最新富水粗砂层锚索施工涌水涌沙处理技术 1.docx
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最新富水粗砂层锚索施工涌水涌沙处理技术1
富水粗砂层锚索施工涌水涌沙处理技术
（1）
富水粗砂层中锚索施工
涌水涌砂处理技术
中铁十五局集团城交公司韦尚坤
【内容摘要】深圳地铁二号线东延线工程土建2224标段[岗厦北站～华强北站]区间设一盾构井（兼做轨排井），采用五道锚索支撑，锚索施工中出现涌水涌砂情况下，安全、顺利地完成了施工任务。
本文结合工程实例，详细介绍了富水粗砂中锚索施工中涌水涌砂处理技术，为同类工程施工具有参考意义。
【关键词】粗砂层锚索施工涌水涌砂处理技术
1工程概况
深圳地铁二号线东延线工程土建2224标段[岗厦北站～华强北站]区间设一盾构井（兼做轨排井），里程为YCK28＋049～YCK28＋129，基坑长度为80m，深19米，工程位于深圳市中心公园内，围护结构采用800mm厚地下连续墙。
盾构井段第一、二、三道采用环框梁支撑，第四、五道采用钢支撑，轨排井段采用五道锚索支撑。
预应力锚索设计选用1*7标准型钢绞线，公称直径
15.2mm，其标准强度为1860Mpa。
锚索间水平间距2m，垂直间距4～4.5m。
第一道锚索锚固段长度19m，自由段长度12m，第二道锚索锚固段长度20m，自由段长度11m，第三道锚索锚固段长度21.5m，自由段长度10m，第四道锚索锚固段长度22m，自由段长度8m，第五道锚索锚固段长度17.5m，自由段长度5m。
2工程地质条件
轨排井地质情况从地面至基坑底分别为<1-4>杂填土，<5-2-4>粗砂层，<9-1>全风化花岗岩和<9-2-1>半土状强风化花岗岩地层，地下水埋深2.6m，以孔隙水为主，局部具有承压性，地质断面如图1所示：
图1轨排井地质断面图
轨排井地层分布特征见下表：
轨排井主要地质分层特征表（地面至基底）
序号
分层代号
岩土层名称
平均层厚（m）
地质特点
1
<1-4>
杂填土
5
主要成分为生活垃圾、粉质粘土，碎石等，灰黄色，稍湿，疏松。
2
<5-2-4>
粗砂层
9.2
灰黄、黄褐色，松散～中密，饱和。
3
<9-1>
全风化花岗岩
4.9
黄褐色，裂隙极发育，原结构基本破坏，遇水易软化、崩解。
4
<9-2-1>
半土状强风化花岗岩
5.6
黄褐色，局部夹灰白、灰绿色，岩石风化强烈，原岩结构可辨析，遇水软化、崩解。
3锚索施工
锚索施工设备采用履带式全液压锚索机，这种锚索机移动方便，操作灵活，能够转动各种角度，根据不同作业性质的环境，可采用不同功率，并能控制套管上扣和卸扣，施工速度快，效率高。
锚索施工工艺流程为：
施工放线→连续墙开孔→施钻锚索孔→制作束体并将其放入锚索孔→固定束体→进行注浆→浇筑腰梁→安装钢锚垫板→张拉及锁定→使束体产生预应力与腰梁、连续墙连接成整体。
施工中遵循“分段分层、由上而下、先锚固、后开挖”的原则进行锚索施工及基坑开挖，开挖土方至下道锚索位置后,进行锚索施工，待腰梁混凝土强度达到要求，锚索张拉完成后进行下层土方开挖。
3.1锚索施工重难点
①由于本基坑地质条件的特殊性，锚索内力值较大，设计锚索孔径为180mm。
孔径大，为防止塌孔，采用全套管跟进技术，不许采用泥浆护壁，这在广东地区锚索施工中是非常少见的，并且是在粗砂层中，施工难度大，技术要求高，施工所用180mm钢套管市场根本买不到，需要专门加工制作。
②锚索施工中第三、四道锚索要穿越
富水粗砂层，如何解决锚索施工中涌水涌砂将是施工中的难点之一。
③如何确保粗砂层中锚索施工质量，是施工中又一大难点，也是确保基坑是否安全的重要因素。
3.2涌水涌砂原因
根据地质勘查资料，轨排井处存在厚度9.2m的粗砂层，且地下水压力大，富存在各地层中，锚索施工中将连续墙打穿后，在压力水流的作用下水和砂顺着锚索孔流出，发生涌水涌砂现象，多次造成地面塌陷，危害基坑安全。
3.3涌水涌砂处理措施
锚索孔倾角值为20°,孔径180mm，锚索施工前首先要将基坑围护结构地下连续墙锚索孔处连续墙打穿，当施工第三道、第四道锚索时，在打穿连续墙锚索孔时就出现了严重的涌水涌砂现象，没多时就涌出几立方水和砂,锚索成孔困难，有的锚索孔连打穿连续墙都很困难，给锚索施工带来了极大困难，连续墙锚索孔施工如下图2所示。
