长春地铁盾构区间复杂锚索拔除施工技术

孟凡永

（中国铁建投资集团有限公司，广东 珠海 519031）

城市地铁施工中，盾构下穿建筑物常常遭遇大面积深埋锚索施工难题。本文结合长春某地铁区间的锚索处理工程进行深入分析，从工期、工程造价等方面对明挖基坑、暗挖隧道和人工挖孔3种锚索拔除方案进行比选，最终确定采用人工挖孔锚索拔除方案，取得了良好的处理效果，可为类似锚索清障工程提供参考。

1 工程概况

1.1 工程简介

长春某地铁标段施工项目主要包括2个地下盾构区间，3个地下车站，线路全长为2794.175m。

1.2 施工区域地质条件

根据对该区域相关地质的调查以及一些相关的实地勘测进行分析，本区域属于地域地形比较平坦，起伏不大，并且该区域地面标高在86.90～87.70m之间，相对高差在1.0m以内。施工场地深度范围地层主要为Q4地层，0～18m主要是粉质粘土和岩性粉土，并且有少量的夹薄层沙土，20～30m之间多是岩性为中密或者密实性的细沙。根据相关调查分析，对本次工程盾构掘进能够产生影响的主要有以下几个地层：第②33层：粘质粉土；第②34层：粘质粉土；第②22层：粉质粘土；第②36层：粉土；第②36C层：粉砂等。

在本施工区段来看，所穿层主要包括砂质粉土层以及粉砂层，只有少量的工程需要深入细砂层，对锚索产生影响的地层主要包括土质粉土层以及粉质粘土层，该土层特征为中湿，土质分布也不均匀，局部存在夹薄层粉砂，穿越区间正好多位于地下第一层水位，在进行施工时应该对降雨因素进行考虑［2］。

1.3 锚索区间位置关系以及周边管线布置

该施工工程中区间位置关系主要为以下几个部分：供销大厦位于道路西侧，大厦基坑长度约为74m，宽度约为56m；金融中心位于东北角，大厦基坑长度约为74m，宽度为100m。

2 盾构区间锚索处理方案比选

2.1 锚索处理方案选择

根据相关工程实践经验以及技术规范来看，区间锚索处理主要采用以下3种方案：明挖法、全套管钻机垂直切索法以及人工挖孔＋暗挖横通道法。

对3种方案进行对比分析：

（1）明挖法。

所谓明挖法主要是指在施工右线隧道的两侧采用Ф1000@1400钻孔灌注桩+3道Ф609钢支撑支护，并且注意基坑降水采用的是坑外封闭式管井降水方案［3］。在基坑开挖的过程中，桩之间采用喷锚支护方式，其厚度为10cm，施工基坑总体支护形式与车站围护结构存在着较大的类似性。

（2）全套管钻机垂直切索法。

该施工方式主要是指利用全套管钻机靠近区间两侧均采用钻机将锚索进行切断处理，切断后进行低标号的砂浆进行回填。

（3）人工挖孔＋暗挖横通道法。

本次施工初步拟定采用该施工方案进行施工，主要分为以下几个步骤，首先是在位于隧道轮廓外施工作业井下50m位置处进行混凝土垫层的浇筑，将井底进行封闭处理，然后采用轻型拔锚装置进行锚索的拔除［4］。

2.2 技术比选

（1）明挖法。

该技术是一种较成熟的工艺施工手段，施工过程的可控性较高，开挖时一般深度约为20m，采用的支护方式为钻孔灌注桩。该施工技术的施工风险最小，并且还能够更好的排除其他干扰，但是却在很大程度上受到现有地下管线的影响［5］。

（2）全套管钻机垂直切索法。

该施工手段最大的优点是不需要进行基坑的挖掘，可以选择小步骤的对管线进行迁改，并且在施工时对周边建筑以及土层的影响较小，整体施工风险性较小。但是该施工也存在着以下几个方面的缺点，比如说部分的锚索仍然不能全部的清除，在掘进区间会存在一定数量的锚索，这会对盾构掘进产生比较大的负面影响［6］。

