地下連續(xù)墻施工錨索切除技術(shù)的研究

1、地鐵車站地連墻施工錨索切除的技術(shù)研究（李懂懂）中鐵四局集團(tuán)有限公司摘要：本人通過(guò)收集有關(guān)資料，編制方案和在施工中總結(jié)的一些技術(shù)參數(shù)來(lái)確定地連墻切割錨索技術(shù)的可行性。關(guān)鍵詞：錨索；切割技術(shù)；金剛石索繩；基礎(chǔ)工程；拆除一、 概述 在城市地鐵、基礎(chǔ)房建施工中因臨邊的建筑物作業(yè)面及其狹小，經(jīng)常會(huì)遇到原有建筑所留下來(lái)的錨索構(gòu)件，所以我們就要采取相應(yīng)措施去拔除切割這些影響后期施工所帶來(lái)的隱患做一探討及研究。本文通過(guò)中鐵四局施工的鄭州地鐵5號(hào)線，鄭汴路站及康寧路站通過(guò)試驗(yàn)段地下連續(xù)墻施工，驗(yàn)證采用金剛石繩鋸水下切割錨索方案的可行性，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，分析金剛石繩鋸水下切割錨索的工效及切割效果，通過(guò)該技術(shù)在

2、工程實(shí)踐中的應(yīng)用，體現(xiàn)了該技術(shù)高效、安全、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。為鄭汴路站和康寧路站圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案確定提供實(shí)踐依據(jù)。二、 工程概況鄭州地鐵5號(hào)線06標(biāo)主要包括3個(gè)明挖車站、2個(gè)盾構(gòu)區(qū)間、1個(gè)明挖區(qū)間和一個(gè)商業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū),分別為康寧路站、鄭汴路站、中興路站（與鄭汴路站T字換乘）及商業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、金水東路站鄭州東站盾構(gòu)區(qū)間、鄭州東站康寧路站盾構(gòu)區(qū)間、康寧路站鄭汴路站明挖區(qū)間。1、鄭汴路站鄭汴路站位于心怡路上，呈南北方向布設(shè)，車站總長(zhǎng)540.4米，標(biāo)準(zhǔn)段寬23.1米，開(kāi)挖深度約17.5米，實(shí)驗(yàn)段位于心怡路東側(cè)車道上，東側(cè)為易元國(guó)際高層建筑；西側(cè)有一處110KV架空高壓線，與地連墻水平距離約8米，架空線最底部

3、與地面相距18米。本次試驗(yàn)段地下連續(xù)墻位置位于CK17+759CK17+765，幅寬6m，墻的厚度為1000mm，成槽深度為原地面以下33米，鋼筋籠長(zhǎng)度為28米。根據(jù)前期錨索調(diào)查資料，試驗(yàn)段范圍內(nèi)，易元國(guó)際大廈基坑圍護(hù)錨索伸入地下連續(xù)墻施工范圍內(nèi)，錨索規(guī)格為15.2mm，每束錨索均由4根鋼絞線組成。錨索上下共計(jì)兩排，豎向間距4m，第一排位于地面以下7.4m，第二排位于地面以下11.5m；水平間距1.5m，6m槽段范圍內(nèi)存在錨索數(shù)量為68束。試驗(yàn)段試驗(yàn)段位置示意圖錨索與車站基坑相對(duì)位置關(guān)系鄭汴路站基坑海馬公園B6地塊與鄭汴路站基坑位置關(guān)系圖易元國(guó)際鄭汴路站基坑 易元國(guó)際商務(wù)樓與鄭汴路站基坑位置關(guān)

4、系圖正巖鉑茲鄭汴路站基坑正巖鉑茲中心與鄭汴路站基坑位置關(guān)系圖三、 主要研究對(duì)象根據(jù)原民用建筑的新建工程中采用打入錨索的方式來(lái)進(jìn)行地下邊坡支護(hù)的方式來(lái)進(jìn)行支護(hù)，而后完工就形成了永久錨索，在我們之后的建筑中就會(huì)遇到這些支護(hù)錨索，因此我們需要去拆除這些原有的錨索。四、 錨索處理方案由于車站兩側(cè)高層建筑的遺留錨索侵占到車站基坑，對(duì)車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工造成很大影響。為了能更好的解決這一問(wèn)題，在鄭州軌道公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)下，經(jīng)設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、類似工程施工科研單位、施工單位的共同努力，克服了重重困難，于2015年2月16日成功完成實(shí)驗(yàn)段。下面將1000mm厚地連墻金剛石繩鋸切割錨索試驗(yàn)段記錄及總結(jié)。1、 設(shè)

