體以及套管一起拔除。這種操作方式能夠有效的解決鋼絲絞線被拉斷的問(wèn)題，還有效的解決了施工量較大、成本高等問(wèn)題［8］。本次施工采用該方式進(jìn)行操作。

4 結(jié)論

以長(zhǎng)春地鐵某盾構(gòu)區(qū)間在施工過(guò)程中遇到錨索，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)刀盤卡住無(wú)法脫困的工程實(shí)例，介紹了盾構(gòu)穿越地下錨索地段處理方案的比選研究，通過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及工期等全方位比選，確定采用人工挖孔＋暗挖橫通道的方法；并通過(guò)在原有錨索周邊打設(shè)相關(guān)的應(yīng)力解除錨索拉出時(shí)的應(yīng)力，成功地解決了錨索阻礙盾構(gòu)施工的問(wèn)題，取得了較好的效果，對(duì)類似工程設(shè)計(jì)和施工具有一定借鑒意義。

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［4］ 吳陽(yáng)鋒，吳國(guó)芳. 壩基帷幕灌漿在石門坎水庫(kù)除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用［J］. 浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，27（4）：13-16.

［5］ 喬海洪. 盾構(gòu)在施工過(guò)程中遇到錨索的處理方案比選［J］. 鐵道建筑技術(shù)，2016，（4）：23-36.

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