要确保施工锚索过程中不出现涌水涌沙，就要降低基坑外水位到锚索孔口以下,这需要设大量的降水井,不仅要增加相当大的投入，而且大量的降水会引起地面及周边建筑物沉降。
另外，地下水在基坑北侧福田河的补给下，降水不一定起到效果。
如果从地面对砂层加固，也不一定能达到效果，而且施工时间长。
在施工工期、周边环境、地
4钢套管施工方法
由于将连续墙打通以后就会出现涌水涌砂，施工中工序衔接及材料的准备一定要到位，这样才能将涌水涌砂量减小到最少，钢套管施工步骤如下：
①钢套管准备到现场
锚索孔设计为φ180mm，连续墙的钻孔为φ200mm，钢套管采用φ190mm的无缝钢管，根据基坑外水压力计算，钢套管长3m即可平衡基坑外的水压力，所以，选用的钢套管长3m。
③连续墙取孔
材料、人员准备到位后，首先要将连续墙上的锚索孔采用钻孔机将连续墙打穿，钻
④钢套管打入
当连续墙取孔后，立即将钢套管一端插入锚索孔内，另一端用挖掘机顶住后打入，外露部分与墙面平齐，如图3所示。
图2连续墙锚索孔施工图
质情况等制约下，通过多次实践,最后采用打入钢套管的方法进行施工,解决了施工难题,涌水涌砂得到了有效控制，锚索施工也得以顺利进行。
孔孔径φ200mm，角度20°。
②设备人员准备到位
打入钢套管采用现场挖掘机顶进，需配备人员4～5名。
图3锚索孔内钢套管施工图
5锚索施工中注浆措施
锚索安设完毕验收合格后进行注浆，注浆采用从孔底到孔中返浆式注浆。
针对粗砂地层中注浆容易出现浆液充满砂石空隙后浆液外流的情况，施工中采用在浆液中掺减水剂或速凝剂及间歇式反复注浆的办法，控
制浆液向周边流动，直至注浆压力达到设计压力为止。
试验结果汇总表
序号
锚索编号
最大试验荷载（KN）
最大位移（mm）
卸载至0.1T时残余位移（mm）
总弹性位移（mm）
设计抗拔承载力（KN）
设计抗拔承载力时位移（mm）
备注
1
MSY-Ⅰ-10
883
71.99
11.42
60.57
736
56.76
合格
2
MSY-Ⅱ-12
1134
63.00
18.00
45.00
945
48.00
合格
3
MSZ-Ⅲ-10
1332
92.00
12.00
80.00
1110
74.00
合格
6地面处理措施
在连续墙开孔和锚索施工时，由于有部分砂和水流出来，造成连续墙背后地层沉降和土体松动，对基坑安全存在一定隐患，锚索施工完成后，有针对性的采取地面袖阀管注浆进行加固处理。
袖阀管间距1m×1m，梅花型布置，加固范围根据流砂量实际情况确定，浆液采用水泥+水玻璃双液浆。
袖阀管施工时要错开锚索的位置，避免损伤锚索。
7锚索孔漏水处理措施
锚索施工完成后，由于基坑外水压较大，外侧水从锚索孔沿锚索流入基坑内，容易使基坑内土体浸水软化，给基坑开挖带来一定的困难。
为保证基坑内土体干燥，基底承载力达到要求，必须对漏水锚索孔进行封堵。
封堵分两步进行，首先采用向漏水锚索孔内注聚氨酯溶液，将水封闭后再进行锚索张拉，张拉后再次出现漏水锚索孔，采用从锚索孔旁边钻斜孔，埋入注浆管后注入聚氨酯溶液，直到将水封闭。
8锚索试验
由于锚索的设计内力值较大，特别是第三、四道锚索位于粗砂层中，为保证基坑安全，按照相关要求需进行锚索抗拔试验，锚索抗拔试验按一级基坑要求进行，试验数量不得少于3根。
①试验方法：
加载系统由精密油压表和抗拔千斤顶组成，钢尺测读锚索锚头位移。
锚索最大试验荷载为1.2T，T为设计抗拔承载力。
②试验标准：
试验参照广东省以及深圳市的有关标准规定进行。
③试验结果：
试验结果见下表。
通过试验，锚索最大试验荷载值均符合设计抗拔承载力检测值的要求，锚索施工取得了成功，锚索抗拔试验曲线图如下图4所示：
图4锚索抗拔试验曲线图
9工程效果
预应力锚索在深圳地铁2号线东延线工程土建2224标粗砂层中施工成功,并取得了良好的效果，不仅为深基坑稳定提供了安全保障，也为整个工程提供了工期保证，更重要的是填补了大孔径锚索施工的空白，施工效果见图5。
图5锚索施工效果图
10结论
在富水粗砂层中施工大孔径预应力锚索面临的主要难点是：
在地下水流的带动下，锚索孔在钻进的过程中出现涌水涌砂，无法成孔。
经过多方实践，最后确定了预先打入钢套管，利用钢套管穿越砂层平衡地下水压力的施工方案，最终获得成功，顺利地完成了施工任务，也保证了基坑的安全，为今后在同类地质条件下锚索施工积累了经验。
参考文献
1周爱莲，城市地铁竖井施工涌水涌砂处理.铁道建筑技术，2009（3）
