華苑站～王頂?shù)陶緟^(qū)間隧道聯(lián)絡(luò)通道及泵站凍結(jié)加固工程施工組織設(shè)計70孔全

1、天津市地下鐵道二期工程3號線華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間隧道聯(lián)絡(luò)通道及泵站凍結(jié)加固工程施工組織設(shè)計編 號：編 制：審 核：批 準(zhǔn)：1 工程概況41.1 工程概述41.2 地質(zhì)條件41.3 地質(zhì)特點(diǎn)及技術(shù)措施41.4 聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)概況52 施工方案的選擇52.1 采用的設(shè)計規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)52.2 設(shè)計基礎(chǔ)資料62.3 其它資料62.4 施工方案設(shè)計的基本原則62.5 凍結(jié)加固方案設(shè)計的主要技術(shù)要點(diǎn)62.6 施工方案73 凍結(jié)帷幕設(shè)計73.1 凍結(jié)帷幕73.2 凍結(jié)孔83.3 測溫孔及泄壓孔83.4 凍結(jié)主要設(shè)計參數(shù)94 制冷系統(tǒng)設(shè)計94.1 冷凍機(jī)的選擇94.2 凍結(jié)系統(tǒng)輔助設(shè)備104.3 其它105 凍

2、結(jié)施工105.1 施工準(zhǔn)備105.2 凍結(jié)孔施工115.3 施工總體布置135.4 積極凍結(jié)136 開挖與構(gòu)筑146.1施工方案146.2 施工準(zhǔn)備156.3 開挖176.4 施工方法176.5 開挖及支護(hù)質(zhì)量要求226.6 結(jié)構(gòu)注漿226.7 凍脹、融沉控制措施226.8 防腐、鉆孔補(bǔ)強(qiáng)等收尾工作247 信息化施工監(jiān)測247.1監(jiān)測內(nèi)容257.2 監(jiān)測方法、手段及說明268 凍結(jié)開挖施工進(jìn)度及配套計劃318.1施工進(jìn)度計劃318.2 勞動力配備計劃328.3 設(shè)備與材料供應(yīng)計劃329 質(zhì)量管理及環(huán)境保護(hù)措施399.1 凍結(jié)孔施工質(zhì)量技術(shù)措施399.2 凍結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量技術(shù)措施409.3 開挖構(gòu)筑

3、質(zhì)量技術(shù)措施409.4 地面建筑、管線保護(hù)技術(shù)措施419.5環(huán)境設(shè)施保護(hù)措施4210 安全措施、文明施工及治安消防措施4210.1 安全及治安消防措施4210.2 文明施工措施4511 應(yīng)急預(yù)案4611.1 總則4611.2 工程風(fēng)險分析4611.3 凍結(jié)孔施工應(yīng)急預(yù)案4711.4 凍結(jié)施工應(yīng)急預(yù)案4811.5 開挖施工應(yīng)急預(yù)案4811.6 應(yīng)急預(yù)案操作程序4911.7 應(yīng)急預(yù)案組織機(jī)構(gòu)5011.8 應(yīng)急材料及設(shè)備5012 施工用電設(shè)計與安裝5112.1 概述5112.2 用電負(fù)荷計算5112.3 供電線路5113 附圖5214 附表：611 工程概況1.1 工程概述華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間是天津地

4、鐵3號線工程的一個重要組成部分，本區(qū)間隧道工程起訖點(diǎn)里程為：右線DK4+214.974DK5+110.200，長895.226；左線DK4+214.974DK5+110.971(含短鏈0.565m)，長895.432m。本區(qū)間設(shè)聯(lián)絡(luò)通道及泵站1座，里程為DK4+771.5。本工程采用盾構(gòu)法施工，襯砌采用預(yù)制鋼筋混凝土管片，通縫拼裝。管片內(nèi)徑：5500mm；管片外徑：6200mm；管片厚度：350mm；管片寬度：1200mm；管片混凝土強(qiáng)度C55；抗?jié)B等級S10。盾構(gòu)先從華苑站右線出發(fā)，到王頂?shù)陶疚鞫祟^井處出洞。盾構(gòu)機(jī)再從王頂?shù)陶咀缶€西端頭井處進(jìn)洞，前往華苑站，如圖1所示。 圖1 盾構(gòu)推進(jìn)方向圖

