一种穿过盾构掘进断面的锚索群的预处理方法与流程

本发明涉及锚索拆除领域，特别是涉及一种穿过盾构掘进断面的锚索群的预处理方法。

背景技术：

随着城市建设的快速发展，越来越多地运用盾构技术修建的隧道。地下情形非常复杂，盾构区间施工时遇到所需处理的障碍物也是各种各样，锚索处理更是给施工带来较大的难题。

常见的处理锚索的方法主要有开槽后钻机套管跟进拔除法、暗挖隧道清理法等。

开槽后钻机套管跟进拔除法：场地占用面积及土方挖量均较大，在有限的可用施工面积的都市里采用此方法是不切实际的。暗挖隧道清理法：受地质条件限制严重，且需施工一座临时竖井作为进口，造价高、风险大、工期长。

城市隧道地面可利用空间有限，管线错综复杂，常规的处理方法难以适用，为此，研究适用于城市盾构隧道掘进断面锚索群的预处理方法极为必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于可利用施工面积小且锚索埋深较深的穿过盾构掘进断面的锚索群的预处理方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种穿过盾构掘进断面的锚索群的预处理方法，包括以下步骤：

1）、在锚索侵入的盾构路径的上方且远离锚索末端的一侧采用跳仓法施工前序的人工井孔；

2）、在发现锚索的位置先切断锚索，再设置工作平台，并在工作平台上安装拔除工具；

3）、采用拔除工具将锚索拔松、拉出；

4）、回填人工井孔并恢复地面；

5）、根据前序的人工井孔残留锚索的情况调整后序的人工井孔的方位和直径，但保证前序和后序的人工井孔之间形成梅花连接；

6）、重复步骤1）～步骤5）直至拔除全部锚索。

作为上述方案的改进，人工井孔包括上部井孔和设置在锚索处的下部井孔，下部井孔直径大于上部井孔，梅花连接处设置在相邻的下部井孔之间。

作为上述方案的改进，上部井孔高出地面作为挡板。

作为上述方案的改进，先拔松组成锚索的钢绞线，再拔出锚索。

作为上述方案的改进，当拔除工具不能在施力范围内拔除锚索时，在锚索的周围设置若干应力解除孔。

作为上述方案的改进，挖掘人工井孔时，人工井孔的外侧设置若干回灌孔，回灌孔兼作水位观测孔。

作为上述方案的改进，在挖掘人工井孔的同时在内壁浇筑层叠的、环形的一次护壁，处于盾构路径的高度范围内的一次护壁预留爆破孔。

作为上述方案的改进，每节一次护壁的长度为0.5～1m，先在锚索与一次护壁接触的位置设置保护套，再浇筑一次护壁。

作为上述方案的改进，工作平台包括贴合一次护壁的弧形钢板、连接弧形钢板的平直钢板以及设置在弧形钢板和平直钢板之间的支撑块，工作平台下方设置有混凝土垫层。

作为上述方案的改进，当锚索偏置人工井孔的中间位置时，采用混凝土浇筑工作平台，工作平台下方设置有混凝土垫层。

本发明的有益效果：该穿过盾构掘进断面的锚索群的预处理方法通过跳仓法挖人工井孔，布孔灵活，既有效地减少了施工面积又提高了施工速度；若干人工井孔之间采用梅花连接，在盾构路径上形成连续的施工区域，确保了锚索均能拔除。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例的俯视图；

图2是本发明实施例的剖面图；

图3是本发明实施例的人工井孔剖面图；

图4是本发明实施例的一次护壁剖面图；

图5是本发明实施例的一次护壁俯视图；

图6是本发明实施例的第一种工作平台整体图；

图7是本发明实施例的第一种工作平台原理图；

图8是本发明实施例的第二种工作平台整体图；

图9是本发明实施例的应力解除孔主视图。

具体实施方式

参照图1～图9，本发明为一种穿过盾构掘进断面的锚索群的预处理方法，包括以下步骤：

1)、人工井孔3的布置以及开挖的整体思路。

收集穿过盾构隧道掘进断面，即盾构路径2，的锚索1的设计及施工资料，根据锚索1的施工图定孔位，并在全面施工前进行试孔，初步确定锚索1的位置。人工井孔3布置在远离锚索1末端的一侧，从图1上看，人工井孔3布置在侵入起点一侧，便于切断锚索1后拔除。

人工井孔3采用跳仓法开挖，即像跳棋一样间隔挖孔。参照图1，本实施例中，从左到右依次给若干人工井孔3分配a～e五个编号，先施工a和e，再施工c，最后施工b以及d。前序的人工井孔3回填密实后方可施工后序的人工井孔3。同时，后序的人工井孔3扩孔直径根据前序的人工井孔3发现和残留锚索1的情况进行修正。

人工井孔3包括上部井孔31和下部井孔32，上部井孔31与下部井孔32之间采用渐变段过渡。其中上部井孔31高出地面300mm作为挡板，若干下部井孔32之间采用梅花咬合，确保最终处理的断面搭接连贯，确保锚索1处理没有遗落。