5、備選用 為了保證施工效率，同時(shí)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)地連墻導(dǎo)墻施工便于安裝、移動(dòng)等功能的需要，選擇以電力驅(qū)動(dòng)的液壓驅(qū)動(dòng)型金剛石繩鋸機(jī)，采用金剛石繩鋸切割工藝，其特點(diǎn)是安全、高效的切割拆除錨索。根據(jù)金剛石繩鋸切割的技術(shù)要求，采用連續(xù)墻開(kāi)挖槽內(nèi)護(hù)壁泥漿作為冷卻液，輔助機(jī)具包括錨索切割整體支架及鋒利型特制的金剛石繩。 切割裝置包括：3-錨索夾緊液壓系統(tǒng)及泵站、6-設(shè)于地下槽內(nèi)的金剛石繩導(dǎo)向固定輪、7-金剛石繩、8-金剛石繩鋸機(jī)固定底座、9-用于金剛石繩鋸機(jī)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)輪、10-用于金剛石繩鋸機(jī)遙控操作的遙控器、11-金剛石繩鋸機(jī)動(dòng)力泵站，切割設(shè)備平面及剖面圖如圖1、2所示。圖1 切割設(shè)備平面圖 圖2切割設(shè)備剖面

6、圖地下連續(xù)墻試驗(yàn)段成槽施工采用SG60型液壓抓斗成槽機(jī)，鋼筋籠吊裝主吊采用260T履帶吊車，副吊采用150T履帶吊車。金剛石繩鋸切割采用北京發(fā)研公司自發(fā)研制的金剛石繩鋸切割機(jī)。主要分為兩大部分，金剛石繩鋸切割機(jī)主機(jī)（含控制盤）、夾持具（含液壓泵）。夾持具找到并夾緊錨索后，主機(jī)提供切割動(dòng)力帶動(dòng)金剛石繩鋸對(duì)錨索切割。 金剛石繩鋸切割機(jī)主機(jī) 金剛石繩鋸切割機(jī)控制盤 夾持具液壓泵 夾持具1、 施工流程五、施工重點(diǎn)1、錨索區(qū)域固定 因?yàn)殄^索在地連墻槽內(nèi)泥漿里，所以我們要如何固定錨索是我們研究的對(duì)象，首先我們應(yīng)制作導(dǎo)墻如下圖所示：導(dǎo)墻施工：2015年1月20日至2月6日而后我們應(yīng)用成槽機(jī)進(jìn)行成槽如下圖所示

7、 械成槽開(kāi)挖： 2月14日7時(shí)18分至12時(shí)15分2、設(shè)備的安裝與固定安設(shè)金剛石繩鋸機(jī)固定底座，金剛石繩鋸機(jī)安裝必須固定牢固，周正水平，保證繩鋸機(jī)的主動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、金剛石繩三點(diǎn)處在一條鉛垂面上。如下圖所示：底座固定由于錨索材質(zhì)的特殊性及地下施工空間的限制，不能出現(xiàn)卡繩、短繩事故，因此我們選用金剛石繩索的級(jí)配要優(yōu)選。金剛石索繩需要采用進(jìn)口高強(qiáng)度、高柔韌性的鋼絲繩索，金剛石選用比一般的切割鋼筋混凝土采用金剛石繩索采用的胎體、金剛石等級(jí)、制作配方更高，既要滿足工藝參數(shù)的實(shí)施要求，又要滿足切割裝置的級(jí)配制造的要求。金剛石在金剛石繩胎體中的濃度相對(duì)較低，選用粗顆粒高品質(zhì)金剛石單晶體作為主要切削材料，金剛

8、石繩胎體選用高等硬度的胎體。我們選用的金剛石繩索如下圖所示：金剛石索繩而且地下索深度處于地下15m處，切割時(shí)金剛石繩索長(zhǎng)達(dá)35m，因此需要所選驅(qū)動(dòng)設(shè)備提供足夠的動(dòng)力才能才能滿足切割要求。為了保證施工效率，同時(shí)根據(jù)導(dǎo)墻施工便于安裝、搬遷等功能，所以我們所選擇的為北京發(fā)研自主研發(fā)的錨索切割機(jī)具主機(jī)驅(qū)動(dòng)為電力驅(qū)動(dòng)，錨索夾具采用液壓驅(qū)動(dòng)的如下圖所示：金剛石錨索切割主機(jī)錨索切割機(jī)夾具的液壓系統(tǒng)3、錨索夾具支架錨索夾具支架分為：支架底部部分、支架上部部分、支架固定部分；其中支架底部部分包括：錨索夾緊定位導(dǎo)向件、錨索夾緊鉗口、錨索夾緊液壓系統(tǒng)及泵站；支架固定部分包括；金剛石繩劇基底坐固定件、用于支架與地面固

