朱斌 陳博 安文斌

中鐵一局集團(tuán)有限公司第三工程分公司 陜西 寶雞 721000

1 工程概況

某公園北站，屬于一期工程的中間站，主要和五號(hào)線進(jìn)行換乘。在本工程中，其中三號(hào)線在上面，五號(hào)線在下面。

1.1 3號(hào)線車站

在本工程中，其中三號(hào)線車站長(zhǎng)310m，標(biāo)準(zhǔn)段寬為24.65m～29.5m，基坑深度為16.5m左右（如圖1所示）。在三號(hào)線車站施工中，由于車站主體設(shè)計(jì)為地下兩層三柱四跨箱廂結(jié)構(gòu)，所以采用的明挖進(jìn)行施工。在具體施工中，車站圍護(hù)采用900mm左右的地下連續(xù)墻施工[1]。

圖1 三號(hào)線現(xiàn)場(chǎng)施工圖

1.2 5號(hào)線車站

在本工程中，其中五號(hào)線車站總長(zhǎng)313m，標(biāo)準(zhǔn)段寬22.9m，基坑深度在25m左右（如圖2所示）。在五號(hào)線施工中，由于車站主體為地下三層雙柱三跨箱廂框架結(jié)構(gòu)，所以采用了明挖法進(jìn)行施工。在具體施工中，車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻的方式。

圖2 5號(hào)線車站現(xiàn)場(chǎng)施工圖

預(yù)應(yīng)力錨索主要技術(shù)參數(shù)：預(yù)應(yīng)力錨索錨筋采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa，鋼絞線根數(shù)為3根7′s15.2和4根7′s15.2；鉆孔直徑為?=150mm，角度 α=20°；間距為1.5×1.5m和2×2m。錨具型號(hào)OVM15。灌注材料：采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥，注漿體強(qiáng)度M25，水灰比1∶1～1∶2，一次注漿壓力0.4～0.6MPa；二次注漿壓力為2.0～3.0MPa。設(shè)計(jì)3號(hào)線北側(cè)7道錨索、南側(cè)5道錨索，5號(hào)線西側(cè)7道錨索。東側(cè)5道錨索，錨索長(zhǎng)度約21m，錨固端均長(zhǎng)9m，自由端均長(zhǎng)12m。

2 工程、水文地質(zhì)

在本工程施工中，地形有一定起伏，但是高差不算大，可以說(shuō)是相對(duì)平整。

通過(guò)對(duì)本工程進(jìn)行巖土工程勘察，該地為第四系松散層覆蓋，其中下伏基巖為礫巖。通過(guò)對(duì)本工程進(jìn)行地質(zhì)勘查，發(fā)現(xiàn)地層主要為砂卵石地層，其中地下水位孔隙潛水，相對(duì)來(lái)說(shuō)水量比較大，而且具有一定的承壓性[2]。

3 預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn)

在本工程施工中，通過(guò)進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)可以更好對(duì)錨索承載力進(jìn)行確定，而且可以對(duì)錨索設(shè)計(jì)的參數(shù)和施工工藝進(jìn)行有效的驗(yàn)證。另外在預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn)中，需要相關(guān)工作人員對(duì)拉拔試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，更好的保證工程的順利進(jìn)行。

在進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)中，需要在典型工點(diǎn)進(jìn)行，而且需要至少做三孔，而且試驗(yàn)孔的選擇需要具有一定的代表性，不能影響后續(xù)錨索的施工進(jìn)度。另外在在進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)中，為了保證工程的順利進(jìn)行，需要在每一片錨索框架內(nèi)最多選擇一個(gè)孔進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，而且對(duì)各個(gè)試驗(yàn)孔位置不能選擇同一工能部位。

在進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)中，為了保證試驗(yàn)的有效性，需要保證安設(shè)錨索工程同一地層中進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。

在進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)中，為了保證試驗(yàn)的有效性，需要保證錨索拉拔試驗(yàn)加荷裝置的定額壓力必須大于試驗(yàn)拉力，從而更好地保證施工質(zhì)量。

在進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)中，錨索拉拔試驗(yàn)的檢測(cè)裝置需要滿足設(shè)計(jì)精度要求，更好的保證試驗(yàn)的有效性。

在進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)中，需要對(duì)最大加荷進(jìn)行嚴(yán)格控制，不能超過(guò)鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的0.9倍。

