跟管鑽進套取錨索施工工法

《跟管鑽進套取錨索施工工法》是北京住總集團有限責任公司、中博建設集團有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是王寶申、顏治國、吳亮、羅建峰、李炎成；適用範圍是樁錨圍護結構體系基坑內普通錨索拔除施工工程，基坑處於準備回填狀態，尚未回填，作業寬度宜在1.5米以上。

《跟管鑽進套取錨索施工工法》主要的工法特點是：可實現普通錨索的拆除，而不用特殊處理；在建築工地基坑內施工，噪聲小，不產生揚塵；全過程不需要降水，減少環境影響；採用信息化反饋指導施工；鑽頭和鑽桿使用完畢後可進行回收重複使用。

2009年10月19日，《跟管鑽進套取錨索施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007-2008年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：跟管鑽進套取錨索施工工法
• 工法編號：GJEJGF002-2008
• 完成單位：北京住總集團有限責任公司、中博建設集團有限公司
• 主要完成人：王寶申、顏治國、吳亮、羅建峰、李炎成
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2007-2008年度）

形成原因

在城市捷運建設施工過程中，經常會遇到捷運沿線周邊高層建築物基坑圍護結構的預應力錨索侵入捷運隧道的情況，為了解決這一難題，北京住總集團西安捷運二號線13標項目部課題組針對鄰近工程深基坑護坡預應力錨索侵入、影響捷運隧道施工的難題，經研究、論證、現場試驗，研發了《跟管鑽進套取錨索施工工法》。

工法特點

《跟管鑽進套取錨索施工工法》的工法特點是：

1.可實現普通錨索的拆除，而不用特殊處理。與可拆卸錨索相比，不用在錨索安設時增加額外措施。拆除設備為鋪索施工時常用的設備，對鑽桿、鑽頭稍加改進即可。

2.在建築工地基坑內施工，噪聲小，不產生揚塵，不影響老百姓日常生活和休息。

3.全過程不需要降水，減少環境影響，降低造價。

4.因鑽孔直徑較小，故對基坑邊坡的穩定性影響小，幾乎不產生地面沉降，對周邊的建（構）築物影響小。

5.合金鑽頭和鑽桿的選擇和定製是錨索拔除工法的關鍵步驟之一，採用金剛石鑽頭設計和合金鋼柔性鑽桿相結合，增加鑽進時的柔韌性。

6.通過調節鑽機鑽進角度和速度，解決了錨索施工時由於地層變化產生偏移和注漿錨固體不均勻的問題。

7.採用信息化反饋指導施工，根據監測成果分析基坑穩定狀態，適當調節錨索拔除範圍和順序，縮短工期。

8.鑽頭和鑽桿使用完畢後可進行回收重複使用，節約材料成本。

操作原理

適用範圍

《跟管鑽進套取錨索施工工法》適用於樁錨圍護結構體系基坑內普通錨索拔除施工工程。基坑處於準備回填狀態，尚未回填。作業寬度宜在1.5米以上。

工藝原理

《跟管鑽進套取錨索施工工法》的工藝原理敘述如下：

該工法的基本工藝原理是把錨索套進特製圈鑽頭及特製取芯鑽桿（空心鑽桿）內，用鑽機順著錨索方向鑽進，以達到破除錨索周圍的錨固體，將錨索與土體分離後拔除，取出錨索後進行回填注漿充填錨索孔。其中對特製合金鑽頭、鑽桿的選擇和鑽進過程中的角度和鑽進速度控制是關鍵技術。

施工工藝

• 工藝流程

《跟管鑽進套取錨索施工工法》的工藝流程見圖1。

圖1 跟管鑽進套取錨索施工流程圖

操作要點

《跟管鑽進套取錨索施工工法》的操作要點如下：

1.施工準備

（1）施工場地平整硬化

根據調查的錨索資料布置機具設備、確定鑽進角度、鑽桿直徑、分節長度、鑽頭形式等。對鑽機所停位置基礎進行硬化，並設定水平鑽機行走軌道。基坑內鋼圍檁拆除後，固定錨索頭。