该穿过盾构掘进断面的锚索群的预处理方法通过跳仓法挖人工井孔3，布孔灵活，既有效地减少了施工面积又提高了施工速度；若干人工井孔3之间采用梅花连接，在盾构路径2上形成连续的施工区域，确保了锚索1均能拔除。当梅花连接的区域设置在下部井孔32时，能进一步缩小地面上的施工面积。

2)、上部井孔31的开挖。

上部井孔31的直径大于等于1200mm，此段人工井孔3每下挖1米浇灌一次护壁33，遇到不良地质时，每0.5米浇筑一次护壁33。一次护壁33的混凝土等级根据地质条件确定，但不低于C25。

3)、下部井孔32的开挖。

下部井孔32处于盾构路径2的断面区，下部井孔32扩大端头处理，直径的区间为1500mm～2300mm，下部井孔32的长度能够横跨盾构路径2的断面。在上部井孔31与下部井孔32之间的渐变段上，一次护壁33长度不大于0.5米。下部井孔32在开挖至盾构路径2底部时浇筑混凝土，封闭井底。

4)、一次护壁33的结构。

一次护壁33的外形参照图4和图5，一次护壁33的外侧为直圆柱、内侧为圆锥，使得一次护壁33的上方截面大、下方截面小，便于层叠。进一步，一次护壁33的上方还设置有用于卡位前序的一次护壁33的挡板。处于盾构路径2的高度范围内的一次护壁33预留爆破孔34，其他区段内的一次护壁33不需要留置爆破孔34。一次护壁33内的爆破孔34沿轴向从上至下延伸，爆破孔34的下端未穿透一次护壁33，每节一次护壁33沿环向设置了四个爆破孔34，便于拆除一次护壁33回填。

5)、锚索1的拔除。

挖到发现锚索1的位置时，首先敲掉注浆体8，采用砂轮锯切断锚索1，留出足够的拉拔长度，其余锚索1吊出孔外，并及时浇筑混凝土的一次护壁33。一次护壁33浇筑前，在锚索1与一次护壁33接触的位置安装一个PVC套管，其中套管直径参考锚索1直径，防止锚索1被周围浇筑的混凝土裹死。具体参照图6和图7。

先安装工作平台5，再安装拔除工具6。工作平台5包括贴合一次护壁33的弧形钢板51、连接弧形钢板51的平直钢板53和设置在弧形钢板51和平直钢板53之间的支撑块52，工作平台5下方设置有混凝土垫层54，防止沉降。弧形钢板51和平直钢板53均具有便于锚索1穿过的圆孔。拔除工具6包括千斤顶和卷扬机。

安装千斤顶时，按“工作平台5、楔形硬木块55、钢垫板56至千斤顶”的顺序安装。其中弧形钢板51的半径与下部井孔32相当，即其弧度需要贴合一次护壁33。

先采用大行程的千斤顶将锚索1拔松，在拔松过程中采用电动砂轮分段切割，吊出孔外。后采用卷扬机将组成锚索1的钢绞线逐条拉出，其中卷扬机设置在地面，卷扬机的拉力大于2t。

为降低锚索1拔除难度，可以首先拔松一根或者两根钢绞线，解除锚索1与注浆体8的固结，然后将锚索1整体缓慢顶出；另一种方法是先绕锚索1周边钻出一圈应力解除孔7，应力解除孔7应间隔钻孔，参照图9，以上两种方法可组合使用。

6)、偏置锚索1的拔除。

出现锚索1紧挨一次护壁33时，弧形钢板51、平直钢板53以及千斤顶难以架设，于是工作平台5采用混凝土浇筑，然后铺设钢垫板56，并在钢垫板56上安装千斤顶，同时保证工作平台5支撑千斤顶的支撑面垂直于锚索1拉出方向。当锚索1紧挨一次护壁33，两者距离小于200mm时，拔除难度大，容易出现拔断现象，此时采取在后序的人工井孔3中处理，即后序的人工井孔3需调整位置和扩孔直径。

7)、锚索1拔断处理。

钢绞线可能由于拔除应力过大或者本身已经被锈蚀而出现拉断的情况，若锚索1的断面仍在人工井孔3内，但拉拔长度不够时，可适当增大下部井孔32的直径，释放足够的拉拔长度，下部井孔32的最大直径为2500mm；若锚索1的断面处于人工井孔3外，则需在该人工井孔3沿锚索1走向一侧重新开孔，开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。

锚索1拔除完毕后，向盾构路径2高度范围内的一次护壁33上预留的爆破孔34内灌入静爆膨胀剂，破除一次护壁33并将其吊出人工井孔3。其余区段的一次护壁不作处理。

人工井孔3采用6%的水泥石粉渣回填并恢复原貌，确保后续盾构穿越下部井孔32时能成功保压。

9)、监测防护。

根据人工井孔3的结构特征和施工场地水文地质特征对人工井孔3外侧进行回灌措施，回灌孔4兼做水位观测孔。回灌孔4的直径、数量、间距以及孔深根据场地地质及水文条件来确定。

当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。