一種穿過盾構掘進斷面的錨索群的預處理方法與流程

2023-05-12 08:39:36 1

本發明涉及錨索拆除領域，特別是涉及一種穿過盾構掘進斷面的錨索群的預處理方法。

背景技術：

隨著城市建設的快速發展，越來越多地運用盾構技術修建的隧道。地下情形非常複雜，盾構區間施工時遇到所需處理的障礙物也是各種各樣，錨索處理更是給施工帶來較大的難題。

常見的處理錨索的方法主要有開槽後鑽機套管跟進拔除法、暗挖隧道清理法等。

開槽後鑽機套管跟進拔除法：場地佔用面積及土方挖量均較大，在有限的可用施工面積的都市裡採用此方法是不切實際的。暗挖隧道清理法：受地質條件限制嚴重，且需施工一座臨時豎井作為進口，造價高、風險大、工期長。

城市隧道地面可利用空間有限，管線錯綜複雜，常規的處理方法難以適用，為此，研究適用於城市盾構隧道掘進斷面錨索群的預處理方法極為必要。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於可利用施工面積小且錨索埋深較深的穿過盾構掘進斷面的錨索群的預處理方法。

本發明所採取的技術方案是：

一種穿過盾構掘進斷面的錨索群的預處理方法，包括以下步驟：

1）、在錨索侵入的盾構路徑的上方且遠離錨索末端的一側採用跳倉法施工前序的人工井孔；

2）、在發現錨索的位置先切斷錨索，再設置工作平臺，並在工作平臺上安裝拔除工具；

3）、採用拔除工具將錨索拔松、拉出；

4）、回填人工井孔並恢復地面；

5）、根據前序的人工井孔殘留錨索的情況調整後序的人工井孔的方位和直徑，但保證前序和後序的人工井孔之間形成梅花連接；

6）、重複步驟1）～步驟5）直至拔除全部錨索。

作為上述方案的改進，人工井孔包括上部井孔和設置在錨索處的下部井孔，下部井孔直徑大於上部井孔，梅花連接處設置在相鄰的下部井孔之間。

作為上述方案的改進，上部井孔高出地面作為擋板。

作為上述方案的改進，先拔松組成錨索的鋼絞線，再拔出錨索。

作為上述方案的改進，當拔除工具不能在施力範圍內拔除錨索時，在錨索的周圍設置若干應力解除孔。

作為上述方案的改進，挖掘人工井孔時，人工井孔的外側設置若干回灌孔，回灌孔兼作水位觀測孔。

作為上述方案的改進，在挖掘人工井孔的同時在內壁澆築層疊的、環形的一次護壁，處於盾構路徑的高度範圍內的一次護壁預留爆破孔。

作為上述方案的改進，每節一次護壁的長度為0.5～1m，先在錨索與一次護壁接觸的位置設置保護套，再澆築一次護壁。

作為上述方案的改進，工作平臺包括貼合一次護壁的弧形鋼板、連接弧形鋼板的平直鋼板以及設置在弧形鋼板和平直鋼板之間的支撐塊，工作平臺下方設置有混凝土墊層。

作為上述方案的改進，當錨索偏置人工井孔的中間位置時，採用混凝土澆築工作平臺，工作平臺下方設置有混凝土墊層。

本發明的有益效果：該穿過盾構掘進斷面的錨索群的預處理方法通過跳倉法挖人工井孔，布孔靈活，既有效地減少了施工面積又提高了施工速度；若干人工井孔之間採用梅花連接，在盾構路徑上形成連續的施工區域，確保了錨索均能拔除。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖1是本發明實施例的俯視圖；

圖2是本發明實施例的剖面圖；

圖3是本發明實施例的人工井孔剖面圖；

圖4是本發明實施例的一次護壁剖面圖；

圖5是本發明實施例的一次護壁俯視圖；

圖6是本發明實施例的第一種工作平臺整體圖；

圖7是本發明實施例的第一種工作平臺原理圖；

圖8是本發明實施例的第二種工作平臺整體圖；

圖9是本發明實施例的應力解除孔主視圖。

具體實施方式

參照圖1～圖9，本發明為一種穿過盾構掘進斷面的錨索群的預處理方法，包括以下步驟：

1)、人工井孔3的布置以及開挖的整體思路。

收集穿過盾構隧道掘進斷面，即盾構路徑2，的錨索1的設計及施工資料，根據錨索1的施工圖定孔位，並在全面施工前進行試孔，初步確定錨索1的位置。人工井孔3布置在遠離錨索1末端的一側，從圖1上看，人工井孔3布置在侵入起點一側，便於切斷錨索1後拔除。

人工井孔3採用跳倉法開挖，即像跳棋一樣間隔挖孔。參照圖1，本實施例中，從左到右依次給若干人工井孔3分配a～e五個編號，先施工a和e，再施工c，最後施工b以及d。前序的人工井孔3回填密實後方可施工後序的人工井孔3。同時，後序的人工井孔3擴孔直徑根據前序的人工井孔3發現和殘留錨索1的情況進行修正。

人工井孔3包括上部井孔31和下部井孔32，上部井孔31與下部井孔32之間採用漸變段過渡。其中上部井孔31高出地面300mm作為擋板，若干下部井孔32之間採用梅花咬合，確保最終處理的斷面搭接連貫，確保錨索1處理沒有遺落。