（2）測量放線

根據基坑圍護結構施工圖紙及現場導線控制點，使用全站儀測定所有錨索的平面坐標和高程、初始鑽進角度。

（3）鋪設軌道

在平整硬化的施工作業面上，根據水平鑽機尺寸鋪設軌道，方便鑽機水平移動，提高鑽機機動性能，保證錨索拔除工效。

（4）設備組裝調試

在已經鋪設好的軌道上安裝水平鑽機設備，組裝調試。試運行正常後方可以開孔。

（5）開孔

掌子面上沿錨索向里開挖深度1米、直徑0.5米以上的導洞，大致了解錨索的傾角及方位角。

（6）鑽具組裝進孔

特製合金鑽頭、鑽桿進場，安裝在水平鑽機上，試驗鑽進一段距離。

（7）固定錨索頭

把錨索頭用鋼筋焊接固定，連線在水平鑽機套管中央位置。

（8）調試鑽機（方位、傾角）

鑽機安裝到位，對準孔位，並調整鑽機使其與已探明的錨索傾角及方位角保持一致。

2.套管跟進鑽進套取錨索

（1）循環泥漿製備

泥漿製備應根據地質情況選用高塑性黏土或膨潤土。採用鑽孔灌注樁泥漿控制標準，對泥漿比重、含沙率、稠度進行質量檢驗。

（2）多次加尺（接線）

每鑽進1節鑽桿長度，需要接長1節鑽桿。每次接管時都應測量錨索頭的位置，如發現錨索縮進，再次鑽進前應採取措施將錨索頭拉至原位，並用穿過鑽機軸心經進水口固定在鑽機機架後部的Φ10毫米的圓鋼筋拉住錨索，避免錨索受到損傷。

（3）孔斜測量

每鑽進1節，測量一下鑽桿角度，及時糾正偏差，保證鑽進角度在錨索變化角度範圍內，保持錨索正好在套管的中央位置。

（4）導向鑽進，直至錨索根部

鑽機在鑽進過程中要保持鑽頭以一定速度平穩進尺。在鑽進過程中，施工人員必須觀察進尺及鑽機扭矩變化，然後根據實際情況調整鑽進角度和方向。仔細觀察各種相關現象，確保鑽頭不在切割錨索。根據地層情況控制鑽壓和鑽速。