（3）人工挖孔＋暗挖横通道法。

采用该施工技术主要有如下优点：占用场地较小，能够有效降低对周边交通的影响，同时能够将对周边土层的影响降低到最小，并且还能够有效的避开对周边管线产生影响。该施工技术的缺点：人工挖孔的速度相对较慢，一旦人工挖孔较深，则会存在一定风险。

通过对相关技术指标的考察，结合施工地段实际地质水文状况，本次施工最终选择采用人工挖孔＋暗挖横通道的方法。

3 施工方案

3.1 施工准备

施工前应该注意对锚索区域进行相关的地质勘探，并且进一步确定施工区域的地质水文情况，根据相关的调查状况来确定是不是需要进行降水施工。应该注意对供销大厦以及开林大厦基坑的土层稳定性以及施工情况进行调查，对施工中相关的准备条件进行全面检查。

3.2 施工操作

施工方案确定后，进行相关的准备工作，然后应该提供合理的锚索处理面，通过钻套方式来降低施工中的摩阻力，然后进行锚索的拔除工作。另外，在工作井开挖至需要进行锚索处理的位置时，利用混凝土浇筑垫层将井底进行封闭处理，利用地下空间将相关的锚索进行拔除。在工作竖井范围内的锚索拔除工作结束后，应快速进行C15混凝土的回填，这样才能够进行下一个竖井的施工工程。如果在竖井内部没有出现相关的锚索，就需要在锚索位置进行横通道施工，为进一步进行锚索的拔除提供空间［7］。

3.3 拔除方案对比

（1）直接拔除。直接拔除是在现有受力锚索现状下拉出，采用这种方式可能出现一些问题，如锚索断裂以及反弹反压力较大等。虽然根据相关拉力计算能够得知锚索拉出时不会发生断裂，但是在实际操作中断裂仍然可能发生。锚索断裂有可能引发弹射现象，对竖井安全造成不良影响。

（2）通过在原有锚索周边打设相关的应力解除孔来缓解拉出时的应力。采用该方法能有效降低施工中锚固体的摩阻力，防止钢绞线被拉断的问题，但同时也会在很大程度上延长施工周期，增加施工成本。

（3）跟管钻进套取锚索。该施工技术采用地质钻探套管取芯的技术原理，在施工中将不规则的锚固体整个套在套管内部，然后将锚固体以及套管一起拔除。这种操作方式能够有效的解决钢丝绞线被拉断的问题，还有效的解决了施工量较大、成本高等问题［8］。本次施工采用该方式进行操作。

4 结论

以长春地铁某盾构区间在施工过程中遇到锚索，导致盾构机刀盘卡住无法脱困的工程实例，介绍了盾构穿越地下锚索地段处理方案的比选研究，通过技术、经济及工期等全方位比选，确定采用人工挖孔＋暗挖横通道的方法；并通过在原有锚索周边打设相关的应力解除锚索拉出时的应力，成功地解决了锚索阻碍盾构施工的问题，取得了较好的效果，对类似工程设计和施工具有一定借鉴意义。

［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，2012，15（6）：104-108.

［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］ 裘华锋. 汇潭前方闸地基处理方案的分析［J］. 浙江水利水电学院学报，2014，（3）：45-47.

［4］ 吴阳锋，吴国芳. 坝基帷幕灌浆在石门坎水库除险加固中的应用［J］. 浙江水利水电学院学报，2015，27（4）：13-16.

［5］ 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）：23-36.

［6］ 李瑶. 地铁深基坑预应力锚索支护施工技术［J］. 国防交通工程与技术，2012，（s1）：106-109.

［7］ 林生凉. 地铁盾构区间遇到锚索障碍物的处理方法及技术控制［J］. 福建建筑，2013，（9）：50-51.

［8］ 吴亮. 长春地铁二号线洲际广场锚索拔除方案比选［J］. 广东建材. 2014，（10）：14-16.