9、定連接的連接件。支架底部部分為整體裝配，用于導(dǎo)入錨索并夾住錨索，支架上部部分為高度可調(diào)，可根據(jù)地下錨索位置調(diào)節(jié)支架高度，支架上部部分與支架底部部分采用承插方式進(jìn)行連接，支架固定部分用于將整個(gè)支架與地面固定連接，支架上部部分與支架固定部分采用螺栓機(jī)械連接，支架固定部分與地面采用預(yù)埋螺栓連接。錨索夾具支架組裝時(shí)先組裝支架底部部分，同時(shí)穿入金剛石繩索，在連接支架上部部分，支架上部部分根據(jù)錨索所處的地下位置進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，在支架底部部分和上部部分拼接完成后，采用起重機(jī)吊如地下連續(xù)墻開(kāi)挖槽內(nèi)，同時(shí)利用錨索夾緊定位導(dǎo)向件將錨索導(dǎo)入錨索夾緊鉗口下方，在地下連續(xù)墻開(kāi)挖導(dǎo)墻頂部固定切割支架固定部分，連接錨索夾緊液

10、壓系統(tǒng)及泵站啟動(dòng)鉗口沿導(dǎo)軌下移夾緊錨索。如下圖所示：錨索切割機(jī)支架安裝當(dāng)我們用成槽機(jī)挖至第一層錨索時(shí)我們就應(yīng)該用金剛石繩鋸切割機(jī)去切除錨索如下圖所示：錨索切割機(jī)下槽 錨索切割機(jī)水下切割 錨切割機(jī)下槽圖片 錨索切割機(jī)切割錨索圖片第二層錨索處理（4束），2月14日21時(shí)25分至15日1時(shí)10分。 4、錨索切割的一些技術(shù)參數(shù)的控制切割過(guò)程包括預(yù)切切割和正常切割，在所述正常切割過(guò)程中，當(dāng)遇到異常情況時(shí)，還包括異常切割。切割效率和切割質(zhì)量的另一關(guān)鍵因素取決于切割參數(shù)的合理選擇，對(duì)壓力、線速度兩種參數(shù)的合理匹配控制是施工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)三種切割狀態(tài)，在每種切割情況下均適當(dāng)調(diào)整切割參數(shù)值。 金剛石繩索

11、預(yù)切壓力為8-10MPa，預(yù)切速度為5-6m/s;正常切割壓力為18-22MPa，正常切割速度為18-20m/s，金剛石索繩的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該滿足切割過(guò)程中最大張拉強(qiáng)度的要求。5、切割施工預(yù)切切割：預(yù)切精度控制直接決定著整個(gè)切割的施工質(zhì)量，預(yù)切應(yīng)輕壓、慢速的操作方式，待繩索無(wú)任何抖動(dòng)后停止切割，停機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，符合實(shí)際要求方可繼續(xù)切割。 正常切割：正常切割時(shí)，一切參數(shù)保持正常，以確保切割時(shí)金剛石繩在槽內(nèi)的垂直回轉(zhuǎn)切割。異常切割：在正常切割過(guò)程中，遇到異常情況，如遇到卡繩情況時(shí)，應(yīng)采取輕壓、慢轉(zhuǎn)進(jìn)行研磨切割，直到恢復(fù)正常情況方可繼續(xù)切割。否則應(yīng)立即停機(jī)，分析情況，采取特殊方案處理，異常情況解決后，則繼

