聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工技術(shù)

1、一一：凍結(jié)法概論：凍結(jié)法概論二：二：隧道中線及聯(lián)絡(luò)通道控制點復(fù)核隧道中線及聯(lián)絡(luò)通道控制點復(fù)核三：三：凍結(jié)方案設(shè)計凍結(jié)方案設(shè)計四四：凍結(jié)孔施工：凍結(jié)孔施工五五：冷凍站安裝：冷凍站安裝 六六：積極凍結(jié)與維護凍結(jié)：積極凍結(jié)與維護凍結(jié) 七七：開挖與構(gòu)筑施工：開挖與構(gòu)筑施工八八：融沉控制：融沉控制九九：監(jiān)測監(jiān)控：監(jiān)測監(jiān)控 十十：風險源及對策：風險源及對策 人工地層凍結(jié)技術(shù)的發(fā)展地層人工凍結(jié)技術(shù)最早人工地層凍結(jié)技術(shù)的發(fā)展地層人工凍結(jié)技術(shù)最早于于 1862年在英國應(yīng)用年在英國應(yīng)用 ,此后德國、比利時、美國、此后德國、比利時、美國、法國、奧地利、荷蘭、前蘇聯(lián)、瑞典和日本等相法國、奧地利、荷蘭、前蘇聯(lián)、瑞典和日

2、本等相繼應(yīng)用了凍結(jié)法。凍結(jié)法最初應(yīng)用最多的領(lǐng)域是繼應(yīng)用了凍結(jié)法。凍結(jié)法最初應(yīng)用最多的領(lǐng)域是礦山工程礦山工程 ,但在其他工程領(lǐng)域起步也較早。但在其他工程領(lǐng)域起步也較早。 1886年瑞典在一個長年瑞典在一個長 24的人行隧道施工中成功應(yīng)用。的人行隧道施工中成功應(yīng)用。此后作為一項成熟技術(shù)國外已廣泛應(yīng)用于地鐵建此后作為一項成熟技術(shù)國外已廣泛應(yīng)用于地鐵建設(shè)中，國內(nèi)早在上世紀設(shè)中，國內(nèi)早在上世紀90開始在地鐵建設(shè)中進行開始在地鐵建設(shè)中進行了該技術(shù)的應(yīng)用和研究，同時利用國內(nèi)外了該技術(shù)的應(yīng)用和研究，同時利用國內(nèi)外2個工個工程應(yīng)用實例，證明了凍結(jié)技術(shù)在地鐵建設(shè)中的可程應(yīng)用實例，證明了凍結(jié)技術(shù)在地鐵建設(shè)中的可靠性

3、和有效性。靠性和有效性。 現(xiàn)在地鐵施工聯(lián)絡(luò)通道采用凍結(jié)法施工的城市很多，現(xiàn)在地鐵施工聯(lián)絡(luò)通道采用凍結(jié)法施工的城市很多，有上海、南京、天津、武漢、杭州等，其聯(lián)絡(luò)通道有上海、南京、天津、武漢、杭州等，其聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)大同小異。有些地區(qū)在施工經(jīng)驗及專家意見下，結(jié)構(gòu)大同小異。有些地區(qū)在施工經(jīng)驗及專家意見下，對凍結(jié)孔布孔方式、數(shù)量和結(jié)構(gòu)方面作了很好的優(yōu)對凍結(jié)孔布孔方式、數(shù)量和結(jié)構(gòu)方面作了很好的優(yōu)化。化。現(xiàn)凍結(jié)法施工的聯(lián)絡(luò)通道采用現(xiàn)凍結(jié)法施工的聯(lián)絡(luò)通道采用“隧道內(nèi)水平凍結(jié)加隧道內(nèi)水平凍結(jié)加固土體、隧道內(nèi)礦山法開挖構(gòu)筑固土體、隧道內(nèi)礦山法開挖構(gòu)筑”的全隧道內(nèi)施工的全隧道內(nèi)施工方案。即：在隧道內(nèi)利用水平孔和部分