2《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》（SJG05-96）
3广东省标准《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）
----------------下面是赠送的excel操作练习
不需要的下载后可以编辑删除
（Excel2003部分）
1.公式和函数
1.
（1）打开当前试题目录下文件excel-10.xls；
（2）利用函数计算每个人各阶段总成绩，并利用函数计算各阶段的平均成绩；
（3）“平均成绩”行数字格式都为带一位小数（例如0.0）格式；
（4）同名存盘。
步骤：
a）文件→在各阶段总成绩单元格内，点插入，点函数，在对话框中选择求和函数“SUM”，在对话中Number1内点右侧的按钮，将出现另外一个对话框，在文件中选择需要求和的单元格，然后点该对话框的右侧按钮，点确定（完成一个总成绩求和后，利用填充柄完成其他的总成绩求和，或者重复上面的顺序）→在平均成绩单元格内，点插入，点函数，选择算术平均值函数AVERAGE，出现对话框后，采用求和时的相同方法，完成操作→选中平均成绩行，点右键点设置单元格，点数字，在分类项下点数值，设小数位为1，
b）确定→保存
2.
（1）打开当前试题目录下文件excel-13.xls；
（2）根据工作表中给定数据，按“合计=交通费+住宿费+补助”公式计算“合计”数，并计算交通费、住宿费和补助的合计数；
（3）所有数字以单元格格式中货币类的“￥”货币符号、小数点后2位数表现（如：
￥2,115.00格式）；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-13.xls→在合计下的一个单元格内输入“=交通费（在该行的单元格，假如说是E3）+住宿费（同上）+补助（同上）”，回车（其他的合计可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→利用求和函数，参考1中的方法完成交通费、住宿费和补助的合计→选择文件中的所有数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点货币，选择货币符号为“￥”，设置小数点后为2位，确定→保存文件→本题完成
3.
（1）打开当前试题目录下文件excel-2.xls；
（2）根据工作表中数据，计算“总成绩”列的数据。
总成绩=一阶段成绩×0.3+二阶段成绩×0.3+三阶段成绩×0.4；
（3）“总成绩”列数据格式为小数点后2位小数（例：
6.20）；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-2.xls→在总成绩下的一个单元格内输入“=一阶段成绩（在该行的单元格，假如说是E3）*0.3+住宿费（同上）*0.3+补助（同上）*0.4”，回车（其他的合计可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→选中总成绩列的数据单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设置小数点后为2位，确定→保存文件→本题完成
4.
（1）打开当前试题目录下文件excel-3.xls；
（2）计算“审定费”和“税后款”，“审定费=全书字数÷1000×3，税后款=审定费-审定费×5%”；
（3）利用菜单将“审定费”和“税后款”列格式设置为货币类的“￥”货币符号、小数点1位（例￥1,280.0）；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-3.xls→在审定费下的一个单元格内输入“=全书字数（在该行的单元格，假如说是E3）/1000*3”，回车（其他的审定费可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→在税后款下的一个单元格内输入“=审定费（在该行的单元格，假如说是F3）-审定费*5%”，回车（其他的税后款可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→选中审定费及税后款列的数据单元格，点右键，点设置单元格格式，点货币，选择货币符号“￥”，设置小数点后为1位，确定→保存文件→本题完成
5.