在進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)中，為了保證試驗(yàn)的有效性，需要進(jìn)行分級(jí)施加荷載。在進(jìn)行加荷載操作中，需要每隔五分鐘進(jìn)行觀察一次，在兩次觀察錨頭位移量小于0.1mm的時(shí)候，才能加下一級(jí)荷載。

試驗(yàn)中，應(yīng)由技術(shù)人員詳細(xì)記錄每級(jí)荷載下不同觀測(cè)時(shí)間的錨頭位移量，在每一級(jí)加荷等級(jí)的觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，測(cè)讀錨頭位移量不小于3次[3]。

4 預(yù)應(yīng)力錨索施工的主要關(guān)鍵技術(shù)

月湖公園北站為T(mén)型換乘車站，與恒大雅苑基坑無(wú)縫銜接，雙方為了節(jié)約成本，達(dá)成同步建設(shè)意向，故而無(wú)法采用內(nèi)支撐體系，從而采用了錨索支護(hù)體系。由于本站地層有較厚的卵石層，根據(jù)地層選用跟管鉆進(jìn)法進(jìn)行施工。能夠有效地穿透卵石層并能保證有效成孔和鉆孔迅速止水。錨索施工主要施工工序是：鉆孔、錨索制作及安裝、制漿注漿、張拉錨固等。主要關(guān)鍵技術(shù)在鉆孔、自制同錨索入孔止?jié){袋、漿液拌制、注漿、張拉。

4.1 鉆孔

根據(jù)本站砂卵石地層要求，錨索鉆孔機(jī)械選用HDL—160D型鉆機(jī)，雙管鉆進(jìn)，能夠有效地穿透卵石層并能保證有效成孔和鉆孔迅速止水。錨索孔在圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻施工過(guò)程中，預(yù)埋直徑DN200的套管。錨索施工前鑿出鋼套管，調(diào)整鉆孔機(jī)鉆臂架的水平位置、高度、方位和傾角，使鉆桿和套管夾具精確對(duì)準(zhǔn)孔位，調(diào)整方位和傾角符合設(shè)計(jì)要求。安設(shè)高壓水泵，將進(jìn)水管與水源接通，將出水管與鉆孔機(jī)上進(jìn)水管接通。

4.2 漿液拌制

漿體攪拌使用型號(hào)LHJ200攪拌機(jī)，漿體應(yīng)攪拌均勻，防止混入雜物。按照設(shè)計(jì)比例采用材料為42.5mpa水泥，注漿體強(qiáng)度M25。漿體按配合比配置，一次灌漿選用水灰比0.45～0.5的水泥凈漿，二次高壓注漿宜使用水灰比0.45～0.50的水泥凈漿，適量加入外加劑以促進(jìn)早凝劑和控制泌水[4]。

4.3 注漿

4.3.1 車站上部黏土層孔內(nèi)水流較小時(shí)，成孔后套管留在孔內(nèi)，伸入一次注漿管（距孔底宜為100～200mm）注滿漿液；二次注漿管與錨索（灌漿管的邊壁帶孔，出漿孔應(yīng)進(jìn)行可灌密封處理，且與孔內(nèi)錨索等長(zhǎng)）綁扎在一起，待套管內(nèi)注滿漿液后插入孔內(nèi)，再拔出套管（每拔10m套管在孔口補(bǔ)一次漿），在套管全部拔出一次注漿體達(dá)到初凝后進(jìn)行二次注漿。

第一次采用重力或低壓（0.4～0.6MPa）灌漿方式，導(dǎo)管底端插入孔底，在灌漿同時(shí)將導(dǎo)管緩慢的勻速撤出，導(dǎo)管的出漿口應(yīng)始終處于孔中漿體的表面以下，保證孔中氣體、漿液、水能全部溢出，第二次采用高壓（2～3MPa）注漿，孔口設(shè)止?jié){塞，在首次灌漿初凝后2～4h內(nèi)向孔中二次灌注水泥凈漿，注滿后保持壓力5～8min。

4.3.2 設(shè)計(jì)注漿方式為先注漿后安裝錨索，再二次注漿。但項(xiàng)目部在施工過(guò)程中，由于卵石層中承壓水水流量過(guò)大，由于錨索采用套管跟進(jìn)施工工藝，在高水位及承壓水下時(shí)，注漿時(shí)漿液會(huì)被套管內(nèi)水流沖出，無(wú)法凝固則采用以下注漿方案：鉆孔完成，放入鋼絞線后，將套管拔出，再注漿。

