富水粗砂层锚索施工涌水涌沙处理技术

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1、富水粗砂层中锚索施工涌水涌砂处理技术中铁十五局集团城交公司韦尚坤【内容摘要】深圳地铁二号线东延线工程土建2224标段[岗厦北站～华强北站]区间设一盾构井（兼做轨排井），采用五道锚索支撑，锚索施工中出现涌水涌砂情况下，安全、顺利地完成了施工任务。本文结合工程实例，详细介绍了富水粗砂中锚索施工中涌水涌砂处理技术，为同类工程施工具有参考意义。【关键词】粗砂层锚索施工涌水涌砂处理技术1工程概况深圳地铁二号线东延线工程土建2224标段[岗厦北站～华强北站]区间设一盾构井（兼做轨排井），里程为YCK28＋049～YCK28＋129，基

2、坑长度为80m，深19米，工程位于深圳市中心公园内，围护结构采用800mm厚地下连续墙。盾构井段第一、二、三道采用环框梁支撑，第四、五道采用钢支撑，轨排井段采用五道锚索支撑。预应力锚索设计选用1*7标准型钢绞线，公称直径15.2mm，其标准强度为1860Mpa。锚索间水平间距2m，垂直间距4～4.5m。第一道锚索锚固段长度19m，自由段长度12m，第二道锚索锚固段长度20m，自由段长度11m，第三道锚索锚固段长度21.5m，自由段长度10m，第四道锚索锚固段长度22m，自由段长度8m，第五道锚索锚固段长度17.5m，自由段

3、长度5m。2工程地质条件轨排井地质情况从地面至基坑底分别为<1-4>杂填土，<5-2-4>粗砂层，<9-1>全风化花岗岩和<9-2-1>半土状强风化花岗岩地层，地下水埋深2.6m，以孔隙水为主，局部具有承压性，地质断面如图1所示：图1轨排井地质断面图轨排井地层分布特征见下表：轨排井主要地质分层特征表（地面至基底）序号分层代号岩土层名称平均层厚（m）地质特点1<1-4>杂填土5主要成分为生活垃圾、粉质粘土，碎石等，灰黄色，稍湿，疏松。2<5-2-4>粗砂层9.2灰黄、黄褐色，松散～中密，饱和。3<9-1>全风化花岗岩4.9黄

4、褐色，裂隙极发育，原结构基本破坏，遇水易软化、崩解。4<9-2-1>半土状强风化花岗岩5.6黄褐色，局部夹灰白、灰绿色，岩石风化强烈，原岩结构可辨析，遇水软化、崩解。3锚索施工锚索施工设备采用履带式全液压锚索机，这种锚索机移动方便，操作灵活，能够转动各种角度，根据不同作业性质的环境，可采用不同功率，并能控制套管上扣和卸扣，施工速度快，效率高。锚索施工工艺流程为：施工放线→连续墙开孔→施钻锚索孔→制作束体并将其放入锚索孔→固定束体→进行注浆→浇筑腰梁→安装钢锚垫板→张拉及锁定→使束体产生预应力与腰梁、连续墙连接成整体。施工中

5、遵循“分段分层、由上而下、先锚固、后开挖”的原则进行锚索施工及基坑开挖，开挖土方至下道锚索位置后,进行锚索施工，待腰梁混凝土强度达到要求，锚索张拉完成后进行下层土方开挖。3.1锚索施工重难点①由于本基坑地质条件的特殊性，锚索内力值较大，设计锚索孔径为180mm。孔径大，为防止塌孔，采用全套管跟进技术，不许采用泥浆护壁，这在广东地区锚索施工中是非常少见的，并且是在粗砂层中，施工难度大，技术要求高，施工所用180mm钢套管市场根本买不到，需要专门加工制作。②锚索施工中第三、四道锚索要穿越富水粗砂层，如何解决锚索施工中涌水涌砂将

6、是施工中的难点之一。③如何确保粗砂层中锚索施工质量，是施工中又一大难点，也是确保基坑是否安全的重要因素。3.2涌水涌砂原因根据地质勘查资料，轨排井处存在厚度9.2m的粗砂层，且地下水压力大，富存在各地层中，锚索施工中将连续墙打穿后，在压力水流的作用下水和砂顺着锚索孔流出，发生涌水涌砂现象，多次造成地面塌陷，危害基坑安全。3.3涌水涌砂处理措施锚索孔倾角值为20°,孔径180mm，锚索施工前首先要将基坑围护结构地下连续墙锚索孔处连续墙打穿，当施工第三道、第四道锚索时，在打穿连续墙锚索孔时就出现了严重的涌水涌砂现象，没多时就涌

7、出几立方水和砂,锚索成孔困难，有的锚索孔连打穿连续墙都很困难，给锚索施工带来了极大困难，连续墙锚索孔施工如下图2所示。要确保施工锚索过程中不出现涌水涌沙，就要降低基坑外水位到锚索孔口以下,这需要设大量的降水井,不仅要增加相当大的投入，而且大量的降水会引起地面及周边建筑物沉降。另外，地下水在基坑北侧福田河的补给下，降水不一定起到效果。如果从地面对砂层加固，也不一定能达到效果，而且施工时间长。在施工工期、周边环境、地4钢套管施工方法由于将连续墙打通以后就会出现涌水涌砂，施工中工序衔接及材料的准备一定要到位，这样才能将涌水涌砂量

8、减小到最少，钢套管施工步骤如下：①钢套管准备到现场锚索孔设计为φ180mm，连续墙的钻孔为φ200mm，钢套管采用φ190mm的无缝钢管，根据基坑外水压力计算，钢套管长3m即可平衡基坑外的水压力，所以，选用的钢套管长3m。③连续墙取孔材料、人员准备到位后，首先要将连续墙上的锚索孔采用钻孔机将连续墙打穿，