（1）打开当前试题目录下文件excel-8.xls；
（2）利用函数计算“总成绩”，利用公式“平均成绩=总成绩÷3”来计算“平均成绩”；
（3）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-8.xls→在总成绩下的一个单元格，点插入，点函数，在对话框中选求和函数“SUM”，在对话中Number1内点右侧的按钮，将出现另外一个对话框，在文件中选择需要求和的单元格，然后点该对话框的右侧按钮，点确定（完成一个总成绩求和后，利用填充柄完成其他的总成绩求和，或者重复上面的顺序→在平均成绩下的一个单元格内，输入“=平均成绩（在该行的单元格，假如说是B3）/3”，回车（其他平均成绩可以采用填充柄完成，或者重复上面的顺序）→保存文件→本题完成
6.
（1）打开当前试题目录下文件excel-1.xls；
（2）利用公式计算每个项目的“合计”；
（3）“合计”列数据的格式和其它数据的格式相同；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-1.xls→在合计下的一个单元格，点插入，点函数，在对话框中选求和函数“SUM”，在对话中Number1内点右侧的按钮，将出现另外一个对话框，在文件中选择需要求和的单元格，然后点该对话框的右侧按钮，点确定（完成一个总成绩求和后，利用填充柄完成其他的总成绩求和，或者重复上面的顺序→利用格式刷将合计的列的数据格式刷成与其他数据格式相同的格式（使用格式刷的方法是，先选中合计列外的其他任意一个单元格，点格式刷，然后再点需要刷成该样格式的单元格即可）→保存文件→本题完成
7.
（1）打开当前试题目录下文件excel-6.xls；
（2）计算出“净资产收益率”，净资产收益率=净利润÷净资产总额；
（3）“净资产收益率”行以保留三位小数的百分数形式表现（如：
32.310%）；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-6.xls→在净资产收益率下的一个单元格，输入“=净利润（在该行的单元格，假如说是B3）/净资产总额”，回车（完成一个单元格后，可以利用填充柄完成其他的单元格的操作，或者重复上面的顺序）→选中净资产收益率列下的数据单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，单百分比，将小数位数设为3位，确定→保存文件→本题完成
8.
（1）打开当前试题目录下文件excel-7.xls；
（2）分别利用函数计算出“总成绩”、“平均成绩”；
（3）平均成绩设置带两位小数格式（例如：
78.00）；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下的excel-7.xls文件→在总成绩对应的单元格内，点插入，点函数，在对话框中选择求和函数“SUM”，在对话中Number1内点右侧的按钮，将出现另外一个对话框，在文件中选择需要求和的单元格，然后点该对话框的右侧按钮，点确定（如果有多个总成绩项，完成一个总成绩求和后，利用填充柄完成其他的总成绩求和，或者重复上面的顺序）→在平均成绩对应的单元格内，点插入，点函数，选择算术平均值函数AVERAGE，出现对话框后，采用求和时的相同方法，完成操作→选中平均成绩对应的单元格，点右键，点设置单元格，点数字，点数值，设小数位为2，确定→保存文件→本题完成
9.
（1）打开当前试题目录下文件excel-16.xls；
（2）计算出“全套优惠价”，公式为：
全套优惠价裸机价+入网费-送话费；
（3）所有数字都以单元格格式中货币类的“￥”货币符号、小数点后1位小数表现（如：
￥1,450.00）；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-16.xls→在全套优惠价对应的单元格，输入“=全套优惠价裸机价（在该行的单元格，假如说是B3）+入网费（同上）-送话费”，回车（如果有多个全套优惠价项，可以利用填充柄完成，也可以重复上面的顺序）→选中所有的数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点货币，选择货币符号为“￥”，设小数位为2位，确定→保存文件→本题完成
10.
（1）打开当前试题目录下文件excel-71.xls；
（2）利用函数计算奖金项的值，公式是“满工作量为40，满工作量的奖金为800元，工作量不足的奖金为600元”；
（3）利用公式计算实发工资项的值，公式是“实发工资为基本工资加奖金，再减去住房基金和保险费”；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-71.xls→选中奖金项下的一个单元格，点插入，点函数，点IF函数，在对话框中，第一个条件格式内输入“该行工作量项下的单元格（比如是E3）>=40（即E3>=40）”，在true内输入800，在false内输入600，确定（其余行可以采用填充柄完成，或重复上述的顺序）→选择实发工资项下的一个单元格，输入“=基本工资（在该行的单元格名）+奖金（同上）-住房基金（同上）-保险费（同上）”，确认（回车）（其余单元格采用填充柄完成，或重复上述顺序）→保存文件→本题完成
11.If函数的应用：
根据教师工作表教师职称确定其职务津贴
练习Excel2003P140：
Excel2003电子表格的编辑操作
2.排序
3.
