地铁盾构区间既有锚索拆除技术

朱 川 鄂

(中铁四局集团有限公司，安徽 合肥 230000)



地铁盾构区间既有锚索拆除技术

朱 川 鄂

(中铁四局集团有限公司，安徽 合肥 230000)

结合郑州地铁5号线盾构区间既有锚索拔除工程实例，通过安全性、技术可行性、经济性多方面对比，确定采用横向通道法拔除盾构区间内存在的既有锚索，并介绍了具体的施工流程，指出该方法不仅能够有效解决锚索阻碍盾构施工的问题，而且施工过程中占用场地比较小，对周边建筑、管线的影响低。

地铁，锚索，竖井，横向通道，套管

随着我国城镇化进程逐步加快，城市人口密度不断增大，城市用地尤其是核心区域的土地日益缺乏，地下空间作为城市地面空间的重要补充，建设发展需求旺盛。近年来，我国城市地铁建设发展迅猛，截至2016年，中国大陆城市地铁运营总里程已接近4 000 km。盾构法是目前应用最为广泛的地铁施工方法。然而，由于我国城市高层建筑基坑支护设计大多数采用桩锚支护体系，地铁盾构过程中不可避免的会穿过相关锚索区域，如果不能提前将其清除，会导致盾构刀盘卡死，影响施工进度。因此，如何快速、经济、高效的拔除地铁盾构区间内既有锚索成为地下施工中面临的一个亟待解决的问题。

1 工程概况

1.1 项目简介

郑州轨道交通5号线郑州东站—康宁路站盾构区间线路从郑州东站始发，沿心怡路向南到达康宁路站接收，区间隧道与亚新广场遗留锚索以及围护桩相冲突(如图1所示)。设计资料显示：亚新广场基坑围护结构护坡桩采用φ600灌注桩，桩顶埋深6 m，桩长14.5 m。锚索由4束φ15.2 mm 1860级钢绞线组成，锚固段18 m，自由段6 m～7 m不等。竖向3.2 m一排，共3排，第一排锚索在地面以下5.5 m，横向1.5 m一道。

1.2 地质情况

区间隧道顶覆土埋深8.2 m～9.1 m左右，如图2所示，地层从地面以下主要分布为：①1杂填土(0 m～1.3 m)、②1砂质粉土(1.3 m～4.7 m)、②2粘质粉土(4.7 m～6.5 m)、③1粘质粉土(6.5 m～13.8 m)、③2粉砂(11.8 m～12.3 m)、③1粘质粉土(12.3 m～18 m)、④2细砂(18.0 m～23 m)。地下水类型主要为孔隙潜水，透水性强，富水性好，初见水位在8.7 m～10.2 m的位置。锚索处理区域隧道顶埋深8.2 m～9.1 m，位于粉质粘土层。

1.3 周边情况

亚新广场处于心怡路与康宁街东北象限，锚索与区间隧道相冲突位置上方为建筑物周边绿化带和人行走道，并埋设有污水管线、给水管线、天然气管线、热力管线等地下管线。

2 方案比选

目前盾构区间既有锚索拔除技术主要有三种，明挖法、全套管钻机垂直切索法和暗挖横通道法[1-5]。

2.1 明挖法

明挖法指在预计锚索地段明挖施工，深度约为20 m，坑壁一般采用钻孔灌注桩进行支护，这种方法优点是施工风险小，并且能够彻底清除锚索，但是该方法现场施工时受到既有地下管线影响较大。

2.2 全套管钻机垂直切索法

采用该方法施工时是在两建筑物一侧通过全套管钻机将建筑物地下锚索进行切断，然后使用低标号砂浆进行回填。这种方法的优点是不需要进行基坑开挖，施工时对周边建筑以及土层的影响比较小。但是该方法施工过程中存在部分锚索不能被全部清除的缺点，且切断后的锚索仍然存在于土中，可能导致盾构机卡死。

2.3 暗挖横通道法

这种方法首先采用人工挖孔施工竖井，挖至需拔除两层锚索的下层区域后沿盾构区间轴线方向开挖横通道，采用套管套取锚索工艺进行拔除施工。锚索拔除后注浆回填锚孔，下层施工完成后回填横通道及竖井至上层锚索区，以同样方法施工上层横通道、拔除锚索、回填至全部完成。这种方法的优点是施工时所占场地较小，并且还能有效的避开对周边土体和管线的影响。缺点就是如果人工挖孔比较深或开挖范围内存在地下水会产生一定的风险。

依据郑州轨道交通5号线郑州东站—康宁路站盾构区间亚星广场周边具体情况，三种方法计划工期与预算大致为：

1)明挖法，计划工期约223 d，共需1 715.7万元；2)全套管钻机垂直切索法，计划工期约215 d，共需988万元；3)暗挖横通道法，计划工期约150 d，共需957.48万元。

综上所述，拟采用暗挖横通道法进行锚索拔除。

3 施工流程

锚索处理采用竖通道+暗挖横通道相结合的施工工艺形式。具体施工流程有如下几方面。

3.1 竖通道开挖

竖通道施工采用倒挂井壁施工工艺，根据竖井支护形式不同将竖通道分为隧道内和隧道外两部分，隧道外采用不可拆除的钢格栅+φ6.5@150×150钢筋网片作为支护体系；隧道内采用可拆除的双层钢塑格栅+喷射混凝土+工字钢拱架作为内支撑的支护体系。

