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软土地层地铁盾构区间锚索处理技术

摘要：随着经济建设的快速发展，城市地铁隧道地下工程项目和地下空间开

发已进入发展阶段，地铁盾构穿越地面障碍越来越多复杂，地铁沿线基坑的锚索

支护超出建筑红线且侵入地铁盾构区间时常发生。如何安全经济地解决预应力锚

索侵入隧道盾构区段的问题，已成为地铁盾构安全施工和保证隧道安全的难题。

目前，根据螺栓的特殊情况，盾构地脚螺栓的常用处理方法有：明挖法、地下隧

道法、隧道法。以某地铁盾构隧道沿基坑锚索支护工程为例，分析了各种锚索处

理方案。介绍了采用旋挖法切割垂直锚索的方法，并对施工方案的正确性进行了

验证。

关键词：地铁；盾构区间；锚索处理

一、盾构类型与地层的关系

盾构的选择原则一般是根据不同的地层和地质条件选择不同类型的盾构，土

压力平衡适用于土质地层，泥浆平衡公式适用于砂卵石地层。模型的选择基于各

自的特性原理，并将用于我国地铁盾构行业中，绝大多数型式的地压平衡都是严

格按照地压平衡原则选择的。地层地压平衡屏蔽占所有地层的90%以上地层主要

分配原因如下:1)经济因素。在经济上，浆平衡盾构比同直径土压力平衡盾构造

价高。此外，泥浆平衡屏蔽泥浆处理设备占地面积大，限制了其在工业中的应用

人口稠密的城市地区。2)实用效果。地铁盾构施工方法的选择是建立在地铁压力

平衡盾构基础上的。土地污泥平衡屏蔽比，地压平衡盾构技术管理日趋成熟，风

险评估也日趋规范化，适应我国复杂的地质条件，隧道机械制造公司研制了复合

土压力平衡盾构，填补了国内土压力平衡盾构数据。近年来，复合地压平衡盾构

占复合地层的60%。还有一定比例的地层复合地压平衡盾构软、硬，地质适用性

强。在弯曲施工、转向校正、轴承校正、改善GE条件等方面具有明显的优势我

相信未来会有更大的发展空间。

二、锚索处理方案

某地铁盾构段长1208.6m，为双线地下隧道，采用盾构法施工。建筑屏蔽段

外径6m，断面厚度35cm，隧道平均埋深约17m，相邻地块基坑采用桩。锚索可以

缠绕在盾构切割头上，这会影响屏蔽。严重情况下，盾构机的螺杆机甚至会被卡

住，阻碍盾构机的正常开挖。因此，施工前必须消除该区域锚索的影响。粉砂，

细砂，电缆连接的土层为中粗砂和强风化泥质粉砂岩。锚固土层具有含水量高、

孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、敏感性高等特点。地下浅而丰富，锚索影响

区地铁盾构形成的地质水文图见图。

在锚索的影响下，盾构机很难保持良好的掘进姿态，盾构机长时间停留在该

区域，会偏离设计轴线向下下沉，使管片变形。严重时，会出现涌水现象，相应

的地表也会坍塌。结合施工现场周边情况和工程地质条件，提出了锚索治理方案。

1、明挖基坑法。明挖法是一种传统的施工技术，相对成熟、可控，基坑开

挖应在预计有锚索的区域进行，开挖深度约20m。基坑壁采用隔墙支护地下本方

案施工风险小，其他未知障碍物可以清除，锚索可以完全清除，但该区域位于城

市喧嚣的市中心。支护层开挖是否会严重影响既有干线公路的正常交通，同时地

下管线较多，会造成位移问题，工程造价增加约1400万元，工期无法保证从限

制管线搬迁、征地拆迁等方面。

2、暗挖隧道法。为避免拆除和改建工程，减少对地下管线和地面交通的影

响，最终可开挖地下隧道中心线车站，拆除进入屏蔽部分的锚索，然后用盾构机

推进。由于粉土稳定性差，地下水丰富，采用旋挖钻孔灌注桩加固，施工风险更

大区域采用这种方法，项目成本将增加约25万元，工期约8个月。

3、套管拔除法。根据套管钻孔法施工要求，沿锚索支护桩外壁修筑5m宽基

坑，然后通过钻孔灌注桩支护锚索。根据现场施工条件；主要措施有：用千斤顶

直接拔出，钻孔拔出套管后，锚索断裂约5m，用水锤方便成孔。由于锚索长度较

长，从锚索挠度行为的实际角度来看，从设计角度看，没有准确的数据支持，套

管轴线和锚索轴线很可能不适合钻孔。这将导致锚索钻孔套管易于剪切，锤松动

土层深度不够，剩余锚固段过长，围护结构与围岩之间的摩擦力大于钢丝最大破

断力，因此无法使用此方法。

4、旋挖钻垂直切索法。该方法采用旋挖钻机在地面上方隧道轴线处垂直切

割锚索，然后用盾构机压入锚索，其优点是只需占用单线施工，减少了对巷道分

布的影响。交通、管道拆除、征地拆迁，施工方法简单灵活。工程造价只需增加

800万元左右，工期约2个月，这种方法的缺点是锚索处理不够完成，锚索缠绕

在切割头上，需要开仓，存在一定的施工风险。为避免剩余锚索对盾构机正常开

挖的影响，根据锚索分布情况和施工条件，布置土层预应力区。盾构机到达地面