（1）打开当前试题目录下文件excel-24.xls；
（2）在B4单元格内键入数字“45637”；
（3）表格所有数字格式为带1位小数格式（如：
23456.0）；
（4）将Sheet1的所有内容复制到工作表Sheet2的相应单元格内，并以“电器”为关键字，对四个季度所有数据递减排序；
（5）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-24.xls→点B4单元格，输入“45637”→选中表格内的所有数字格式，点右键，点设置单元格格式，点数字，设小数位为1，确定→全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴→点“电器”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择电器，点降序，确定→保存文件→本题完成
4.
（1）打开当前试题目录下文件excel-29.xls；
（2）根据工作表中数据，在B4单元格内键入数据“2580”；
（3）表格数字数据设置为“0,000.0”的格式；
（4）以“1997年”为关键字，对不同规格所有相应数据进行递减排序；
（5）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-29.xls→点B4单元格，输入“2580”→选中表格内的所有数字格式，点右键，点设置单元格格式，点数值，设小数位为1，点使用千分分隔符为有效，确定→点“1997年”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择1997，点降序，确定→保存文件→本题完成
5.
（1）打开当前试题目录下文件excel-33.xls；
（2）根据工作表中数据，在E4单元格内键入数据“商务出版社”；
（3）将SHEET1所有内容复制到工作表SHEET2的相应位置，并以“单价”为关键字，递减排序；
（4）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-33.xls→点E4单元格，输入“商务出版社”→全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴→点“单价”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择单价，点降序，确定→保存文件→本题完成
6.
（1）打开当前试题目录下文件excel-23.xls；
（2）根据工作表中数据，在A4单元格内键入数据“李四”；
（3）“总成绩”列数据都设置为带一位小数格式；
（4）将所有内容复制到SHEET2工作表中相应单元格，并以“总成绩”为关键字递增排序；
（5）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-23.xls→点A4单元格，输入“李四”→选中总成绩列的全部数据，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设小数位为1位，确定→全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴→点“总成绩”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择总成绩，点升序，确定→保存文件→本题完成
7.
（1）打开当前试题目录下文件excel-36.xls；
（2）根据工作表中数据，在A4单元格内键入数据“狮子座”；
（3）A4单元格数据格式与该列其它相应数据格式保持一致；
（4）将SHEET1的所有内容复制到SHEET2中，并以“赤纬（度）”为关键字，递减排序；
（5）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-36.xls→点A4单元格，输入“狮子座”→选中A4单元格所在列的其他单元格，点格式刷，点A4单元格→全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴→点“赤纬（度）”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择赤纬（度），点降序，确定→保存文件→本题完成
8.
（1）打开当前试题目录下文件excel-21.xls；
（2）根据工作表中数据，在B5单元格内键入数据2719840；
（3）B列、C列数字都以单元格格式中货币类的“￥”货币符号、小数点后2位小数表现（如：
￥3,200,000.00”）；
（4）将所有内容拷贝到SHEET2中相应位置，并按关键字“增长率”递减排序；
（5）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-21.xls→点B5单元格，输入“2719840”→选中B、C列下的数字（单元格），点右键，点设置单元格格式，点数字，点货币，设货币符号为“￥”，设小数点位为2位，采用千分隔符，确定→全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴→点“增长率”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择增长率，点降序，确定→保存文件→本题完成
9.
（1）打开当前试题目录下文件excel-30.xls；
（2）根据工作表中数据，在C4单元格内键入数据“3650”；
（3）所有数字所在格式为0,000.0格式；
（4）将SHEET1的所有内容复制到SHEET2相应单元格并以“木材”为关键字，递减排序；
（5）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-30.xls→点C4单元格，输入“3650”→选中所有数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设小数位为1位，采用千分隔符，确定→全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴→点“木材”单元格，点表格，点排序，主要关键字下选择增长率，点降序，确定→保存文件→本题完成
10.
（1）打开当前试题目录下文件excel-27.xls；
（2）根据工作表中数据，在B3单元格内键入数据“1000×2000×15”；
（3）设置报价列数据带1位小数格式；
（4）将所有内容复制到工作表SHEET2的相应位置，并以“报价”为关键字，递减排序；
（5）同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-27.xls→点B3单元格，输入“1000×2000×15”→选中报价列下的数字单元格，点右键，点设置单元格格式，点数字，点数值，设小数位为1位，确定→全选SHEET1（即当前的文件），点复制，点开SHEET2，点当前页面的左上角的单元格，点粘贴→点“报价”单元格，点表格，点排序，主
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