软土地层地铁盾构区间锚索处理技术

余婷

广东华隧建设集团股份有限公司，广东 广州 510220

摘要：随着经济建设的快速发展，城市地铁隧道地下工程项目和地下空间开发已进入发展阶段，地铁盾构穿越地面障碍越来越多复杂，地铁沿线基坑的锚索支护超出建筑红线且侵入地铁盾构区间时常发生。如何安全经济地解决预应力锚索侵入隧道盾构区段的问题，已成为地铁盾构安全施工和保证隧道安全的难题。目前，根据螺栓的特殊情况，盾构地脚螺栓的常用处理方法有：明挖法、地下隧道法、隧道法。以某地铁盾构隧道沿基坑锚索支护工程为例，分析了各种锚索处理方案。介绍了采用旋挖法切割垂直锚索的方法，并对施工方案的正确性进行了验证。

关键词：地铁；盾构区间；锚索处理

一、盾构类型与地层的关系

盾构的选择原则一般是根据不同的地层和地质条件选择不同类型的盾构，土压力平衡适用于土质地层，泥浆平衡公式适用于砂卵石地层。模型的选择基于各自的特性原理，并将用于我国地铁盾构行业中，绝大多数型式的地压平衡都是严格按照地压平衡原则选择的。地层地压平衡屏蔽占所有地层的90%以上地层主要分配原因如下:1)经济因素。在经济上，浆平衡盾构比同直径土压力平衡盾构造价高。此外，泥浆平衡屏蔽泥浆处理设备占地面积大，限制了其在工业中的应用人口稠密的城市地区。2)实用效果。地铁盾构施工方法的选择是建立在地铁压力平衡盾构基础上的。土地污泥平衡屏蔽比，地压平衡盾构技术管理日趋成熟，风险评估也日趋规范化，适应我国复杂的地质条件，隧道机械制造公司研制了复合土压力平衡盾构，填补了国内土压力平衡盾构数据。近年来，复合地压平衡盾构占复合地层的60%。还有一定比例的地层复合地压平衡盾构软、硬，地质适用性强。在弯曲施工、转向校正、轴承校正、改善GE条件等方面具有明显的优势我相信未来会有更大的发展空间。

二、锚索处理方案

某地铁盾构段长1208.6m，为双线地下隧道，采用盾构法施工。建筑屏蔽段外径6m，断面厚度35cm，隧道平均埋深约17m，相邻地块基坑采用桩。锚索可以缠绕在盾构切割头上，这会影响屏蔽。严重情况下，盾构机的螺杆机甚至会被卡住，阻碍盾构机的正常开挖。因此，施工前必须消除该区域锚索的影响。粉砂，细砂，电缆连接的土层为中粗砂和强风化泥质粉砂岩。锚固土层具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、敏感性高等特点。地下浅而丰富，锚索影响区地铁盾构形成的地质水文图见图。

在锚索的影响下，盾构机很难保持良好的掘进姿态，盾构机长时间停留在该区域，会偏离设计轴线向下下沉，使管片变形。严重时，会出现涌水现象，相应的地表也会坍塌。结合施工现场周边情况和工程地质条件，提出了锚索治理方案。

1、明挖基坑法。明挖法是一种传统的施工技术，相对成熟、可控，基坑开挖应在预计有锚索的区域进行，开挖深度约20m。基坑壁采用隔墙支护地下本方案施工风险小，其他未知障碍物可以清除，锚索可以完全清除，但该区域位于城市喧嚣的市中心。支护层开挖是否会严重影响既有干线公路的正常交通，同时地下管线较多，会造成位移问题，工程造价增加约1400万元，工期无法保证从限制管线搬迁、征地拆迁等方面。

2、暗挖隧道法。为避免拆除和改建工程，减少对地下管线和地面交通的影响，最终可开挖地下隧道中心线车站，拆除进入屏蔽部分的锚索，然后用盾构机推进。由于粉土稳定性差，地下水丰富，采用旋挖钻孔灌注桩加固，施工风险更大区域采用这种方法，项目成本将增加约25万元，工期约8个月。