5、根據(jù)地質(zhì)資料，華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間隧道聯(lián)絡(luò)通道從上至下依次為：1雜填土、1粉質(zhì)黏土（灰色）、4粉質(zhì)黏土（灰白色）、1粉質(zhì)粘土（灰黃色）、2粉土（褐黃色）、1粉質(zhì)粘土（褐黃色）、2粉砂（褐黃色）。聯(lián)絡(luò)通道主要穿越第四系全新統(tǒng)下組河床河漫灘相沉積層，所處土層為1粉質(zhì)粘土（灰黃色）、2粉土（褐黃色）；泵站處于第四系上更新統(tǒng)五組河床河漫灘相沉積層，所處土層為1粉質(zhì)粘土（褐黃色）、2粉砂（褐黃色）層。其中1、1層為流塑狀態(tài)。由于聯(lián)絡(luò)通道所穿越土層含水量大，強(qiáng)度低，且上方為交通繁忙的道路，無地面施工條件，設(shè)計采用隧道內(nèi)水平凍結(jié)加固土體、礦山暗挖法施工，以確保施工安全，同時減少對周圍地面環(huán)境的影響。根據(jù)該位置

6、工程地質(zhì)及其他施工條件，施工中采取如下技術(shù)措施： 打鉆過程中嚴(yán)格按照打鉆程序進(jìn)行，切實(shí)做好孔口密封，防止漏砂、突水現(xiàn)象發(fā)生。充分考慮承壓水的不利影響，制定打鉆應(yīng)急預(yù)案； 粘土層凍結(jié)發(fā)展速度較慢，采取多打探孔，在凍結(jié)帷幕薄弱部位多布測溫孔的方案，依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時進(jìn)行總結(jié)和分析； 為減少凍融產(chǎn)生的隧道及地面、周邊環(huán)境的沉降，采取按需注漿措施。聯(lián)絡(luò)通道處左線、右線盾構(gòu)隧道中心距19.115m，聯(lián)絡(luò)通道處左線隧道中心標(biāo)高為-14.627m，處右線隧道中心標(biāo)高為-14.63m，地面標(biāo)高約+3.236m。聯(lián)絡(luò)通道由與隧道鋼管片相連的喇叭口、水平通道和泵房構(gòu)成(見圖2)。聯(lián)絡(luò)通道的水平通道為直墻圓弧拱結(jié)構(gòu)，

7、通道采用的初次襯砌（鋼支架噴射混凝土）厚度為250mm，二次襯砌厚度為400mm的C30-S8模筑防水鋼筋混凝土，通道的開挖輪廓高約為5.1m，寬約為4.1m，開挖區(qū)標(biāo)高范圍為-12.5m-18.7m。圖2 聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)示意圖聯(lián)絡(luò)通道詳細(xì)結(jié)構(gòu)以設(shè)計院設(shè)計施工圖為準(zhǔn)，詳見附圖1。礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GBJ213-90）。煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)（MT5009-94）。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50010-2002。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003。 地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002。 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2008。 建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2006。

8、 地下鐵道設(shè)計規(guī)范GB50157-2003。圓隧道聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法技術(shù)規(guī)程 上海地鐵建設(shè)有限公司 2005年11月。設(shè)計基礎(chǔ)資料2.2.1 天津市地下鐵道二期工程3號線華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間地質(zhì)勘察報告（詳勘），天津市地質(zhì)工程勘察院 。 天津市地下鐵道二期工程3號線華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道平面位置圖，天津市市政工程設(shè)計研究院。 天津市地下鐵道二期工程3號線華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道、泵站結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，天津市市政工程設(shè)計研究院。2.2.4 天津市地下鐵道二期工程3號線華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道及泵站凍結(jié)工程凍結(jié)法設(shè)計施工圖，中煤邯鄲設(shè)計工程有限責(zé)任公司。 其它資料天津市地下鐵道