4、傾斜孔凍結(jié)方案。即：在隧道內(nèi)利用水平孔和部分傾斜孔凍結(jié)加固地層，使旁通道及泵房外圍土體凍結(jié)，形成強加固地層，使旁通道及泵房外圍土體凍結(jié)，形成強度高，封閉性好的凍結(jié)帷幕。在凍土中采用礦山法度高，封閉性好的凍結(jié)帷幕。在凍土中采用礦山法進行旁通道及泵房的開挖構(gòu)筑施工，地層凍結(jié)和開進行旁通道及泵房的開挖構(gòu)筑施工，地層凍結(jié)和開挖構(gòu)筑施工均在區(qū)間隧道內(nèi)進行。挖構(gòu)筑施工均在區(qū)間隧道內(nèi)進行。施工準備施工準備隧道支撐隧道支撐探孔試挖探孔試挖拆鋼管片拆鋼管片開挖、臨時支護開挖、臨時支護凍結(jié)孔封堵凍結(jié)孔封堵冷凍站系統(tǒng)拆除冷凍站系統(tǒng)拆除 土層注漿充填土層注漿充填凍結(jié)孔施工凍結(jié)孔施工凍結(jié)站安裝凍結(jié)站安裝凍結(jié)器系統(tǒng)安裝凍

5、結(jié)器系統(tǒng)安裝檢測系統(tǒng)安裝檢測系統(tǒng)安裝凍結(jié)運轉(zhuǎn)凍結(jié)運轉(zhuǎn)永久支護永久支護因里程及管片拼裝誤差，聯(lián)絡(luò)通道的方位角并不是設(shè)計理論上的因里程及管片拼裝誤差，聯(lián)絡(luò)通道的方位角并不是設(shè)計理論上的0度，度，為了鉆孔不發(fā)生偏差，在施工前需要對隧道中線及聯(lián)絡(luò)通道控制點進為了鉆孔不發(fā)生偏差，在施工前需要對隧道中線及聯(lián)絡(luò)通道控制點進行測量來重新定方位角和高程。如下圖行測量來重新定方位角和高程。如下圖 根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道埋深及地層特性，按照凍土帷幕設(shè)計有根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道埋深及地層特性，按照凍土帷幕設(shè)計有效厚度：通道和泵站為效厚度：通道和泵站為2m2m，凍結(jié)帷幕平均溫度為，凍結(jié)帷幕平均溫度為-10-10，相應(yīng)的凍土強度的設(shè)計指標為

6、：單軸抗壓相應(yīng)的凍土強度的設(shè)計指標為：單軸抗壓3.5Mpa，抗折，抗折1.8Mpa，抗剪，抗剪1.5Mpa，進行三維數(shù)值分析。，進行三維數(shù)值分析。(見凍結(jié)加見凍結(jié)加固范圍示意圖固范圍示意圖) 凍結(jié)孔采用在隧道兩側(cè)打孔的施工方案，按上仰、近凍結(jié)孔采用在隧道兩側(cè)打孔的施工方案，按上仰、近水平、下俯三種角度布置。開孔間距為水平、下俯三種角度布置。開孔間距為0.5m0.5m1.0m1.0m，凍，凍結(jié)孔數(shù)結(jié)孔數(shù)6363個，左線個，左線5050個，右線個，右線1313個。個。 布置布置8 8個測溫孔，左右線各個測溫孔，左右線各4 4個，深度個，深度1 13m3m，一般定，一般定在終孔間距較大的位置。卸壓孔

7、布置在終孔間距較大的位置。卸壓孔布置4 4個，左右線各個，左右線各2 2個，個，深度深度1 12m2m。（詳見凍結(jié)孔布置平面圖、立面圖）。（詳見凍結(jié)孔布置平面圖、立面圖）。3.3.1 凍結(jié)參數(shù)確定凍結(jié)參數(shù)確定: 1.積極凍結(jié)期鹽水溫度為積極凍結(jié)期鹽水溫度為-28-30。 2.維護凍結(jié)期溫度為維護凍結(jié)期溫度為-25-28。 3.凍結(jié)孔單孔鹽水流量不小于凍結(jié)孔單孔鹽水流量不小于3m3/h； 4.凍結(jié)帷幕設(shè)計平均溫度為：凍結(jié)帷幕設(shè)計平均溫度為：-10(膠結(jié)面為膠結(jié)面為-5 )； 5.凍結(jié)帷幕設(shè)計厚度為：凍結(jié)帷幕設(shè)計厚度為：2m； 6.凍結(jié)孔終孔間距凍結(jié)孔終孔間距Lmax1200mm，凍結(jié)帷幕交，凍結(jié)