3、套管拔除法。根据套管钻孔法施工要求，沿锚索支护桩外壁修筑5m宽基坑，然后通过钻孔灌注桩支护锚索。根据现场施工条件；主要措施有：用千斤顶直接拔出，钻孔拔出套管后，锚索断裂约5m，用水锤方便成孔。由于锚索长度较长，从锚索挠度行为的实际角度来看，从设计角度看，没有准确的数据支持，套管轴线和锚索轴线很可能不适合钻孔。这将导致锚索钻孔套管易于剪切，锤松动土层深度不够，剩余锚固段过长，围护结构与围岩之间的摩擦力大于钢丝最大破断力，因此无法使用此方法。

4、旋挖钻垂直切索法。该方法采用旋挖钻机在地面上方隧道轴线处垂直切割锚索，然后用盾构机压入锚索，其优点是只需占用单线施工，减少了对巷道分布的影响。交通、管道拆除、征地拆迁，施工方法简单灵活。工程造价只需增加800万元左右，工期约2个月，这种方法的缺点是锚索处理不够完成，锚索缠绕在切割头上，需要开仓，存在一定的施工风险。为避免剩余锚索对盾构机正常开挖的影响，根据锚索分布情况和施工条件，布置土层预应力区。盾构机到达地面预压区，为处理中的剩余锚索提供了安全条件，考虑交通分布、管道搬迁、征地拆迁、工程造价、工期、现场试验等因素。本工程采用旋挖垂直截索的方法，消除了盾构段锚索的障碍物。

三、旋挖钻垂直切索法的锚索处理

1、旋挖钻的布置。根据锚索与盾构断面的平面关系，结合现场地面情况，正确避开该区域管线，确定开挖处理位置旋转。避免旋转钻进前钻头重量断裂

地下管线采用人工挖沟，挖沟深度2m，回转挖掘机沿地铁盾构区段上的直线轴线垂直向下切割锚索，回转挖掘机采用0.8m钻机，钻机间距0.6m。总共需要142个钻孔，旋转钻机开始从地面钻至隧道成孔后，用低等级M5砂浆回填至地面以上2m。

2、预加固区域的设置。根据该区建筑物基坑、管道、避雷地面结构和地铁盾构区间内锚索的分布，按正确的方向设置了土体预应力区、土体预应力区、土体预应力区，加固区的预应力区实际桩长为11m，空桩长度根据钢筋采用三管高压旋喷桩，桩径0.8m，桩间距0.6m，挡桩度0.2m。

3、现场施工情况及处理效果。地下管线已勘探15天，高压喷射桩加固土层45天，旋转钻孔垂直切割锚索45天，其中一条线路因局部封闭，对交通影响不大。建筑工地。用了14天的时间锚索处理，平均每钻7米日期该地区盾构穿越土层的扭矩是正常土层的1.5～2.0倍。盾构机穿越隧道时，不存在锚索缠绕盾构机、隧道轴线位移变形、管段漏水等不利条件。区域。-地面状况良好，无过度隆起和沉降，地表最大沉降约12mm，均在极限范围内标准，在地面建筑中没有观察到明显的裂缝或变形。

4、施工注意事项及防范措施。盾构施工中应注意的要点是：为了避免锚索缠绕头，降低实际张开头，从而增加扭矩和推力，使土和土不易进入仓库，造成高程过大。应注意的是，一旦锚索被打入筒仓，螺旋输送机很容易缠绕，使其无法卸载，甚至无法卸载，需要注意的是，在锚索上牵引切割头会导致地层受到更大的扰动导致周围土壤和管道沉降。主要的应急防范措施为:当盾构机无法加固开挖区域，导致扭矩和推力增大时，土壤不易进入竖井，导致地面高度较大。如果证明是电缆缠绕铣头，则应检查筒仓开口处理锚固。盾构机向前推进，加强对地面条件的检查和监测，增加监测频率，当地面发生较大变化时，必须立即停止屏蔽机。

通过对明挖、地下开挖、套管拉拔、旋挖垂直电缆切割方法的比较和选择，确定采用旋挖垂直电缆切割法处理地铁盾构区段的预应力锚索。我们得到了很好的效果治疗。该方法克服了软土层等不良地质条件的影响，大大降低了施工成本和工期。现有地下管线的分布，旋转钻孔电缆的位置可灵活调整，大大降低了交通减压和出行成本管道，该方法高效、灵活、经济、可靠，可广泛应用于类似的锚索道路清理工程中。

参考文献：

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