人工挖孔施工工艺主要为：预留超前注浆管→马头门注浆→洞门范围内水平探孔→架设临时支撑→马头门破除→开挖→上拱3 榀钢格栅紧密安装→继续开挖上台阶至2.5 m→安装第一榀下拱钢格栅封闭成环→循环进尺开挖进洞→端头墙加固封端→锚索处理→横通道及竖井回填。竖井及横通道平面图如图5.2.1 所示，断面图如图5.2.2所示。
图5.2.1 竖井及横通道布置平面图
图5.2.2 竖井及横通道布置断面图
1.竖井施工
竖井井壁结构采用倒挂井壁法施工，施工前管线保护方案实施到位，同时进行提前降水。锁扣圈梁达到设计强度后，向下开挖土方，初喷混凝土、挂钢筋网、架格栅钢架及临时型钢支撑，喷射混凝土至设计厚度，逐步向下开挖至井底并封底，施作集水池。如图5.2.3。
图5.2.3 井口圈梁及提升设备
2.横通道施工
在小导管加固土体满足要求后，先破除洞门处上部竖井井壁混凝土，然后自上而下用风镐破除洞门处井壁混凝土，并逐榀割除该部位密排钢架，开挖马头门。在马头门处格栅钢架封闭成环，土层趋于稳定后，及时进行横通道下部标准段初支施工（图5.2.4）。横通道采用矿山法施工。初期支护采用网喷混凝土+超前小导管+锁脚锚管+格栅钢架组成联合支护体系。横通道断面为拱顶直墙断面，中间增设工22a 型钢，净宽2.8 m。开挖面土方开挖完成后立即进行喷射混凝土，及时封闭，找平开挖面，防止土体表面剥离脱落。超前小导管采用外径φ32 热轧无缝钢管，L=3.5 m。注浆管一端做成尖锥状，另一端焊上铁箍，在距铁箍端1.0 m 处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔150 mm呈梅花形布设，孔位互成90°，孔径10 mm。详见图5.2.5。
图5.2.4 马头门凿除及首榀格栅拼装
图5.2.5 小导管构造示意图
3.短台阶开挖
由于暗挖隧道断面大，且采取Ф32 mm 小导管注浆加固与两侧Ф42 mm 可回收式锁脚锚杆，中间增设22a 型钢支撑，再结合地面管井降水的情况下，综合考虑采取短台阶开挖法，开挖循环进尺长度视现场地质情况而定，最小为0.75 m。
隧道开挖前，先封闭掌子面，施工拱部超前小导管注浆支护。环形开挖上半台阶、初喷混凝土，架立格栅钢架，复喷混凝土，台阶长度2～3.5 m 以内。并根据施工实际情况调整。开挖下台阶，初喷混凝土，架立格栅钢架，复喷混凝土，初支封闭成环。开挖方式采用人工手持风镐开挖。如图5.2.6 所示。
图5.2.6 打设超前导管、开挖上台阶掌子面封闭
4.横通道封端
横通道开挖至端头后及时施作端头墙支护结构，采用I22a 工字钢与通道标准段格栅钢架连接并预埋注浆管的方式封端。封端墙内设置竖向，双排φ22@800 连接筋，连接筋与通道格栅单面搭接焊连接焊缝长度不小于10d；锁角锚管采用φ42@500 长2.5 m 钢管，每步开挖时及时打设，每榀打设两根。封端导管采用φ32×3.25 热轧无缝钢管，长3 m，倾角20°，间距400 mm，梅花形布置，后期需注浆。
5.锚索拔除施工
竖井和暗挖通道施工完成，在开挖横通道过程将侵入横通道内部锚索割除并在直墙处保留锚索60 cm 接头，待通道封端初支变形稳定且支护的喷射混凝土强度达到设计要求后拔除锚索。锚索拔除施工过程中，应对原设计锚索进行编号，实际探明的锚索与原设计不对应时，要查明原因是否遗漏或上下偏位；同时，对每一根锚索拔除作业应做好施工记录，对拔出的锚索进行外观检查，确认是否全部拔出或断裂，如确认断锚，则应标注准确位置后，并采用地面人工挖孔桩处理。(www.xing528.com)
