盾構(gòu)施工穿越公路隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)排樁拔除技術(shù)

陳英才++譚嘯峰

摘 要：城市地鐵隧道布設(shè)受到越來(lái)越多的地下結(jié)構(gòu)物影響，特別在周邊環(huán)境復(fù)雜的情況下，盾構(gòu)隧道不可避免的需要穿越部分結(jié)構(gòu)物，但目前盾構(gòu)機(jī)無(wú)法直接有效的切割鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本文以廣州某盾構(gòu)區(qū)間為例，介紹了盾構(gòu)穿越公路隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)大量樁基，采用全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)對(duì)隧道內(nèi)樁基進(jìn)行拔除處理的方法。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)施工；公路隧道圍護(hù)；排樁拔除技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）13-0094-02

1 工程概況

廣州地鐵14號(hào)線1標(biāo)土建工程鄧村—江埔站區(qū)間盾構(gòu)隧道于從化大道與從城大道交匯處下穿從化大道下穿隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁（如圖1）。影響范圍內(nèi)共有42根灌注樁（其中B類(lèi)樁37根，長(zhǎng)度15.8m，直徑1m；C類(lèi)樁5根，長(zhǎng)度11.5m，直徑1m）侵入盾構(gòu)隧道，為了確保隧道順利施工，必須在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)該處前先行拔除侵入隧道的所有樁體。

根據(jù)地質(zhì)勘察資料可知，圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁基所處的地層從上至下分別為<4N-2>粉質(zhì)粘土層、<3-1>粉細(xì)砂層、<3-2>原狀土層層、<3-3>礫砂層、<7-1>強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖、<8-1>中風(fēng)化砂礫巖（如圖2）。

2 全套筒全回轉(zhuǎn)切樁工法簡(jiǎn)介

全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)清樁施工技術(shù)是： 全回轉(zhuǎn)設(shè)備是能夠驅(qū)動(dòng)鋼套管進(jìn)行360°回轉(zhuǎn)，并將鋼套管壓入和拔除的施工機(jī)械。該設(shè)備在作業(yè)時(shí)產(chǎn)生下壓力和扭矩，驅(qū)動(dòng)鋼套管轉(zhuǎn)動(dòng)，利用管口的高強(qiáng)刀頭對(duì)土體、巖層及鋼筋混凝土等障礙物進(jìn)行切削，利用套管的護(hù)壁作用，然后用液壓沖抓斗將鋼套管內(nèi)物體抓出，在套管內(nèi)進(jìn)行清障拔樁作業(yè)。清障完成后，進(jìn)行鋼套筒內(nèi)回填水泥土施工。由于回填土較為松散，為避免后期沉降給周?chē)h(huán)境帶來(lái)不利的影響，在回填完成后立即對(duì)回填土進(jìn)行填充注漿，以確?；靥钔恋膹?qiáng)度。

3 設(shè)備選型

整套設(shè)備包括全回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、鋼套管、液壓沖抓斗，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)切割后的大體積混凝土進(jìn)行破碎，有些情況下還配有專(zhuān)用鉆頭，另外，還配備了履帶式起重機(jī)，進(jìn)行液壓沖抓斗的使用同時(shí)為套筒扭矩提供平衡反力。

全回轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備主要是為套管360°回轉(zhuǎn)以及刀頭切割障礙物提供動(dòng)力，包括上下抱箍夾緊系統(tǒng)和一套豎向頂升系統(tǒng)。上抱箍夾緊系統(tǒng)為主要緊鎖系統(tǒng)，在液壓驅(qū)動(dòng)下將套管卡緊，便于給套管提供驅(qū)動(dòng)扭矩和向下的壓入力。標(biāo)準(zhǔn)套管的管徑為1000～3000mm，如果當(dāng)套管的管徑較少時(shí)，可以在抱箍系統(tǒng)的內(nèi)側(cè)加鋼墊塊。下抱箍夾緊系統(tǒng)為輔助緊鎖系統(tǒng)，在套管頂拔過(guò)程中上、下夾緊裝置交替對(duì)套管緊鎖，以防止套管出現(xiàn)下落的情況。豎向頂升系統(tǒng)主要用于對(duì)套管進(jìn)行頂拔。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所能提供的最大壓入力為機(jī)身的自重，當(dāng)壓入力不夠的情況下可以額外增加配重塊?；剞D(zhuǎn)速度設(shè)高、中、低三檔速度，可以根據(jù)套管直徑、地質(zhì)條件以及扭矩的變化情況等選擇最適宜的回轉(zhuǎn)速度。

本次計(jì)劃投入1臺(tái)全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行拔樁施工。另外，配備足夠的輔助設(shè)備，詳見(jiàn)設(shè)備配置表1。