（5）錨索拔除

鑽進深度接近設計深度時，根據鑽進時鑽頭髮出的聲音及鑽進壓力判斷是否鑽至錨索根部。確認鑽頭鑽至錨索根部後才能停鑽取錨索，不得強行拉拔錨索。

當鑽頭全部鑽透錨索長度範圍內的錨固體後，錨索與周圍地層之間的粘結力解除，基本不需要多大的拉力就能把錨索取出來。效果好的孔位不需要機械設備，可以人工取出錨索。

錨索拔除後統一放置，便於測量和檢驗。

3.孔內回填注漿

錨索拔除後，及時向錨索孔內回填注漿，注漿漿液採用M7.5強度的水泥砂漿，注漿壓力1兆帕。

4.移至下一錨索位置

鑽機移動到下一個要拔除的錨索位置，進行下一根錨索拔除施工循環。

5.現場技術要點

（1）該方案的特點是利用專用的鑽具在錨索周圍破壞造成錨索與土體的分離而達到取出錨索的目的。

（2）待回填土填至距離錯索0.5米左右時，拆除要拔除錨索段的鋼圍檁。

（3）用水平鑽機進行鑽進工作，將鑽進過程中排出的泥漿排入預製的泥漿池內。

（4）完成鑽孔作業後，安裝反力裝置，固定抽錨千斤頂。

（5）用夾具將錨索端頭與千斤頂連線牢固後，開始實施錨索拔除工序。

（6）錨索拔除過程中，拉拔力須緩慢、逐步地增加，循序漸進，當錨索有鬆動的現象時，注意保持拉拔力的平衡，避免發生錨索斷裂的現象。

（7）拔除一段，回填一段，保證工作空間和基坑的穩定。

（8）拔除工作完成後，及時用水泥砂漿對錨索孔進行充填。

材料設備

一、材料

施工單位採用《跟管鑽進套取錨索施工工法》使用特製的金剛石鑽頭和合金鋼鑽桿，硬度適度。同時為了防止錨索拔除過程中基坑圍護結構產生變形破壞，出現突發事件，必須做好應急預案，準備應急材料。根據錨索情況現場調整鑽桿的分節長度。

二、設備

施工單位採用《跟管鑽進套取錨索施工工法》需要使用的設備包括施工和測量設備如表1所示。

表1 需用設備表

序號	名稱	型號	數量	用途
1	水平套管鑽機	MK	1台	成孔
2	水平定向鑽機	HTG-200	1台	成孔
3	水平導向系統	SE-1型	1套	定向
4	移動式鑽機工作檯架	H-3	1個	鑽機平移
5	泥漿泵	BW-250	2台	循環泥漿護壁
6	挖掘機	PC200	1台	挖土
7	氣割焊	╱	2台	割除基坑鋼圍檁
8	砂漿泵	UB-3	2台	回填水泥砂漿
9	砂漿攪拌機YB2S-4	YB2S-4	2台	水泥砂漿製備
10	電焊機	BX500	2台	型鋼、錨索頭固定
11	對講機	GP88S	4台	測量與監測
12	液壓泵	Y250M	2台	錨索拔除
13	方木	150X150	50米	鑽機平移軌道
14	型鋼	工25B	5噸	鑽機平移軌道
15	熱軋鋼管	Φ32X3.25	50米	鑽機平移軌道
16	應急警戒燈	╱	10隻	應急預案
17	鐵鍬	╱	20把	應急預案
18	鋼絲繩	╱	100米	應急預案

質量控制

施工單位採用《跟管鑽進套取錨索施工工法》施工時，按照《濕陷性黃土地區建築規範》GB50025一2004、《建築樁基技術規範》JGJ94一94、《建築變形測量規程》JGJ/T8一97、《建築地基基礎工程質量驗收規範》GB50202一2002進行質量控制和檢驗，質量控制重點主要包括水平鑽機鑽進角度、鑽進速度、鑽進深度、錨索拔除長度、循環泥漿比重、回填注漿量和注漿壓力等方面。

1.基坑地面標高低於錨索標高0.5米時，具備錨索拔除的操作條件。每根錨索跟管鑽進施工前，先割開錨索孔周圍30厘米內的鋼圍檁，再臨時增加一道工20工字鋼，確保圍護結構整體受力的穩定。

2.環泥漿不允許滲入基坑回填土中，需挖一個泥漿池，並採用防水材料鋪底，經常檢查防水卷材的防水效果。基坑回填前必須清理乾淨被泥漿侵濕的土體，確保回填土的質量。

3.錨索拔除時需要對基坑內建築的防水層採取成品保護措施。

4.拔除後要立即對已成功取出錨索的部分區域進行回填，回填至上層錨索標高以下約0.5米處，保證基坑穩定。

5.根據監測資料分析，若發現樁體水平位移在5毫米以內，則可以繼續拔除錨索，若監測發現水平位移超過5毫米，則把鑽機撤場，對基坑進行回填施工。

6.施工過程中，詳細記錄套管跟進的鑽進記錄（距離與時間、速度的對比曲線、異常情況與處理記錄）、錨索試拔拉力（壓力表破壞需要更換）、拔除錨索編號和記錄、回填注漿記錄（配合比、注漿量、注漿壓力、實際注漿量與理論注漿量對比、漿液充填係數）。所有記錄必須完善並上報項目部備案。