12、續(xù)進(jìn)行正常切割。重新每次正常切割前，進(jìn)行偏移測(cè)量一次，當(dāng)超出允許值時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行糾偏。當(dāng)施工中測(cè)得切割軸線的偏移尺寸超出允許范圍時(shí)，實(shí)施糾偏。糾偏前把情況分析清楚，確定需要糾偏的方向，調(diào)整切割設(shè)備底座、導(dǎo)向輪，實(shí)施糾偏。 切割施工6、結(jié)語(yǔ)由于本次地下連續(xù)墻施工為試驗(yàn)段施工，且為車站第一幅地下連續(xù)墻施工，施工過(guò)程中不可避免的存在一些問(wèn)題，但發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后現(xiàn)場(chǎng)管理人員和技術(shù)人員及時(shí)解決并提出改進(jìn)措施，現(xiàn)場(chǎng)施工順利進(jìn)行。錨索切割時(shí)間可控：根據(jù)本次試驗(yàn)施工記錄，對(duì)本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，尤其是金剛石繩鋸切割機(jī)對(duì)錨索的夾持和切割時(shí)間進(jìn)行分析。第一層4束錨索總的切割時(shí)間（含設(shè)備組裝、就位、切割、移機(jī)等）為5小時(shí)42分鐘

13、，平均每束錨索切割時(shí)間為1小時(shí)25分鐘；第二層4束錨索總的切割時(shí)間為3小時(shí)45分鐘，平均每束錨索切割時(shí)間為56分鐘；根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析，第一次錨索切割占用時(shí)間較長(zhǎng)是因?yàn)樵O(shè)備第一次組裝，占用2小時(shí)15分鐘。而第二層錨索切割時(shí)設(shè)備已組裝完成，直接吊放入槽中即可，節(jié)約了設(shè)備組裝的時(shí)間。兩層錨索切割移機(jī)的時(shí)間都在3040分鐘之間，主要是錨索定位和夾持的時(shí)間，錨索切割占用時(shí)間都很短，在35分鐘。比較兩次錨索切割時(shí)間，可發(fā)現(xiàn)，后續(xù)錨索切割時(shí)，由于設(shè)備基本都組裝完成，可節(jié)約設(shè)備組裝時(shí)間，且隨著操作工人操作的熟練程度提高，錨索定位和夾持的時(shí)間也相應(yīng)的可以縮短。錨索的切割時(shí)間可控制在每束40分鐘。安全質(zhì)量有保證:

14、在厚度1m地下連續(xù)墻內(nèi)采用金剛石繩鋸機(jī)切割錨索，環(huán)保，無(wú)噪聲污染，且切割過(guò)程中對(duì)槽壁土層擾動(dòng)小，不會(huì)造成槽壁塌方，成槽施工安全質(zhì)量有保證，且切割后剩余錨索端頭不會(huì)影響鋼筋籠安裝；總體工期受控：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程，金剛石繩鋸切割錨索滿足施工生產(chǎn)需要，施工過(guò)程中只需根據(jù)施工進(jìn)度配備相當(dāng)數(shù)量的金剛石繩鋸切割機(jī)，完全能夠滿足施工進(jìn)度需要和工期要求。金剛石繩鋸處理錨索優(yōu)勢(shì)明顯：試驗(yàn)段兩層錨索埋深分別為7.8m、11.7m，位于粉土地層中，屬于易塌孔地層。金剛石繩鋸特有的夾具將錨索夾住后再進(jìn)行切割，避免了錨索晃動(dòng)擾動(dòng)地層帶來(lái)的塌孔。改進(jìn)措施：金剛石繩鋸切割錨索的時(shí)間很短，關(guān)鍵是準(zhǔn)備工作及錨索定位，下一步將結(jié)

15、合本次試驗(yàn)重點(diǎn)在以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。、錨索夾持具、軌道、從動(dòng)輪等設(shè)備可組合連接在一起，形成固定模塊，錨索切割時(shí)不用再安裝，節(jié)省錨索切割的準(zhǔn)備時(shí)間，可提高錨索切割工效；、可在槽段上方架設(shè)小型龍門吊作為金剛石繩鋸切割機(jī)移動(dòng)的吊裝設(shè)備，可節(jié)約繩鋸切割機(jī)平移的時(shí)間；、在設(shè)備下部結(jié)構(gòu)底部加設(shè)機(jī)械臂，在錨索定位上節(jié)約時(shí)間。、整個(gè)施工過(guò)程中耗時(shí)最長(zhǎng)的時(shí)間為第二層錨索以下成槽時(shí)間，耗時(shí)20小時(shí)17分，主要原因兩方面：一是15日凌晨3:05成槽機(jī)油管爆裂，沒(méi)有備用油管，至上午9:17正常出渣；二是受場(chǎng)地影響，泥漿是采用泥漿車從南側(cè)場(chǎng)地拉運(yùn)過(guò)來(lái)，工藝不及時(shí)，并且地質(zhì)情況差，細(xì)砂層厚，滲水嚴(yán)重，這也是混凝土6.1方的主要原因。下