支护锚杆在地铁明挖车站施工中的应用

锚索及自进式锚杆在地铁明挖车站施工中的应用 广州轨道交通建设监理有限公司 青岛市地铁一期工程（3号线）04标监理部 2023年9月28日 锚索及自进式锚杆在地铁明挖车站施工中的应用 建筑行业的迅速发展，建筑工程所面对的周边工程环境越来越复杂，新技术、新工艺、新材料的应用越来越多。对于沿海地区来说，地下水位高，地质条件复杂，深基坑支护中经常会用到锚杆或锚索支护，但在地下水位高的松散砂地层施工时，经常存在涌水、涌砂、塌孔等问题，导致成孔困难，甚至引起周边地层下陷，严重危害基坑周边其他设施（如道路、建筑物等）的安全。因此深基坑支护采用锚杆或锚索支护要结合现场的实际情况来拟定。 青岛地铁M3号线双山站设立在青岛市四方区，位于黑龙江路与合肥路的交叉路口，黑龙江路西侧，沿黑龙江路东北－西南走向，车站附近无高大构、建筑物。双山站起点里程为Ｋ13＋489.796，终点里程为Ｋ13＋740.796，车站总长度为251ｍ，有效站台宽度10m，有效站台长度120m。涉及车站主体结构、4个出入口 （其中2号出入口与万科规划社区接通，3号出入口预留）、2个消防专用通道、2个风井及风道。车站主体结构采用明挖法施工，支护结构采用三种形式，分别为：钻孔灌注桩+钢管内支撑体系，钻孔灌注桩+锚索体系，吊脚桩。车站出入口结构除4号出入口部分采用暗挖法施工外，其余部分均采用明挖法施工。基础底板埋深15.82m～17.46m，车站顶板覆土南深北浅，最深处4.10ｍ，最浅处2.52ｍ。 工程地质 双山站范围地层重要为第四系（Ｑ）松散土层和燕山期侵入花岗岩和白垩系青山群。站址范围第四系上部土层为第①层人工填土、冲洪积层，第⑤、⑦、⑦１层粉质粘土、含砂粘性土（砂砾），下伏基岩为燕山期花岗岩，强风化带风化深度较大，中、微风化岩面埋藏深度为4.80ｍ～28.80ｍ。 水文地质 双山站址内第四系土层较发育，局部地段分布有第⑤粗砾砂、含砂粘性土（砾砂），富水性较好；岩石强风化带，富水性较差，地下水不丰富。地勘预计本基坑开挖后天天的涌水量为1013.72立方／天，应做好基坑的止水工作，并采用有效的排水措施。 本工程青岛地铁M3号线双山站基坑支护分别应用了锚杆支护和锚索支护。 一、自进式锚杆工艺特点 注浆钻进锚杆是一种将钻进，注浆，锚固功能合而为一的锚杆，可以保证在复杂地层（软岩，土层，断裂带等）条件下的锚固效果，具有可靠，高效，简便的特点。 (1)钻杆及锚杆合而为一，在风化岩，碎岩层，回填区，砂，粘土，园卵石层等不需套管护壁，即能形成锚孔，保证锚固与注浆效果。操作简便，快捷省时，节省25%工作量，减少工程成本。 (2)高效能的注浆，充填裂隙，固结岩体和土层，控制地下水，具有良好的注浆扩散半径及可靠的锚固质量。 (3)连续的螺纹使迈式注浆钻进锚杆可任意切割，连接，适合在狭窄的工作场地施工。同时，连续的螺纹使迈式注浆钻进锚杆比光滑的钢管具有更强的粘结阻力。据实验结果所得，粘结阻力高出光滑钢管2—3倍。本文仅就用潜孔钻机施工自进式锚杆作简介，当采用手持气腿式风钻的施工方法与使用潜孔钻大体相同，两者区别在于手持气腿式风钻合用于4m以内的自进式锚杆。 1. 施工方法 1.1 施工准备 用人工或机械将要施工的场地平整好，以便潜孔钻能行驶、进出及操作。一般要修一条潜孔钻机行驶便道，便道规定宽3m左右，坡度控制在30%，而施工场地需4m×5m。根据需要搭设工作平台或搭设脚手架，以便操作。将各种风管和水管接好，保持各种管路畅通，空压机司机和注浆手及潜孔钻司机到位，空压机、潜孔钻机、注浆泵、灰浆搅拌机试机无端障，备好各种料具。 