地下狭小空间锚索拔除机具配置关键技术为：自制地下狭小空间轻型拔锚装置（用于锚索拔除的设备，全液压动力系统）；自制锚索导向架（连接在电动葫芦下面，通过地下狭小空间轻型拔锚装置对锚索摩阻力减小后，用于改变锚索拔除方向和加快锚索拔除进度的一种桁架）；自制卷扬机（用于提供锚索拔除的动力）；自制液压油泵站（用于提供地下狭小空间轻型拔锚装置的动力）。
在工作井开挖到需要处理锚索位置下0.5 m 后，施作砼垫层封闭井底。直接拔除可能会遇到以下问题：① 锚索拔断。由于锚索为2 根钢绞线锚索，2 根钢绞线的极限载荷在510 kN 左右，锚索体在土层中的摩阻力约为44.5 kN/m，本工程需拔出锚索最长约14.6 m，14.6 m 锚索摩阻力约649.7 kN，锚索极限荷载为766 kN＞摩阻力649.7 kN锚索不会拉断，但实际操作时锚索可能已出现磨损情况，直接拔除可能导致钢绞线断裂。② 反弹反压力大。在拔除过程中锚索松动断裂还会出现弹射的情况，再就是反压力太大，在拉拔过程中反压力对锚孔周边土层会造成破坏，直接影响竖井结构安全。
锚索段掘进过程中，査尽可能做到有计划开仓检，定期检查刀盘，清理锚索，避免因掘进困难造成被动开仓；开仓位置尽量选在地面预注浆加固过的范围内；停机开仓检查次数按实际施工情况进行选择；避免因扭矩增大、出渣不畅或螺机闸门卡死等原因导致被动开仓。若需要进行被动开仓，可参考郑州地铁一号线会—民盾构区间锚索拔除施工技术时被动开仓经验，一般选择带压开仓保证施工的安全性。
为确保施工安全，必须增大作业面积、加强竖井结构安全及制作反力架的方法，确保施工安全。在拉拔力649.7 kN 时，千斤顶支座需要提供的反力为942.1 kN（乘以1.45 系数），理论上直接拔除该锚索是可行的。
采用与千斤顶相匹配的反力架，依据现场实际情况，本方案拟采用50 t 千斤顶进行施工。反力架试验空间：850 mm；反力架净重：1 850 kg；测力系统最大试验力：500 kN。
为了确保锚索处理成功，采用跟管钻进套取锚索，采用地质钻探套管取芯的工作原理，将不规则的锚固体整个地套在套管内，再将套管同锚固体一同拔出，每拔一节套管破碎一节水泥体，同时采用砂轮切断一节钢绞线，再拔再切，直至全部拔除。此种方法既解决了钢绞线可能被拉断的问题，又解决了施工量大、成本高的问题。如图5.2.7 所示。
图5.2.7 跟管钻进套取锚索示意图
6.套管旋切工艺
（1）套管旋切套取锚固体，采用全液压套管钻机，根据施工现场情况，对钻机进行改装，使钻机更加适合施工现场要求。钻机有效行程大于1 m，最大整机长度2.4 m，钻机高度及倾斜度可随意调节，转速0～200 r/min，旋转扭矩2 700 N·m，推进扭矩1 800 N·m，泵站压力25 MPa。制作长度为1.0 m 的φ159 的套管，将套管安装在套管钻机上，同时将入射角度调整为原来锚索铺设的角度，也要视场地实测角度为准开动钻机，进行取芯式钻进，以解除锚索与土层之间的摩擦力。调整好钻进角度，利用钻机旋转马达带动套管及钻头旋切锚固体周围土层，利用钻机推进提升马达向前加尺，同时开动泥浆泵，泵送泥浆护壁排渣。测量计算出钻进深度，直至将全部长度的锚固体装入套管中，然后将套管及锚固体一同拔出。