9、二期工程3號線招標(biāo)文件。采用凍結(jié)法加固土體安全可靠，適應(yīng)該區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。本施工方案設(shè)計的基本原則是：在聯(lián)絡(luò)通道底板、兩側(cè)、頂部及集水井混凝土中預(yù)埋注漿孔2.5.6 為減小凍融的不利影響，實(shí)施按需注漿的方案，以控制地面的不均勻沉降。中煤邯鄲設(shè)計工程有限責(zé)任公司設(shè)計積極凍結(jié)時間為45天。要求凍結(jié)孔單孔流量不小于5m3/h；積極凍結(jié)7天鹽水溫度降至18以下；積極凍結(jié)15天鹽水溫度降至24以下，去、回路鹽水溫差不大于2；開挖時鹽水溫度降至28以下。如鹽水溫度和鹽水流量達(dá)不到設(shè)計要求，應(yīng)延長積極凍結(jié)時間。每米凍結(jié)管（包括冷凍排管）的設(shè)計散熱量不應(yīng)小于100kcal/h。 開挖區(qū)外圍凍結(jié)孔布置

10、圈上凍結(jié)壁與隧道管片交接面處溫度不高于5。其它部位設(shè)計凍結(jié)壁平均溫度為10。 當(dāng)施工中地層及環(huán)境條件與原設(shè)計依據(jù)資料有重大變化時，應(yīng)及時與設(shè)計院聯(lián)系修改凍結(jié)帷幕設(shè)計。3.1.7 凍結(jié)帷幕設(shè)計詳見附圖2。3、445×53表1 華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)主要技術(shù)參數(shù)表序號參數(shù)名稱單位數(shù)量備注1兩隧道中心間距m19.1152兩隧道中心標(biāo)高m-14.627/-14.63左線隧道/右線隧道3凍土墻設(shè)計厚度m2.0喇叭口處1.5m4凍土墻平均溫度-105凍土帷幕交圈時間d28326積極凍結(jié)時間d457凍結(jié)孔個數(shù)個668凍結(jié)孔成孔控制間距m1.3集水井處為1.4m9凍結(jié)孔允許偏斜mm15010

11、設(shè)計最低鹽水溫度-28-30凍結(jié)7天鹽水溫度達(dá)到18以下11單孔鹽水流量m3/h512凍結(jié)管規(guī)格mm89×8低碳鋼無縫鋼管,絲扣連接13測溫孔個7材質(zhì)同凍結(jié)管，45×514測溫孔深度m2.3、3.515泄壓孔個數(shù)個4兼作凍脹孔16凍結(jié)管總長度m731.82317冷凍排管長度m157.592材質(zhì)同凍結(jié)管，45×5 18泄壓管長度m12材質(zhì)同凍結(jié)管，89×819凍結(jié)總需冷量104Kcal/h16.07工況條件2021凍結(jié)需冷量的計算： Q=1.3.式中：H凍結(jié)管總長度；d凍結(jié)管直徑；K凍結(jié)管散熱系數(shù)；經(jīng)計算Q=160722 Kcal/h根據(jù)計算選用型螺桿機(jī)組