在施工前，应进行技术、质量和安全交底，交底要有记录，并有交底人和接受交底人签字，监理进行检查。 1.2锚杆的安装 （1）使用前，应检查钻头、钻杆是否通气，如有堵塞应解决通畅后方可使用。 （2）连接钻头和锚杆、凿岩机和钎尾、钻机连接套和钎尾、锚杆和钻机连接套等。 （3）锚杆对准设计的锚孔位置，凿岩机应先给风或水，然后钻进，在破碎岩中钻进时，钻头的水孔易堵塞，因此在钻进时，应放慢钻进速度，多回转，少冲击，注意水从钻孔中流出的状况，若有水孔堵塞的现象，应后撤锚杆500mm左右，并反复扫孔，使水孔畅通，然后慢慢推动，直到设计深度。 （4）钻进至设计深度，应用水或空气洗孔，检查钻头上的孔是否畅通，然后将锚杆从钻机连接套上卸下，锚杆按设计规定外露。 （5）用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口100mm左右作为封孔进行注浆，如注浆压力较大或围岩较为破碎，也可采用锚固剂封孔。 1.3锚杆的注浆 （1）检查注浆泵及其配件是否齐备和正常，水泥浆或水泥砂浆的水灰比或粒径、湿度等是否符合设计规定。 （2）用水或空气检查锚孔是否畅通，调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止，从泵出口出来的砂浆，必须要均匀，不能有断续不均现象。 （3）迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好，开动泵注浆，整个过程应连续灌注，不断顿，必须一次完毕，观测浆液从止浆塞边沿流出或压力表达成设计值，即可停泵。若注浆过程中，出现堵管现象，应及时清理锚杆、注浆软管和泵，此时若泵的压力表显示有压，应反转电机1-2秒卸压，方可卸下各接头，电机反转时间必须短暂。 （4）当完毕一根锚杆的注浆后，应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装至另一根锚杆，然后注浆，若停泵时间较长，在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆，以避免堵孔。在整个注浆过程中，操作人员应密切配合，动作迅速，保证注浆过程的连续性。 （5）在浆液终凝之前，不得敲击、碰撞或施加任何其它荷载。 施工单位应做好作业班组技术交底；注浆时监理人员现场进行旁站监理。 1.4结束工作 当钻孔和注浆完毕后，一方面撤走各类机械设备；拆除类脚手架；再进行场地清理。 2. 施工工艺流程 3. 劳动力组织及进度指标 3.1 劳动力组织 每班需配备空压机司机1人，电工1人，管道工2人，灰浆搅拌机司机1人，注浆泵操作司机1人，潜孔钻司机1人，配合钻孔3人，灰浆搅拌机配合3人，安垫板、螺母1人，配合注浆泵1人，其他配合人员4人，带班员1人。每班劳动力20人，三班共计需劳动力60人。 3.2 进度指标：视地质情况而定，一般软岩层每小时钻孔20米，注浆速率2023 l/h。日进度可钻孔160米，注浆160米。 4. 机械设备配置 需配置空压机1台（≥12m3/h），通风管若干（≥φ80mm），灰浆搅拌机和注浆泵各1台（或与锚杆配套的迈式泵M400型1台）。 5. 质量控制要点 5.1 种管路要顺直，保证送风的通畅。 5.2 根据岩层情况和本地气温拟定锚杆钻进的角度和方向及长度，浆液的配合比（如掺水玻璃、速凝剂），钻头的形式（十字钻头或一字钻头）。 5.3钻孔时一定要将锚杆外露10cm，便于安装拱形垫板和球形螺母以增大锚杆抗拔力和粘结力，以使