（2）套管及锚固体的拔除，将旋切套取完成的套管四周混凝土墙壁上安放承压钢板，以防在液压拔取套管时破坏护壁，影响井内安全。利用专用拔管机具套在套管上，锁紧套管锁片，开动液压泵站，给拔管机提供足够的动力，观察套管、拔管机具及泵站压力。当套管松动后，注意观察套管拔出过程中周围支护结构及地面上变化情况，在确定安全的情况下方可继续施工。在拔出一节套管后，将其卸掉，用电镐或风镐将水泥体破碎，切断钢绞线，然后进行下一环节的拔取，直至全部拔出。如图5.2.8。
（3）在施工过程中，应注意泥浆的沉淀、循环利用及泥浆对井下安全的影响等问题。在井下应挖排浆沟，排浆沟连接沉淀坑，沉淀坑应为两个。第一个沉淀渣土用，第二个为循环利用。要及时对第一个沉淀坑进行清渣，防止循环利用泥浆中渣土含量过大造成抱钻或无法排渣现象。还应注意泥浆在井中对土层的浸泡情况，必要时在坑中铺设一层塑料膜，防止泥浆中的水分浸湿土层，扰动地层稳定，造成安全问题。
（4）在拔除工作时，应及时采用水泥砂浆对锚索孔进行填充和封堵，回填方法采用同步注浆法。灌注水泥砂浆时应将注浆管插入孔底，防止孔内塌孔或渣土形成的封堵造成灌浆不实。
图5.2.8 套管拔除锚索实例
由于锚索施工中采用螺旋钻成孔，成孔角度以及成孔的直线度精度不高，所以在施工横井时，可能会有挖不到锚索的情况，挖不到锚索的原因有两种：一种为水平方向偏差，即锚索施工中钻机成孔与支护桩及冠梁方向不垂直。本施工方案采用横井施工，所以水平方向的偏差这一问题在横井工艺中能够解决。一种为上下方向的偏差，即锚索施工中钻进角度的不同产生的偏差，当遇有锚索不在设定横井中时，应向上或向下探出锚索位置，然后确定向上或向下调整横通道至满足施工要求。
为确保锚索完全拔除，应多种工艺相互配合施工。防止套管在拔除工作中断裂，工作中应注意两方面：一方面，在打设套管时，应注意泥浆的纯度，钻进中要用沉淀过的泥浆，根据钻进需要适时添加新的泥浆，以保证渣土能完全排出，防止卡钻、抱钻，增加套管与周围土层的润滑效果；另一方面，在选用套管时，应注意选取高强度材料的厚壁无缝钢管作为母材，加工制作出实用的套管，以防止套管的断裂。高压水切割时，注意锚固体周围土体，在满足施工的情况下尽可能地少破坏土层。穿心千斤顶拉拔钢绞线时，应时刻注意泵站压力，将压力控制在钢绞线破断强度范围内。如图5.2.9。
图5.2.9 全套管全回转钻机取出锚索障碍物
7.横通道及竖井回填
拔锚作业结束后，回填横通道。考虑到通道空间狭小且为临时结构，灰土回填夯实作业较为困难，横通道回填采用C15 素混凝土回填，保证回填质量、通道安全。回填过程中，应预埋注浆管至马头门处，回填结束后，及时进行注浆，以减小地层沉降；横通道回填后，依次拆除竖井设施，回填竖井并凿除锁口圈梁，恢复路面。要求竖井地面以下3 m 范围内采用素土回填，3 m 以下范围内采用黏性土回填，不得采用淤泥，有机物含量大于 5%的土，碎石和砖头等透水性物料，回填应分层夯实，密实度不小于0.9。如图5.2.10。
图5.2.10 横通道及竖井分层回填示意图
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