4.3.2.1 錨索隔離支架中穿入兩根注漿管，制作好的鋼絞線表面用自制鋼絲網(wǎng)（支架直徑120mm間距l(xiāng)m）支撐將其包裹，鋼絲網(wǎng)與鋼絞線中間具有一定縫隙（等同于原套管存在時(shí)功能，同時(shí)透水性好）。鋼絲網(wǎng)應(yīng)選擇密目鋼絲網(wǎng)，孔徑大小要求只允許細(xì)沙通過(guò)，不讓小石子通過(guò)，同時(shí)有一定的剛度。

4.3.2.2 一二次注漿管應(yīng)在錨索注漿入口用不同顏色膠帶做上標(biāo)記，2根注漿管長(zhǎng)度與錨索同步，二次注漿管每隔500～600mm米左右打孔并用膠帶封好，防止一次注漿漿液進(jìn)入，在二次注漿壓力下各段相互擠壓，保證分段注漿的施工質(zhì)量，有效減弱了由于水壓過(guò)高而對(duì)注漿的影響。

一次注漿應(yīng)封堵錨索孔預(yù)留觀察管，注漿時(shí)使用低壓，將孔內(nèi)氣體、漿液和水從觀察孔全部溢出，看到漿體濃度較大時(shí)，扎緊觀察管，繼續(xù)壓漿，當(dāng)壓力達(dá)到0.4～0.6MPa時(shí)，扎緊注漿管，方可停止注漿。

4.3.2.3 注漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中途停止。一次灌漿調(diào)配水泥漿施工中按比例均勻添加速凝劑。加速凝劑主要原因是加速水泥在水層凝結(jié)，更好保證鋼絞線附近水泥漿不易流失。二次注漿采用高壓注漿壓力2～3MPa，漿液為水泥凈漿，適量加入外加劑促進(jìn)早凝劑控制泌水[5]。

4.4 張拉

在錨索張拉施工中，需要在錨索固結(jié)體的強(qiáng)度達(dá)到15MPa和腰梁砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%的時(shí)候才能進(jìn)行錨索的張拉鎖定。在進(jìn)行錨索張拉鎖定作業(yè)中，需要有專業(yè)的設(shè)備，而且在具體施工之前需要對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，需要張拉設(shè)備能夠符合相關(guān)要求才可以正常施工。在具體的施工中，錨索張拉作業(yè)順序和技術(shù)要求需要嚴(yán)格按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

一是在錨索張拉施工中，腰梁的承壓面需要保證平整，而且需要錨索軸線垂直，才能更好地進(jìn)行張拉施工作業(yè)。二是在具體施工中，需要提前對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，只有做好標(biāo)定以后才能進(jìn)行張拉施工。三是在錨索張拉施工中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)順序進(jìn)行，避免對(duì)鄰近錨索造成影響，影響工程的順利進(jìn)行。四是在錨索張拉施工中，需要按照1.05倍軸向設(shè)計(jì)拉力進(jìn)行錨索預(yù)張拉。另外在具體操作中，錨索張拉施工需要緩慢進(jìn)行，加載速度不能過(guò)快，保證錨頭的穩(wěn)定性。

五是在錨索張拉施工中，錨索拉力需考慮鎖定過(guò)程中的預(yù)應(yīng)力損失量；預(yù)應(yīng)力損失量宜通過(guò)對(duì)錨定前、后錨索拉力的測(cè)試確定；缺少測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)，鎖定時(shí)的錨索拉力可取鎖定值的1.1～1.15倍。六是錨索鎖定需考慮相鄰錨索張拉鎖定過(guò)程引起的預(yù)應(yīng)力損失，當(dāng)預(yù)應(yīng)力損失嚴(yán)重時(shí)，需進(jìn)行再次鎖定，錨索出現(xiàn)錨頭松弛、脫落、錨具失效等情況時(shí)，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)并對(duì)其進(jìn)行再次鎖定[6]。

5 結(jié)束語(yǔ)

地鐵車站大部分為深基坑明挖施工，基坑變形、地表及建（構(gòu)）筑物的變形，支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變和地下水的動(dòng)態(tài)變化，極其重要。對(duì)于支護(hù)采用錨索支護(hù)形式的深基坑，錨索施工的質(zhì)量是關(guān)鍵。在砂卵石層中錨索成孔采用雙管跟進(jìn)施工，注漿采用二次注漿形式及一次注漿加入適量早凝劑控制泌水，有效地避免了成孔過(guò)程中的塌孔及漿液流出。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，采用了根據(jù)地層采用了兩種注漿工藝，在后期錨索張拉檢測(cè)中，合格率達(dá)到了100%。因此在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，基坑變形較小。