金刚石绳锯切割锚索技术在地下空间施工中的应用

施工中的应用武锡颖，李俊杰(河南水利与环境职业学院，450008,郑州)摘 要：在城市地下空间施工中，常遇原有建筑遗留的锚索阻碍。郑州地铁5号线康宁路站基坑施工中， 采取液压泵驱动，远程控制金刚石绳高速切割附近建筑施工时遗留的锚索。实践证明，该方法切割效果好，

速度快，无噪声，且能保障安全。关键词：锚索；金刚石绳；夹持具；地铁中图分类号：TU391

文献标志码：B

文章编号：1000-4726(2019)07-04-03APPLICATION OF CUTTING ANCHOR ROPES WITH DIAMOND WIRE TECHNOLOGY IN

URBAN UNDERGROUND ENGINEERINGWU Xi-ying, LI Jun-jie(Henan Vocational College of Water Conservancy and Environment, 450008, Zhengzhou, China)Abstract: In the construction of urban underground space, anchor ropes left over from the original buildings are often hindered. In the foundation pit construction of Kangning Road Station of Zhengzhou Metro Line 5, hydraulic pump is used to drive the anchor rope left behind during the construction of high-speed cutting by diamond rope. Practice has proved that this method has good cutting effect, fast speed, no noise, and can ensure safety.Keywords: anchor rope; diamond rope; holder; metro随着城市建设快速发展和基础设施升级换代，地 下空间得到广泛应用。然而，地下空间多位于现有建 筑周边，这些现有建筑施工时基坑支护遗留的锚索侵

入地下空间建设范围且无法避让，须切除锚索排除障 碍才能顺利施工。1工程概况郑州地铁5号线康宁路地铁站基坑两侧均为高层

建筑，据资料显示，基坑周边存在附近建筑施工遗留 的锚索体系。锚索水平间距约1.5m,锚索竖向间距

2〜3m不等，第1道锚索在原地面以下约7m处。共 2锚索处理方案比选有3~4层遗留的锚索侵入基坑范围，每束锚索由3根 S15.2钢绞线组成，影响深度为13.5〜23.7m,锚索在

2.1冲击钻冲断法基坑内的分布情况如图］所示。围护桩施工时尽量避让锚索，无法避让时用冲击

地铁站所在区域为黄河冲洪积平原（A区）；地 钻冲断处理。围护结构仍采用0 1000@1400钻孑L桩， 层岩，生主要为杂填土、砂质粉土、粘质粉土、粉质粘

止水帷幕由0 850@600m三轴搅拌桩改为0 800@450

土、粉砂、细砂。车站底板位于粉细砂层；地下水主 三轴高压旋喷桩止水。2.2连续墙槽壁加固法要为孔隙潜水和微承压水，孑L隙潜水稳定水位埋深为

6.5 m,围护结构采用地下连续墙，在实墙下部加设素混

〜10.7微承压水稳定水位埋深为18.7-21.2 mo凝土至地质隔水层兼作止水帷幕。开挖前在槽段两侧

收稿日期：2019-05-27施做0 650@450双重旋喷桩,以防成槽机抓断锚索引 作者简介：武锡颖（1984—）,男，河南西平人，工程师，e-mail：起槽壁土体滑塌。待加固体达到规定强度后，采用成

wwwxy 1984@ 126.com.槽机开挖槽段，遇锚索位直接抓断或抓出。2019年7月武锡颖，等：金刚石绳锯切割锚索技术在地下空间施工中的应用•5-2.3连续墙绳锯切割法围护结构采用地下连续墙，在实墙下部加设素混

凝土至地质隔水层兼作止水帷幕。采用金刚石绳索在 液压马达马区动下绕切割面高速运动研磨切割体完成切

割。锚索夹具支架组装完毕后，由起重机吊入连续墙 开挖槽内，利用锚索夹紧定位导向件将锚索导入夹紧

钳口下方，在导墙顶部固定切割支架的固定部分，连 接锚索夹紧液压系统及泵站，启动钳口沿导轨下移夹

紧并切割锚索。2.4方案选择(1 )采用冲击钻冲断方式对工期影响较小，费

用增加不多，但在护壁泥浆中重锤冲击可能会造成周 边地面沉降变形。三轴搅拌桩施工遇锚索时，处理锚

索费用很高，可采用小孔径(100~150mm)三管高 压旋喷桩以避让锚索，但该法止水效果一般。(2) 连续墙槽壁加固法可操作性较好，对工期

影响不大，但费用增加幅度大，锚索处理段成槽时极

易造成槽壁坍塌，使泥浆和混凝土大量超耗，后期基 坑开挖阶段还需人工破除。锚索处理段槽段两侧采用 旋喷加固，基坑开挖时需破除靠基坑侧的旋喷桩。(3) 连续墙绳锯切割法可实施性较好，效果较

