工程與服務
西安地鐵二號線洲際廣場錨索拔除工程
1.工程概況
西安地鐵二號線北大街站~鐘樓站區間盾構隧道通過在建的洲際廣場樁錨聯合支護的基坑錨固區。錨索（桿）影響的隧道里程起止于YCK12+935.6～YCK13+125.488，長度190m。需要拔除的錨索估計有210根。
洲際廣場錨固區采用的是豎向三道4?12.5預應力錨索，注M20砂漿，每根長30m，其中自由段5m，錨固段25m，向下傾角15°，水平方向間距1.5m；拉拔力分別為350KN、400KN、450KN。成孔采用螺旋鉆，施工過程中有鉆桿斷裂的情況，部分鉆桿沒有取出來。東側孔有擴大直徑現象，M20砂漿注入量有的達到設計的2～3倍，甚至5倍的情況都有。估計錨固端頭形成了蘑菇頭。
洲際廣場錨索與右線隧道的關系
該處基坑東側為人行布道，下面有電力和通訊管線，基坑安全性要求較高。根據宏府地產集團工程部的意見，為了基坑的整體安全，錨索拔除工作要在回填過程中進行。為了獲取準確的各項參數，為拔除洲際廣場所有錨索的順利實施積累經驗，決定進行錨索拔除試驗，試驗對象為第三排錨索。任取3根進行試拔。
2.工程水文地質
該地區地層自上而下，為第四紀新黃土、老黃土、飽和軟黃土、古土壤等，盾構隧道埋深10～12m，主要位于硬塑～可塑的黃土和古土壤地層中。
地下水主要為第四系孔隙潛水，含水層屬弱—中等透水層，埋深10~13m，隧道位于含水層以下，由于早期基坑施工的降水，該處的地下水位可能會更低些。目前由于洲際廣場基坑降水還在進行，地下水位估計在基坑的底部0.5m以下。
3.錨索拔除過程中的難點及所能遇到的問題
3.1直接拉拔會遇到反力不足的問題；
3.2鋼絞線（或錨桿主筋）有可能會被拉斷，使拔除試驗被終止；
鋼絞線被拉斷
3.3拔固過程中，錨索錨固段土體塑性變形區增大，對基坑穩定性不利；
拔錨時土體塑性區
3.4已有錨索的鋼絞線外露部分沒有足夠的長度，使拔錨的夾具無法工作；
3.5拔錨過程及拔錨后對基坑穩定性的影響問題。
4.解決方案
4.1解決方案
跟據現場實地踏勘、收集資料，結合本地區類似工程施工的經驗，擬對以下三種方案進行論述。
方案1：直接拉拔
（1）直接拉拔法是在現有受力錨索現狀情況下直接拉拔。直接拉拔會遇到以下問題：
1）抗拔反力嚴重不足，反力平臺梁的剛度不足；
2）已有錨索的鋼絞線外露部分不夠長，夾具無法作業；
3）錨索錨固段在拉拔過程中，土體的塑性變形區增大，對基坑的穩定性非常不利；
4）有拉斷鋼絞線的可能，而使拉拔試驗無法繼續。
（2）解決問題的方法及措施：
1）在現有腰梁上背焊鋼板或并聯工字鋼以增大腰梁的剛度；
2）加工特種夾具延伸裝置，使鋼絞線等效延長，以便能夠夾緊；
3）錨固段周圍土體塑性變形區大以及有可能剪斷鋼絞線兩個問題無法解決。
方案2：錨索周邊打應力解除孔后拉拔
此方案是針對直接拉拔方案中無法解決的兩個問題進行設計的。在拉拔之前，按一定的次序在已有錨索周邊進行鉆孔，鉆孔直徑110～120mm，鉆孔的深度根據解除后的錨索的剩余抗拔力進行調整，最深鉆至已有錨索錨固端的尾部。成孔的角度應盡量與擬拔錨索一致。必要時也可在上部應力解除孔中注入少量水，使其對錨固段周圍土體進行軟化。這樣做，第一可以阻止錨固段周圍土體塑性變形的擴大；第二降低了錨索的抗拔力，防止了鋼絞線被拉斷的問題。最后采用水泥砂漿灌注封孔。該方案需要最小操作空間約3.0m寬。
應力解除孔位置設置示意
方案3：跟管鉆進套取錨索
加工特制的三翼鉆頭，鉆頭外徑250～300mm，鉆孔跟進套管直徑約為195mm，孔內采用高壓風或循環泥漿進行出渣。鉆進角度盡量與原錨索一致，使鉆擬拔錨索位于鉆管具的中央，當鉆至錨桿的尾部時，便可輕松取出錨索。最后采用水泥砂漿封孔。
跟管鉆進套取錨索示意
4.2施工工藝：
（1）待回填土填至距離錨索0.5m左右時，拆除拔除錨索段的鋼圍檁。
（2）用MK型號的鉆機進行鉆進工作，將鉆進過程中排出的泥漿排入預制的泥漿池內。
（3）完成鉆孔作業后，安裝反力裝置，固定抽錨千斤頂。
（4）用夾具將錨索端頭與千斤頂連接牢固后，開始實施錨索拔除工序。
（5）錨索拔除過程中，拉拔力須緩慢、逐步地增加，循序漸進，當錨索有松動的現象時，注意保持拉拔力的平衡，避免發生錨索斷裂的現象。
（6）拔除一段，切斷一段，保證工作空間。
（7）拔除工作完成后，及時用水泥砂漿對索孔進行充填。
5.各方案經濟技術比較
方案1，直接拉拔由于不能解決錨固段土體塑性變形區大以及有拉斷鋼絞線的可能性兩大問題，致使拉拔工作達不到預期目的。因此方案基本上是不可取的。
