叶向阳 谭善文
广东水电二局股份有限公司，广州 510150
摘 要:随着城市轨道交通事业的发展，盾构法施工应用广泛，既有桥梁桩基、废弃桩基等地下障碍物侵入盾构隧道无可避免。通过采用液压驱动全回转钻机转动钢套管，从既有桥面开始钻进，钻穿桥面板、桥墩、桥台、再钻至需拔除桩基位置。通过试验调整全回转钻机参数，包括压入力、回转速度、扭矩、贯入度参数，最终选取合适的施工参数进行拔桩。确保达到拔桩施工目的，确保施工安全、缩短工期。
关键词:轨道交通；三角支架大钢模板；裂缝控制
1 引言
随着城市轨道交通区间隧道采用盾构法施工的广泛应用，盾构隧道施工在城市道路桥梁、房屋等建构筑物下穿行，不可避免遇到既有建构筑物桩基侵入隧道范围内。而盾构掘进施工穿越桩基时极易造成刀具损坏、建构筑物遭破坏、受困、塌陷，对工程和社会带来极大的不良影响。
2 工程概况
广州市轨道交通十四号线支线工程土建工程【马头庄~枫下区间】，隧道穿越区域地层主要包括花岗岩残积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩地层。标段内既有新南中桥有 3 根Φ1200mm 桥桩侵入到隧道范围内，如不提前对桩基进行处理，盾构下穿是容易造成刀具损坏、旧桥结构遭到破坏、甚至盾构被困、土体塌陷等，给盾构施工带来极大风险。
3 施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程
施工工艺流程如下图所示。
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3.2操作要点
3.2.1设备选型
根据现场情况，需拔桩基直径大小，桩基上部结构情况，来选定设备。本工法研究过程选用的全回转钻机RT200型，其采用楔型夹紧机构将回转钻机的回转支承环与套筒固定，楔型夹紧机构与套筒的咬合与松开由夹紧油缸控制，当夹紧油缸向上提升时，楔型块跟着上升，夹紧机构松开；当夹紧油缸向下收缩，楔型块也随之下降，从而牢靠地将套管和回转支承装置咬合。
套筒回转由液压马达驱动，回转时，液压马达的动力由主动小齿轮经惰轮传递至回转支承外圈的环形齿轮带动回转支承在套管周围回转，回转支承旋转产生的扭矩通过楔型夹紧装置传递到套筒上，带动套筒进行回转。
夹紧油缸位于钻机的固定部分，由于不与套管一起回转，从而液压管可以始终处于接续状态，回转时无需将夹紧装置液压管分离，可以大为提高钻进的效率。
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RT-200型全回转钻机
3.2.2桩基中心位置测量定位
切削钻进前，根据设计桩基中心位置测量放样至桥面，画十字线，在设计桩外径与十字交点位置利用百米钻机从桥面钻至桥下桩基位置，以探明桩基位置的准确性，再辅以利用水钻在桥墩下方探明桥桩位置，再用全站仪将桩位引测至桥面复核桩基中心，确定拔桩位置准确无误。
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桥桩定位
3.2.3套管压入
侵入隧道桥桩拔除，套管压入过程分2个阶段进行。
套管插入初期施工管理的尤其重要，对套管的垂直精度及准确拔除桩基有很大影响，因此初期套管压入要求非常高。
第一阶段为初期压入部分：
在夹紧套管时，在起重机将套管吊起悬空的状态下抓紧。套管前端插入辅助夹盘之前，先用主夹盘抓住套管，收缩推力油缸落下套管，以防止钻头与辅助夹盘的碰撞事故。套管在插入初期，应利用套管自重压入，禁止强行压入套管。
初期自重压入时，压入力计算公式为：
压入力（自重）F＝钻机的一部分自重（W1）＋套管自重（W2）
>周边摩阻力（R）＋前端阻力（D）
钻机的一部分自重RT-200型为32t。
第二阶段为后期压入部分：
进入挖掘第二阶段时，采用自重压入速度变慢，液压动力站“压入力调整盘”向右旋转，液压会逐步上升，此时压拔钮在置于“压入”状态时，液压油缸向推力油缸供油，此时压入模式转为液压压入，此时压入力计算公式为：
压入力F=钻机的一部分自重(W1)+套管自重(W2)+液压力(P)
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就位钻进
3.2.4切削钻进
新南中桥设计情况：桥面为预应力钢绞线C40混凝土结构空心板板；台帽和台后搭板为C30钢筋混凝土结构；墩帽、墩台身、承台、桩基为C25钢筋混凝土结构；根据既有桥结构情况，在第一根桩拔除套管切削钻进，从桥面沥青面层开始压入套管切削钻进。
1、桥面板破除
当桥面板为预应力板时，在切削钻进前，先采用切割机将桥面板切割，采用人工或炮机对桥面预应力桥面先行破除，以减小全回转钻机钻头损坏，提高钻进效率。
2、墩帽、墩身、台基钢筋混凝土结构切削钻进
由于墩帽、墩身、台基为现浇式钢筋混凝土整体结构，根据钢套管管径和设备参数性能，墩帽、墩身、台基部分切削钻进参数为：
回转速度：5～10m/min
回转扭矩：15～20 ton-m
贯 入 度：10～15mm/min
在切削墩帽、墩身、台基时，在钻进过程采用管壁周边进行灌水冷却。第一行程钻进完成后，应提起钢套管检查钻头，如钻头磨损较小，可确定此钻进参数较合适。
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钻头刀具检查及更换
3、侵入隧道部分桩基拔除
由于侵入隧道部分的桩基位于花岗岩残积土和砂层中，采用低转速3m/min和扭矩20 ton-m，采用此参数贯入度达到30～40mm/min。
4、排渣
为保证拔桩清障施工效率和减小管壁内摩擦力，每钻进约2.5m进行一次清渣。套管内较大的钢筋混凝土块和桩基采用特殊定制的倒三角冲楔冲碎后，排出采用冲抓斗抓出钢套管。较大较完整的混凝土块或扭断的桩基则采用冲楔冲挤，使其有较好的摩擦力，从而和钢套管一起取出。
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5、桩基拔除后恢复
可根据实际情况，桩基部分采用M5泵送水泥砂浆回填。旧桥墩身部分采用钢筋笼+C30混凝土恢复。桥面部分根据既有桥权属单位要求和确保后期通车安全要求恢复。
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恢复后设备退场
4 总结
随着城市轨道交通事业的发展，盾构法施工应用广泛，既有桥梁桩基、废弃桩基等地下障碍物侵入盾构隧道无可避免，对盾构施工有极大影响，桩基就是其中的重难点之一。通过本次全回转钻拔桩清障施工技术的应用，有效解决了盾构下穿新南中桥的施工风险，保证了桥面交通安全及周边环境的安全，使成本和工期得到有效的控制，工法的成功应用具有很好应用和推广前景，值得在类似工程中推广应用。
5 参考文献
[1].程金雄. 全回旋钻机拔桩技术在工程上的运用[J]. 中国设备工程, 2018, 000(010):114-115.
[2].杨勇. 全回转钻机无损拔桩施工技术[J]. 施工技术, 2009(S1):111-113.
[3].陈浩, 钱海民, 张士宇. 全回转钻机拔桩施工技术的应用[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2012(30).