4 施工工藝流程及方法

從城大道下穿隧道灌注樁樁體及冠梁在從城大道路面下方約4.7米處，項(xiàng)目部測(cè)量員放出樁體位置走向線，利用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)一步確定舊樁位置，然后進(jìn)行拔樁施工，全部施工完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行道路恢復(fù)工作，結(jié)合本工程實(shí)際情況，擬計(jì)劃聯(lián)系路政部門(mén)完成道路恢復(fù)工作。全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)拔樁施工流程如下。（1）通過(guò)測(cè)量放線及地質(zhì)鉆機(jī)打孔確定樁位，將一定范圍內(nèi)的場(chǎng)地平整。如地質(zhì)條件較差時(shí)在樁兩側(cè)澆筑混凝土墊層或鋪設(shè)鋼板，用于放置全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。（2）埋設(shè)直徑1.2m套管，根據(jù)測(cè)量定位，將套管打入樁位。（3）鉆機(jī)就位，驅(qū)動(dòng)鋼套管進(jìn)行360°回轉(zhuǎn)，將鋼套筒慢慢壓入，確保樁基精度，防止偏離樁位。管口的高強(qiáng)刀頭對(duì)土體、巖層及鋼筋混凝土等障礙物進(jìn)行切削。（4）在鉆入鋼套筒的同時(shí)，插入高壓水管，邊沖管內(nèi)的泥土，邊下沉，以減少鋼套筒鉆入時(shí)的摩阻力和拔樁時(shí)的摩阻力。水槍插入深度始終小于鋼管插入深度2m以上，以確保管內(nèi)底部土塞效應(yīng)，防止套管外側(cè)土體進(jìn)入管內(nèi)，引起地面沉降。（5）將夾力棒打入土中，卡住套管，全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)整體回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分段將樁基拔出，將廢樁拔出后，采用150噸履帶吊進(jìn)行起重吊裝作業(yè)，用載重汽車(chē)將廢樁運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)。（6）用原狀土層回填樁孔，回填至基坑底面，待所有樁體拔除完后進(jìn)行基坑回填，待回填完成后埋設(shè)袖閥管，進(jìn)行注漿。（7）當(dāng)廢樁拔除后，用載重汽車(chē)將廢樁運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)。（8）清孔完成后，對(duì)孔回填原狀土層，待回填完成后，采用套管護(hù)壁水沖法鉆進(jìn)成孔埋設(shè)袖閥管，袖閥管采用φ50×5mm柔性塑膠管，分段長(zhǎng)度為1m。地面一下1m的距離范圍內(nèi)采用速凝水泥砂漿封堵，以防止注漿過(guò)程中冒漿現(xiàn)象的發(fā)生。采取分段式注漿，注漿步距一般選取0.6～1m，對(duì)于砂層，注漿步距宜采用低值；對(duì)卵石或破碎巖層，注漿步距宜采用高值。注漿結(jié)束后，在注漿管上口蓋上悶蓋，以便于復(fù)注施工。

5 結(jié)語(yǔ)

全回轉(zhuǎn)清障拔樁施工工法安全可靠，對(duì)土體擾動(dòng)小，在鋼套管內(nèi)進(jìn)行清障拔樁及回填施工，對(duì)地下原狀土不破壞或破壞小，對(duì)地下土體不產(chǎn)生擾動(dòng)或產(chǎn)生很小的擾動(dòng)。由于鋼套管對(duì)孔壁的支撐，在鋼套管周邊的土體應(yīng)力尚未釋放時(shí)，就已經(jīng)將障礙物清除并及時(shí)回填，對(duì)周邊的構(gòu)筑物無(wú)影響。

施工速度快、質(zhì)量高，且適用范圍廣泛該工法可根據(jù)工程需要進(jìn)行各類(lèi)拔樁清障施工，如各種形式、各種規(guī)格、環(huán)境復(fù)雜、各種難度的舊鉆孔灌注樁、預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁、地下殘留舊鋼筋混凝土、塊石等障礙物。

施工風(fēng)險(xiǎn)小、保障后續(xù)工程施工全回轉(zhuǎn)清障拔樁施工工法對(duì)障礙物進(jìn)行切割清障或?qū)⑴f樁完整拔除，一般情況下能順利達(dá)到施工目的。即使遇到特殊情況，采用履帶式起重機(jī)懸掛小型液壓沖抓斗進(jìn)入鋼套管內(nèi)將剩余的斷樁或障礙物抓出，100%確保清障徹底。

節(jié)能環(huán)保、優(yōu)質(zhì)高效本工法在拔樁的過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生任何泥漿，且施工設(shè)備低噪音，施工速度快，且能保證施工質(zhì)量。

快速經(jīng)濟(jì)、降低工程造價(jià)本工法清障拔樁是鋼套管360度旋轉(zhuǎn)切割切削，相比其它施工方法，受環(huán)境因素限制小，無(wú)需增加其它輔助設(shè)施，清障拔樁的施工效率高、風(fēng)險(xiǎn)低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。