方案2，應力解除孔法，理論上沒有問題，但實際操作比較復雜，費用較高。
方案3，需要加工設計特種鉆頭及鉆探工藝，對鉆孔技術要求高，一旦試驗成功后期成本比較低。
以上三種方案，第一方案不可取，第二、第三方案可作為試驗方案，試驗時先進行第三方案的試驗再進行第二方案試驗。
通過信息化反饋指導施工，根據《北大街～鐘樓區間錨索（桿）拔除段設計方案與技術要求》的圖紙會審和設計交底會要求，開始拔除時，完成5根錨索拔除后即應對錨索孔充填水泥砂漿，避免造成地層沉降過大。通過信息化施工，若監測數據反映洲際廣場基坑非常穩定時，可以適當增大一次性回填注漿的范圍。
我方在第三排錨索拔除時，通過調查分析洲際廣場地下水位情況、土體物理力學性質、簡化力學模型分析基坑的穩定性后，結合工程實踐，通過監測數據分析，逐步擴大了一次性回填注漿的范圍。在拔除第二排錨索的過程中，由于錨索角度變化較大，極大的增加了錨索拔除施工的難度，降低了施工進度，由于錨索拔除工期較緊，并且根據監控量測值，我們分析第二排錨索拔除完成后對地表沉降及基坑水平位移影響很小，因此，為了加快錨索拔除施工進度，在地表沉降和基坑水平位移很小的前提下，我單位決定繼續采用信息化反饋指導施工，修改為每10孔為一個回填注漿批次。
6.洲際廣場錨索拔除專項監測方案與應急預案
6.1 地面、基坑內巡視制度
在錨索拔除過程中，地面和基坑內各設一名安全巡視員，密切注意錨索范圍30m范圍內的地面沉陷、裂縫變化、圍護樁變形和土體脫落、坍塌等現象，發現異常情況立即報告。
6.2專項監測方案
（1）測點布置：洲際廣場錨索拔除設置監測點10個，其中東側人行道上間距10m設置一個，共計10個，距離基坑約10～20m；每5根樁布置一個傾斜測點，共計20個；合計30個監測點。
（2）測量方法：采用精密水準測量方法。采用洲際廣場已有的測量基點和附近水準點聯測取得初始高程。觀測時各項限差應嚴格控制在規定額度之內，對不在水準路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個，超過時應重讀后視點讀數，以作核對。首次觀測應對測點進行連續三次觀測，三次高程之差應小于±0.5mm，取平均值作為初始值。
（3）監測頻率與上報方式：每天監測一次，數據匯總后立即向地鐵監理單位和宏府地產集團工程部、洲際廣場施工單位匯報。
（4）數據分析與處理：地表沉降測量隨施工進度進行，根據開挖部位、步驟及時監測，并將各沉降測點沉降值繪制成沉降變化曲線圖、沉降變化速度、加速度曲線圖，并根據沉降變化曲線圖和沉降速率來判斷沉降變化趨勢，必要時采用回歸計算來推測沉降終值。
（5）監測控制標準：在信息化施工中,監測后應對各種數據進行及時整理分析,判斷其發展變化規律,并及時反饋到施工中,以此來指導施工。根據以往經驗，采用Ⅲ級管理制度作為監測管理方式。
6.3 應急預案
（1）對監測數據進行分析，出現下列情況之一時，立即采取合理措施，并報告地鐵監理、業主單位和宏府地產集團工程部、洲際廣場施工單位。同時錨索拔除施工暫停，并采取措施進行處理：
1）沉降監測數據有不斷增大的趨勢；
2）基坑圍護結構變形過大或出現明顯的受力裂縫且不斷發展；
3）變形時態曲線長時間沒有變緩趨勢。
（2）施工技術處理措施
1）地表沉降超過-20mm，錨索拔除時孔洞內不得再加水；地表沉降超過-30mm時，地面采取注漿加固措施，或在基坑內采取水平注漿加固措施。
2）圍護樁傾斜超過-20mm，錨索拔除時孔洞內不得再加水；圍護樁傾斜超過-30mm，需要采取基坑內預支撐的措施；圍護樁傾斜超過-40mm時，暫停錨索拔除施工，基坑內用型鋼支撐，并采取水平注漿加固措施。
（3）人員緊急疏散措施
一旦地面沉降超過-50mm，或者圍護樁位移超過50mm時，人員和設備撤離現場，撤離通道只有現場馬道。此時要確保馬道暢通，不能堆積雜物和停放施工機具、車輛等。
（4）緊急救助
洲際廣場基坑外是陜西省中醫藥研究院（醫院），一旦出現人員傷殘，傷殘人員可在5分鐘內送到醫院。
7.洲際廣場錨索拔除效果評價
通過精心組織施工，洲際廣場錨索全部拔除后，洲際廣場基坑錨索拔除一側地表最大累計沉降值為-4.74mm，最大累計隆起值為3.02mm，均在地表沉降允許范圍（-30mm~+10mm）內；樁頂最大累計水平位移值為-1.42mm和3.22mm，均在樁頂位移允許范圍（-30mm~+30mm）內。因此，采取跟管鉆進拔除錨索的方案對基坑的影響控制得非常好，達到了預定的良好效果。
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