該穿過盾構掘進斷面的錨索群的預處理方法通過跳倉法挖人工井孔3，布孔靈活，既有效地減少了施工面積又提高了施工速度；若干人工井孔3之間採用梅花連接，在盾構路徑2上形成連續的施工區域，確保了錨索1均能拔除。當梅花連接的區域設置在下部井孔32時，能進一步縮小地面上的施工面積。

2)、上部井孔31的開挖。

上部井孔31的直徑大於等於1200mm，此段人工井孔3每下挖1米澆灌一次護壁33，遇到不良地質時，每0.5米澆築一次護壁33。一次護壁33的混凝土等級根據地質條件確定，但不低於C25。

3)、下部井孔32的開挖。

下部井孔32處於盾構路徑2的斷面區，下部井孔32擴大端頭處理，直徑的區間為1500mm～2300mm，下部井孔32的長度能夠橫跨盾構路徑2的斷面。在上部井孔31與下部井孔32之間的漸變段上，一次護壁33長度不大於0.5米。下部井孔32在開挖至盾構路徑2底部時澆築混凝土，封閉井底。

4)、一次護壁33的結構。

一次護壁33的外形參照圖4和圖5，一次護壁33的外側為直圓柱、內側為圓錐，使得一次護壁33的上方截面大、下方截面小，便於層疊。進一步，一次護壁33的上方還設置有用於卡位前序的一次護壁33的擋板。處於盾構路徑2的高度範圍內的一次護壁33預留爆破孔34，其他區段內的一次護壁33不需要留置爆破孔34。一次護壁33內的爆破孔34沿軸向從上至下延伸，爆破孔34的下端未穿透一次護壁33，每節一次護壁33沿環向設置了四個爆破孔34，便於拆除一次護壁33回填。

5)、錨索1的拔除。

挖到發現錨索1的位置時，首先敲掉注漿體8，採用砂輪鋸切斷錨索1，留出足夠的拉拔長度，其餘錨索1吊出孔外，並及時澆築混凝土的一次護壁33。一次護壁33澆筑前，在錨索1與一次護壁33接觸的位置安裝一個PVC套管，其中套管直徑參考錨索1直徑，防止錨索1被周圍澆築的混凝土裹死。具體參照圖6和圖7。

先安裝工作平臺5，再安裝拔除工具6。工作平臺5包括貼合一次護壁33的弧形鋼板51、連接弧形鋼板51的平直鋼板53和設置在弧形鋼板51和平直鋼板53之間的支撐塊52，工作平臺5下方設置有混凝土墊層54，防止沉降。弧形鋼板51和平直鋼板53均具有便於錨索1穿過的圓孔。拔除工具6包括千斤頂和卷揚機。

安裝千斤頂時，按「工作平臺5、楔形硬木塊55、鋼墊板56至千斤頂」的順序安裝。其中弧形鋼板51的半徑與下部井孔32相當，即其弧度需要貼合一次護壁33。

先採用大行程的千斤頂將錨索1拔松，在拔松過程中採用電動砂輪分段切割，吊出孔外。後採用卷揚機將組成錨索1的鋼絞線逐條拉出，其中卷揚機設置在地面，卷揚機的拉力大於2t。

為降低錨索1拔除難度，可以首先拔松一根或者兩根鋼絞線，解除錨索1與注漿體8的固結，然後將錨索1整體緩慢頂出；另一種方法是先繞錨索1周邊鑽出一圈應力解除孔7，應力解除孔7應間隔鑽孔，參照圖9，以上兩種方法可組合使用。

6)、偏置錨索1的拔除。

出現錨索1緊挨一次護壁33時，弧形鋼板51、平直鋼板53以及千斤頂難以架設，於是工作平臺5採用混凝土澆築，然後鋪設鋼墊板56，並在鋼墊板56上安裝千斤頂，同時保證工作平臺5支撐千斤頂的支撐面垂直於錨索1拉出方向。當錨索1緊挨一次護壁33，兩者距離小於200mm時，拔除難度大，容易出現拔斷現象，此時採取在後序的人工井孔3中處理，即後序的人工井孔3需調整位置和擴孔直徑。

7)、錨索1拔斷處理。

鋼絞線可能由於拔除應力過大或者本身已經被鏽蝕而出現拉斷的情況，若錨索1的斷面仍在人工井孔3內，但拉拔長度不夠時，可適當增大下部井孔32的直徑，釋放足夠的拉拔長度，下部井孔32的最大直徑為2500mm；若錨索1的斷面處於人工井孔3外，則需在該人工井孔3沿錨索1走向一側重新開孔，開孔前需要把前序的人工井孔3回填至地面。

8)、回填人工井孔3。

錨索1拔除完畢後，向盾構路徑2高度範圍內的一次護壁33上預留的爆破孔34內灌入靜爆膨脹劑，破除一次護壁33並將其吊出人工井孔3。其餘區段的一次護壁不作處理。

人工井孔3採用6%的水泥石粉渣回填並恢復原貌，確保後續盾構穿越下部井孔32時能成功保壓。

9)、監測防護。

根據人工井孔3的結構特徵和施工場地水文地質特徵對人工井孔3外側進行回灌措施，回灌孔4兼做水位觀測孔。回灌孔4的直徑、數量、間距以及孔深根據場地地質及水文條件來確定。

當然，本設計創造並不局限於上述實施方式，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。