12、2臺，其中1臺備用。凍結(jié)管選用89×8mm5 凍結(jié)孔開孔位置誤差不大于100mm，應(yīng)避開管片接縫、螺栓、主筋和鋼管片肋板。 凍結(jié)孔最大允許偏差150mm（凍結(jié)孔成孔軌跡與設(shè)計軌跡之間的距離）。 5.3.1 凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝凍結(jié)站占地面積約120m2，站內(nèi)設(shè)備主要包括冷凍機(jī)、鹽水箱、鹽水泵以及箱式變電站、清水泵和冷卻塔。設(shè)備安裝按設(shè)備使用說明書的要求進(jìn)行。冷凍站平面布置圖見附圖5。鹽水降溫按預(yù)計降溫曲線進(jìn)行，嚴(yán)禁直接把鹽水降到低溫進(jìn)行循環(huán)。設(shè)計積極凍結(jié)時間為45天。要求凍結(jié)孔單孔流量不小于5m3/h；積極凍結(jié)7天鹽水溫度降至18以下；積極凍結(jié)15天鹽水溫度降至24以下，去、回路鹽水

13、溫差不大于2；開挖時鹽水溫度降至28。如鹽水溫度和鹽水流量達(dá)不到設(shè)計要求，應(yīng)延長積極凍結(jié)時間。預(yù)計鹽水降溫曲線如圖4。7 信息化施工監(jiān)測華苑站王頂?shù)陶颈? 華苑站王頂?shù)陶緟^(qū)間隧道聯(lián)絡(luò)通道及泵站施工進(jìn)度表序號施工工序天數(shù)102030405060708090100110123456789×8無縫鋼管45×311.2工程風(fēng)險分析基于隧道聯(lián)絡(luò)通道的地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)業(yè)主要求，采用凍結(jié)法施工，施工過程中存在如下工程風(fēng)險：11.2.1 打鉆施工過程中的特殊風(fēng)險點(diǎn) 考慮到聯(lián)絡(luò)通道所處位置的工程地質(zhì)狀況，若凍結(jié)孔施工不當(dāng)，易造成孔口出水、出泥，進(jìn)而引起地面的沉降。 凍結(jié)孔施工質(zhì)量直接

14、影響到下一步的凍土帷幕質(zhì)量，給開挖和結(jié)構(gòu)構(gòu)筑帶來風(fēng)險。 凍結(jié)管連接強(qiáng)度不夠，造成開挖過程中凍結(jié)管斷裂。11.2.2 凍結(jié)施工過程中的風(fēng)險點(diǎn) 凍脹對隧道結(jié)構(gòu)的影響：由于凍結(jié)工法特點(diǎn)，凍脹會對隧道結(jié)構(gòu)造成一定的影響，使隧道產(chǎn)生凍脹變形，嚴(yán)重時可能造成管片的破壞及較大的凍脹變形，還可能會造成聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)的滲漏，所以在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，采取控制凍結(jié)技術(shù)，控制凍結(jié)產(chǎn)生的凍脹。 凍結(jié)設(shè)備損壞，維修不及時造成凍土融化風(fēng)險。 凍土結(jié)構(gòu)和隧道兩側(cè)管片膠結(jié)強(qiáng)度不夠造成接觸面漏水。11.2.3 開挖和結(jié)構(gòu)施工過程中的風(fēng)險點(diǎn) 凍結(jié)帷幕質(zhì)量不好。 凍結(jié)帷幕變形過大。 施工過程中的停電、機(jī)器發(fā)生故障使凍結(jié)機(jī)組停止運(yùn)轉(zhuǎn)超過規(guī)定時

15、限，凍結(jié)過程中斷。 開挖過程由于凍結(jié)帷幕局部薄弱漏水、漏砂。 排水管敷設(shè)中的突發(fā)涌砂涌水現(xiàn)象。11.311.3.1 涌砂冒水應(yīng)急措施 正式開孔前，施工現(xiàn)場準(zhǔn)備足夠的水泥等注漿材料和注漿設(shè)備。應(yīng)急材料準(zhǔn)備好后再用38mm小孔徑鉆孔檢查地層穩(wěn)定性，如有嚴(yán)重涌砂冒水現(xiàn)象，采取注漿堵漏措施。 在取芯開孔后，安裝帶填料密封盒的孔口管，通過管側(cè)的40mm旁路閥門，防止孔口噴砂。若出現(xiàn)大量涌砂，也可通過此旁路閥門對地層注漿，必要時用木塞封堵鉆桿管口。 為防止開孔及鉆進(jìn)期間涌水、涌砂現(xiàn)象的發(fā)生，采取加大鉆機(jī)推力，強(qiáng)行頂入套管等措施，必要時采取壓緊孔口管密封裝置，封閉該孔。11.3.2 凍結(jié)管滲漏或斷裂應(yīng)急措施