7.成立專項監測小組，加強基坑圍護結構在錨索拔除期間的變形監測工作。根據監測數據分析結果，隨時調整拔除步驟、範圍和方法。

8.為了填充錨索拔除後留下的空隙，必須及時回填注漿，避免空孔帶來附加沉降，造成基坑變形或地下管線變形破壞。

安全措施

施工單位採用《跟管鑽進套取錨索施工工法》施工時，除了一般的安全管理措施外，針對該工法的特點，重點注意如下安全措施。

1.鑽機操作必須由專業機械操作工操作，接長鑽桿施工必須按操作規程進行。

2.循環泥漿水池的水不得外漏，防治浸泡基坑造成坑底沉降或側壁坍塌事故。

3.設備接電必須規範，電線做好保護，防止設備壓軋。

4.夜間施工保證操作區有足夠的照明，並設紅燈提示有人施工。

5.有專職安全員全天旁站管理。

6.基坑內的土建結構施工與錨索拔除同期進行時，應協調好工作時間或錯開工作部位，防止高空墜物、物體打擊等危險源。必要時在錨索拔除區域設定防護棚。

環保措施

施工單位採用《跟管鑽進套取錨索施工工法》的環保措施如下：

1.該工法實施嚴格遵照執行的國家和地方（行業）有關環境保護法規中所要求的環保指標，對鑽孔施工過程中產生的泥漿進行循環利用。

2.鑽進施工時泥漿沿著泥漿溝流向泥漿沉澱池，泥漿經沉澱循環，形成鑽孔施工的泥漿循環系統。施工時要有專人清除泥漿溝和沉澱池中的沉渣。

3.用泥漿泵把樁孔內排出的泥漿抽到泥漿池中進行淨化處理。與此同時，使用罐車把廢漿運走。

效益分析

《跟管鑽進套取錨索施工工法》作為一種拔除普通預應力錨索的新技術、新工藝，與暗挖法清除地下遺留錨索的方法相比，具有縮短施工準備周期、降低了施工風險等優點。該工法不用占用開挖豎井的地面空間，縮短了工期，節約了人工成本；同時減少整個工程的施工風險和社會公共利益風險。對清理地下空間提出了可行的操作方法，為2007年後機械化開挖地下空間創造了條件。

該工法對基坑圍護結構和周邊地層中地下市政管線、商鋪、周邊道路的安全沒有影響，不需要降水施工，創造了相應的社會效益。

該工法使用的合金鋼鑽頭和鑽桿都可以重複利用，而且可以套用於其他類似項目，為工程施工創造了技術經濟效益。

套用實例

施工單位採用《跟管鑽進套取錨索施工工法》的套用實例如下：

西安捷運二號線TJSG-13標段右線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）影響的隧道里程起至於YCK12+935.6-YCK13+125.488，長度190米。錨索總計279根，其中每排93根。需要拔除210根。

洲際廣場錨固區採用的是豎向三道4Φ12.5預應力錨索，注M20砂漿，每根長30米，其中自由段5米，錨固段25米，向下傾角10°~18°，水平方向間距1.5米，拉拔力分別為350千牛、400千牛、450千牛。成孔採用螺旋鑽，施工過程中有鑽桿斷裂的情況，部分鑽桿沒有取出來。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。

洲際廣場錨索跟管鑽進套取錨索工程於2007年9月中旬開始實施，2008年4月下旬全部完成。經測量，錨索拔除長度25~30米，基本都是完好無損地取出，完全符合設計圖紙要求，空孔回填注漿及時、飽滿，監測數據顯示基坑周邊最大沉降-5毫米，圍護樁水平位移3毫米，滿足一級基坑規範允許沉降-30毫米的要求。洲際廣場基坑內跟管鑽進拔除錨索見圖2。

圖2 洲際廣場基坑內跟管鑽進試驗拔除錨索

榮譽表彰

2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》，《跟管鑽進套取錨索施工工法》被評定為2007-2008年度國家二級工法。