3.2 横通道开挖支护

1)横向通道开挖。竖通道开挖至设计标高后，开始横通道施工，开挖前为保证掌子面上方土体稳定，先在拱顶部打入14φ42@300螺旋可回收超前小导管。开挖采用台阶法施工，开挖前需超前支护，支护完成后采用洋镐进行人工开挖，每次开挖进尺不超过0.5 m，开挖过程中保留核心土、密切注意掌子面的变化情况。

2)横通道支护。a.横通道初期支护。初期支护采用双层钢塑格栅+喷射混凝土的方式，首先采用条状竹片固定单层格栅与开挖横通道拱顶部，喷射C25混凝土10 cm，再铺设另一层钢塑格栅后进行封面喷射。保证钢塑格栅与土体之间的保护层达到25 mm以上，喷射总厚度达到200 mm厚以上。b.工字钢拱架架设。喷射完混凝土之后，进行工字钢拱架架设。每循环进尺0.5 m，架设一榀16a工字钢拱架，在钢拱架侧面中心高度及底部转角位置共安装4根锁脚锚杆，每500 mm设置一道。锚杆施工时，先引孔φ60 mm×1 800 mm，将让压抗扭玻璃钢锚杆插入孔中，顶部锚杆采用聚氨酯将孔口封闭，并插入2根φ10 mm的PVC管，一根作为注浆管，一根作为排气管；锁脚锚杆插入一根注浆管，注浆管安装完成后开始注1∶1水泥浆液，将锚杆周边填充密实。工字钢拱架架设完毕之后，再在工字钢页面处喷射一层混凝土，保证工字钢拱架与混凝土之间紧贴密实。c.下部洞室开挖。横通道采用台阶式开挖，上部洞室开挖施工3 m～5 m后开挖下部洞室，下部洞室侧壁施工方法同上部洞室，通道底板采用素混凝土封闭。

3.3 锚索拔除施工

根据现场实际情况，结合以往施工的经验，采用全液压套管钻机套管旋切套取锚固体。钻机有效行程大于1 m，最大整机长度2.4 m，钻机高度及倾斜角可随意调节。调整好钻进角度后，利用钻机旋转马达带动套管及钻头切削锚固体周围土层，使钻机推进提升马达向前，同时开通泥浆泵，泵送泥浆护壁排渣，测量计算出钻进深度，将倾入隧道范围的锚固体装入套管中。高速旋转套管，套管端头的口径越变越小，直至切断锚索，然后将套管与锚固体一同拔出。

钻机套取锚索见图3。

3.4 回填施工

1)锚孔回填。锚索拔除完成后应及时将毛孔回填，回填材料采用水灰比为0.5的水泥砂浆。下行方向锚孔可将注浆管插至孔底注浆，待孔口溢浆后停止注浆，随后补浆，直至锚孔填满。上行方向锚孔应预先将孔口封闭密实，封孔时预埋注浆管(短)及二次注浆(长)，二次注浆管应插至孔底，管上应设置溢浆孔，溢浆孔采用弹性橡胶膜包裹。

2)横通道回填。待侵入区间锚索全部拔除完成后，从已拆除钢架两侧相邻的钢拱架位置搭设模板，形成封闭空间，两模板之间采用玻璃钢锚杆作为拉杆螺栓进行固定。模板内预埋玻璃钢锚杆螺母，作为下一循环回填时拉杆螺栓的固定端。由模板顶角部位注入M2.5的水泥砂浆，砂浆应添加早强剂，回填应密实。待回填材料达到一定强度后，将模板拆除。由里向外拆除1榀～2榀钢架及临时支护材料，搭设模板，预埋玻璃钢锚杆螺母为下一循环提供固定端，将玻璃钢拉杆旋入上一循环中预埋的螺母内固定模板，依次拆除回填至竖通道边缘部位。

3)竖向通道回填。竖通道两侧的横通道全部回填完成后，进行竖通道的回填，回填材料与横通道相同，均为M2.5的水泥砂浆，采用混凝土搅拌车直接倒入竖井至回填密实。

4 结语

本文介绍了郑州轨道交通5号线郑州东站—康宁路站盾构区间锚索拔除工程实例，对比了现行锚索拔除工艺的优缺点，总结了相关施工经验，对今后锚索拔除技术的应用和发展具有一定借鉴作用。

[1] 王 淼.城市轨道交通盾构隧道穿越大厦地下室锚索的处理方案比选[J].城市轨道交通研究，2012(6)：77-78.

[2] 李广良.郑州地铁1号线会—民盾构区间锚索拔除施工技术[J].隧道建设，2014(5)：494-498.

[3] 乔海洪.盾构在施工过程中遇到锚索的处理方案比选[J].铁道建筑技术，2016(4)：90-92.

[4] 廖杰荣，刘文静，王 青，等.盾构隧道穿越洲际广场锚索区的施工措施[A].2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C].2011.

[5] 白 杨.郑州地铁盾构区间锚索处理技术[J].建筑技术开发，2016(11)：36-38.

Existing anchor’s pulling out technology in subway shield zone

Zhu Chuan’e

(ChinaRailwayNo.4EngineeringGroupCo.，Ltd，Hefei230000,China)

Combining with existing anchor cable dismantling engineering example of Zhengzhou subway line No.5 shielding intervals, through comparing safety, technique feasibility and economy, the paper determines to dismantle interval existing anchor cable in the shielding intervals with horizontal channel method, introduces specific construction procedures, and points out its advantages, such as effectively solving the problem of anchor cable blocking the shield construction, smaller construction field, and low impact upon surrounding building and pipeline.

subway, anchor cable, vertical shaft, horizontal channel, casing pipe

1009-6825(2017)10-0175-02

2017-01-20

朱川鄂(1973- )，男，高级工程师

U455.43

A