1工程概况

吉林省长春市地铁2号线西兴站是我国地铁明挖车站中首次正式采用装配式施工的车站。车站围护结构采用“一桩一锚”的围护方式，围护桩的桩径1000mm，现浇结构段围护桩间距为1500mm，为保证基坑稳定性，拼装段围护桩间距调整为1400mm，距离基坑外3m位置设置降水井。传统车站的围护 桩+钢支撑+钢围檩的施工工艺不影响降水井功能，不需要再次对降水井进行保护，以保证基坑无水作业。而拼装段需要进行锚索施工，钻孔时由于降水井及围护桩施工存在合理偏差，无法完全避免锚索穿过降水井或距降水井壁过近的情况发生，从而导致锚索注浆时，水泥浆流入降水井，阻碍降水功能，不能保证基坑降水效果。以此为案例，对锚索施工工艺进行优化和改进，分析并总结施工经验。

2施工方法及工艺流程

2.1施工原则

锚索施工过程中，在保证降水井能够正常抽排水的情况下，使用双重套管钻进，外套管保证土体不被扰动、不塌孔。内套管采用高压冲洗，把泥浆带出，达到清孔效果，注浆完成后拔出外套管，保证降水井正常使用，防止越冬基坑水量较大、基坑冻胀变形。

2.2工艺流程

锚索施工具体工艺流程：锚索位置布置→土方开挖→测量放样→钻机就位、校证角度→钻孔→下锚→第一次注浆→第二次注浆→钢腰梁安装、张拉、锚固→钢腰梁段注浆、封锚。

2.3工艺施工及要求

2.3.1钻机就位

施工采用优博林–868型多功能锚杆钻机双套管成孔。该钻机自带顶升装置调整位置，保证在钻进过程中机械不移位以及成孔倾斜角度。钻孔位置严格按设计标高控制，按设计孔位固定钻机，测放好各排锚索的斜率，控制钻进方向。

2.3.2钻孔

放样布孔，钻机采用冲击回转法钻机，钻机外套管钻头直径为250mm，内套管直径为12mm。利用钻机液压系统把外保护管优于内套管提前进入土体，以起到不塌孔、不破坏降水井的作用。内套管利用泥浆泵高压反复冲击土体，同时将碎屑带出孔外，形成孔洞。在实际现场施工中，具体负责施工人员应专门盯控现场，发现地质变化及时记录现场实际情况。应将收集的土样及时反馈给设计，以便于调整注浆措施。

在钻机摆放定位施工过程中，开孔时及时使用测角仪测钻孔的角度，将钻孔斜度严格控制在允许误 差±1°之内。根据设计要求，要保证锚固段大于设计长度，防止张拉时把锚索拉托，不能保证安全和 质量。

2.3.3锚索钢绞线制作

钢绞线基本要求：线条顺直、不存在扭曲、不存在分叉、均匀排布、无污无锈无损伤。

（1）钢绞线长度确认。钻孔完成后，对完成的实际钻孔深度测量。余长量为锚墩厚度+千斤顶长度+ 工具锚头厚度+张拉伸长量，最后为预留长度。

（2）锚索制作。钢绞线选用须满足设计文件要 求，各项试验合格后，报送监理审查完成后使用。

钢绞线采用机械切割，禁止使用电焊、氧气乙炔切割。在编索平台上拉伸钢绞线，使其顺直。钢绞线线束底部用铅丝扎结3cm，与导向帽焊接牢固，避免变形移位。在钢绞线束上按照设计部位安装定位环和扩张定位环，间距1.5m/道。

在钢绞线尾部安装导向帽，用相应直径的无缝钢管切割后压扁一头作导向帽，并于钢绞线焊接牢固。钢绞线自由段先涂油层，再紧紧包裹塑料层，再涂油层，最后穿入20?mm管内。自由段首尾要防止水泥浆渗入。

伴随钢绞线设置两条注浆管，一条初次注浆，一条二次压浆使用。

2.3.4钢绞线设计施工参数

锚索设计轴力见表1。

表1锚索设计轴力

施工前需做工艺性试验，确认设计施工参数的可实施性。若当前条件难以满足要求，须及时报告监理工程师，并联系设计师进行研究调整。

2.3.5锚固注浆

（1）注浆配合比。水泥：采用P·O42.5级早强水泥，外加UEA膨胀剂，掺量6%～8%。水灰比：0.40~0.45，灰砂比：1.0∶1.2。强度不小于20MPa。

（2）操作步骤。注浆操作前由试验室下发砂浆配合比通知单，现场制作标示牌，并对初次材料配比进行标定。施工过程中须严格控配合比拌制砂浆。一期注浆通过注浆管将浆液压至孔底，第一次注水泥砂浆，注浆压力控制在0.4～0.6MPa。水泥砂浆水灰比为0.4～0.45，灰砂比为1∶1.2，浆量严格按照内锚固段设计浆量1.1～1.3的系数控制，以免因浆量控 制不到位，造成二期注浆管堵塞而不能注浆。一次注浆完成后，等到初凝进行二次压浆，稳定压力 4MPa后，保持2min。

2.3.6钢腰梁施工

钢腰梁采用双拼I28b按照设计尺寸进行加工，加工完成后吊入基坑安装，下部托架采用L75×8角钢焊接，用膨胀螺栓固定在桩上，间距同桩间距1.4m。

2.3.7张拉

注浆凝固强度达到14MPa以上时，对锚索进行张拉。张拉设备采用穿心千斤顶，整体分级张拉。稳定时间：1.1P稳压25min；其他荷载稳压时间控制不低于5min。

具体张拉方式如下：0.2P→0→0.25P→0.5P→ 0.75P→1.1P。

2.3.8?自由段注浆封锚

张拉结束后进行二期压力注浆，压力不超过0.5MPa，完毕后将外露的锚体清洗干净，安装模板，浇筑C25混凝土。

3工程应用

长春地铁2号线共计19座车站，其中预制拼装式车站5座，西兴站是我国采用预制拼装式地铁车站，施工存在许多未曾面临的难点。先期使用螺旋钻机，由于孔径较大，到达10m以后钻机掘进缓慢，人工清渣缓慢，造成工期滞后且成本较高。后选用单套管锚杆钻机水钻，但对降水井造成破坏，且注浆量严重超过设计量。

为解决现场施工过程中出现的问题，技术人员总结经验，对施工工艺进行优化和改进，采用双套管钻机水钻法施工，即上述外保护管+内冲击管的方式。该锚索施工工艺成功应用在西兴站拼装式车站1040根锚索施工中，利用此工艺施工的锚索成功保护降水井不受破坏，基坑无明水出现，稳定可控，越冬累计变形值在允许范围内。

4结论

通过在长春地铁2号线BT2标西兴站围护结构锚索施工采取的一系列措施进行总结分析，得出以下结论。

（1）采用双套管钻孔施工工法能减少塌孔，防止注浆时水泥浆流入降水井，有效保证降水井功能正常使用。

（2）通过保证降水井功能的正常使用能保证基坑内降水效果，保证施工无水作业以及防止越冬时冷冻循环造成基坑变形量超预警值。

（3）通过对西兴站锚索施工的分析与研究，得到成熟的拼装式车站围护结构锚索施工的施工经验，施工工艺能更好地满足技术要求。