16、11.3.3 人員安全事故處理措施11.4凍結(jié)施工應(yīng)急預(yù)案11.4.1 準(zhǔn)備沖孔的必需設(shè)備，保持卸壓孔的暢通。11.5 安裝視頻系統(tǒng)11.5.2 應(yīng)急液氮及應(yīng)急防護(hù)門11.5.3 涌水、涌砂應(yīng)急措施11.5.4 停水、停電應(yīng)急措施 在積極凍結(jié)期間突然停電，凍結(jié)帷幕不會很快融化，對凍結(jié)效果影響也不大；如停電時間較長，應(yīng)增加積極凍結(jié)時間，直到凍結(jié)帷幕完全交圈為止。如在開挖期間突然停電，立即停止掘進(jìn)，把暴露的土體用保溫材料完全覆蓋，進(jìn)行保溫。 凍結(jié)補(bǔ)充水每天補(bǔ)充一次，斷水24小時一般不影響凍結(jié)；凍結(jié)時保證清水箱充滿水，另外在停水后，可以從別處運(yùn)水補(bǔ)充至清水箱或在車站端頭井蓄水，緊急時抽水至清水箱，保

17、證凍結(jié)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。11.5.5 凍結(jié)管破裂應(yīng)急措施施工人員在開挖至凍結(jié)管附近時，由凍結(jié)值班人員向其標(biāo)識凍結(jié)管的具體位置。如出現(xiàn)打破凍結(jié)管的情況，停止開挖，并通知凍結(jié)維護(hù)人員關(guān)閉鹽水閥門，防止鹽水外流融化凍土。11.5.6 開挖工作面化凍應(yīng)急措施掘進(jìn)施工人員如果發(fā)現(xiàn)已開挖的暴露面不斷有土塊掉下，且影響面積較大，而且周圍土體有松動現(xiàn)象，立即通知凍結(jié)施工人員，由凍結(jié)施工人員根據(jù)判斷情況，加強(qiáng)冷凍，同時做好開挖面的保溫工作。11.5.7 承壓水不良作用及應(yīng)急措施應(yīng)按不利原則分別考慮高、低水位。微承壓含水層呈帶狀不連續(xù)分布。因此制定本應(yīng)急措施： 凍結(jié)過程中，針對不安全部位多布置測溫孔加強(qiáng)溫度監(jiān)測，及時對所測數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計，對凍結(jié)帷幕的發(fā)展?fàn)顩r做出相應(yīng)的預(yù)計。 開挖前對開挖條件嚴(yán)格把關(guān)，一旦發(fā)現(xiàn)有不合格條件，及時進(jìn)行分析和排查，確實(shí)是凍結(jié)問題，采取加大局部凍結(jié)孔的流量，增加凍結(jié)時間，以提高局部凍結(jié)質(zhì)量，直至滿足所有開挖條件才可開挖。 開挖過程中，派專人對開挖工作面的凍土質(zhì)量及溫度進(jìn)行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時上報給項(xiàng)目經(jīng)理，經(jīng)核查后啟動涌水應(yīng)急措施。11.5.8 排水管預(yù)留洞口處應(yīng)急措施敷設(shè)排水管時，預(yù)留洞口處已失去通道防護(hù)門的保護(hù)，如出現(xiàn)突發(fā)的涌水、涌砂現(xiàn)象，除關(guān)閉通道防護(hù)門外，洞口處也要封閉。具體的操作方法如下：可采用與通