理想，但对工期影响较大，且费用有所增加。切割

地下锚索时需固定锚索，但锚索处于槽内泥浆内， 固定较困难。为满足施工要求，地下连续墙宜取

1 000 mm 厚。3种围护方案工程量及造价估算情况见表1,围 护及锚索切割比较分析见表2O表1工程量及造价估算工程量比较围护结

造价估

构形式止水方案围护桩围护桩实搅桩 空搅桩 算/万元(墙)/n?(墙)长/m长/m长/m

0 1000 0 850三轴12870钻孑Ltt搅拌桩9706（425 根）33344312634570 10000 800三管970614875钻孔桩旋喷桩（1574）（425 27200根）25503 835800 mm连续墙身14245612厚连续墙（2308 ）（35m 深）0050941000 mm连续墙身17 806612厚连续墙（ 2885 ）（35m深）005980本工程地下水位较高，结合本地区地铁施工经验 和基坑周边锚索情况，基坑主体围护结构宜采取连续表2方案比较围护结 围护结构比较锚索处理比较构形式止水方案实施 施工工程 实施 施工工程 可行性工期造价可行性工期造价0 850三轴钻孑Ltt一般较短较低困难较长高搅拌桩0 800三管钻孔桩一般较短适中较长适中旋喷桩地下 连续墙连续墙身较长高_般较短低墙方案，锚索用金刚石绳锯机切割。3切割方案金刚石绳锯切割是用高速运动的金刚石绳研磨锚 索完成切割，用水冷却并带走碎屑。切割设备如图2所示。图2切割设备示意(a)平面；(b)剖面1一锚索夹紧液压系统及泵站；2—地下金刚石绳导向固定轮；3-

金刚石绳；4―金刚石绳锯机固定底座；5T区动主动轮；6T

程操作遥控器；7—动力泵站4设备组成(1)金刚石绳锯切割机包括：主机系统、夹持 系统和附属系统3部分。主机系统为切割主机和主机

操控盘。(2 )夹持系统包括夹持具(图3 )和液压泵。

液压夹持具分两个半幅，每个配一台主机，切割时两 个半幅一起放入槽内，液压千斤顶对夹口进行伸张和 闭合将锚索紧紧锁定在原位后两半幅同时切割。(3 )附属系统主要包括：金刚石绳(图4 )、

导向轮、连接钢管和导轨等。5施工工艺5.1锚索定位根据周边建筑的设计图和实际调查，确定锚索大

致后开挖基槽并进行准确定位，根据液压抓糯•6«建筑技术第50卷第7期示禁止人员进入作业区域。5.6锚索切割操作地面控制系统，启动一台主机工作，通过调

整主动轮张力保证金刚石绳适当绷紧。随后启动另一

主机，驱动主动轮带动金刚石绳索回转切割。应观察 机座是否稳定，随时调整导向轮，确保切割绳在同一

个平面内。随时调整切割参数，确保金刚石绳运转线

速度在20m/s左右，做到速度稳定，参数稳定，设备

图3夹持具图4金刚石绳稳定。切割包括预切割、正常切割和异常切割3种状态。升力的变化情况判断是否抓至U锚索，将准确位置标注 到基槽导墙上(图5) o(1 )预切割阶段应轻压、慢速，待绳索无抖动

后暂停切割，经检测符合要求方可继续切割。预切压 力约lOMPa,预切线速度约5m/s。5.2夹持具安设(1 )组装夹持具支架底部，穿入金刚石绳索，

须确保绳的方向和主动轮驱动方向一致。绳上的每个 卡子均有明确的箭头标志，也可通过串珠识别。最后 连接支架上部，完成整个夹持具拼装(图6) o(2) 正常切割阶段应合理匹配压力和线速度，

参数保持正常，使金冈U石绳在槽内顺利垂直回转。正 常切割压力约20MPa,预切线速度约20m/s。(3) 若遇卡绳、断绳等异常情况应即停机。特

别要避免金刚石绳被拉断后金刚石串珠会飞出伤人。

须做好现场安全防护，无关人员禁入。出现异常情况

应分析并采取针对性措施。断绳应更换，卡绳时要轻 压、慢转进行研磨。处理后须测量偏移，若超出允许

值应确定纠偏方向,调整设备底座及导向轮实施纠偏。 确认异常状态均被排除后方可转入正常切割。5.7系统转移锚索切割完成后拆除地面控制系统的锚固和连

接,用起重机取出将地下槽内的夹持具和切断的锚索， 逐节拆除连接钢管，移动切割设备至下一根锚索至完

图5锚索定位图6夹持具安设成本槽段的锚索切割。整个槽段完成后，应清理现场,

根据基槽导墙上标注的锚索位置，用起重机将两

拆除设备并转移至下一个槽段。组夹持具中的一组沿槽壁吊下控制下设深度，在夹持

具四周安装4根钢管连接至地面。6结束语采用上述工艺，锚索准确定位并夹紧后切割耗时

5.3锚索夹持导向板遇锚索后，用起重机轻微移动夹持具调整

不超过lOmin,切割速度快。切割完成后剩余锚索端 头仅长2cm,不会影响后续钢筋笼安装。本工艺切

位置，将锚索沿导向板卡入夹持具内，驱动夹具夹住 锚索，根据起重机提升情况判断锚索是否被夹紧。割过程对槽壁土层几乎无扰动，不会引起塌方。通过

5.4夹持具固定待另一组夹持具按同样方式吊设完成后，将两组 设备用连接钢管、横担和地锚螺栓固定到导墙上。高压实现远距离控制，操作安全方便。采用液压 泵驱动，运转平稳，震动和噪声小，场地相对清洁无 污染。5.5地面系统安装绳锯机固定底座安设必须牢靠,绳锯机的主动轮、 导向轮、金刚石绳三点处在一个铅垂面上。水下切割 系统须安装控制线路并连接至地面控制系统。控制系 统设在导墙一侧，管线连接应相对集中。动力设备周

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