8、帷幕交圈時間為圈時間為25天，達到設(shè)計厚度時間為天，達到設(shè)計厚度時間為40天。天。 7.積極凍結(jié)時間為積極凍結(jié)時間為40天，維護凍結(jié)時間為天，維護凍結(jié)時間為30天。天。3.3.2 需冷量和冷凍機選型需冷量和冷凍機選型: 凍結(jié)需冷量計算：凍結(jié)需冷量計算：Q=1.2dHK，根據(jù)計，根據(jù)計算需冷量，選用算需冷量，選用W-YSLGF300型螺桿機型螺桿機組一臺套，設(shè)計工況制冷量為組一臺套，設(shè)計工況制冷量為8.75104 Kcal/h，電機功率，電機功率100KW。另外備用。另外備用W-YSLGF300型螺桿機組一臺。型螺桿機組一臺。3.3.3 凍結(jié)系統(tǒng)輔助設(shè)備凍結(jié)系統(tǒng)輔助設(shè)備: 鹽水循環(huán)泵選用鹽水循環(huán)

9、泵選用IS125-100200型型1臺，流臺，流量量200m3/h，電機功率，電機功率30KW。 冷卻水循環(huán)選用冷卻水循環(huán)選用IS125-100200C型型1臺，臺，流量流量200m3/h，電機功率，電機功率30KW。冷卻塔選。冷卻塔選用用NBL-50型二臺，補充新鮮水型二臺，補充新鮮水15m3/h。 3.3.4 管路選擇管路選擇: （1）凍結(jié)管選用）凍結(jié)管選用898mm,20#低碳鋼無縫鋼管低碳鋼無縫鋼管,絲扣連接絲扣連接,另加手工電弧焊焊接。單根長度另加手工電弧焊焊接。單根長度1m1.5m。 （2）測溫孔管選用）測溫孔管選用323.5mm,無縫鋼管。無縫鋼管。 （3）供液管選用）供液管選用

10、48mm鋼管，采用焊接連接。鋼管，采用焊接連接。 （4）鹽水干管和集配液圈選用）鹽水干管和集配液圈選用1596mm無縫無縫鋼管。鋼管。 （5）冷卻水管選用）冷卻水管選用1334.5mm無縫鋼管。無縫鋼管。3.3.5 用電負荷用電負荷: 總用電負荷約總用電負荷約200kw/h。3.3.6 其它其它: 1.冷凍機油選用冷凍機油選用N46冷凍機油。冷凍機油。 2.制冷劑選用氟立昂制冷劑選用氟立昂F-22。 3.冷媒劑選用氯化鈣溶液。冷媒劑選用氯化鈣溶液。 根據(jù)所處地層及深度來確定凍結(jié)帷幕厚度，以滿根據(jù)所處地層及深度來確定凍結(jié)帷幕厚度，以滿足荷載的需要。凍結(jié)孔的布置要滿足設(shè)計時間內(nèi)足荷載的需要。凍結(jié)孔

11、的布置要滿足設(shè)計時間內(nèi)達到設(shè)計凍結(jié)帷幕的要求，使土層內(nèi)形成一個封達到設(shè)計凍結(jié)帷幕的要求，使土層內(nèi)形成一個封閉的板塊。閉的板塊。 凍結(jié)孔放位時應(yīng)避開管片主筋、螺栓、止水條，凍結(jié)孔放位時應(yīng)避開管片主筋、螺栓、止水條，避免對管片結(jié)構(gòu)及防水的破壞。避免對管片結(jié)構(gòu)及防水的破壞。s5s4s3x9x84.1 施工準備4.2 凍結(jié)孔定位與管片開孔4.3 凍結(jié)孔施工順序4.4 鉆孔偏斜和終孔控制4.5 凍結(jié)孔鉆進與凍結(jié)管設(shè)置4.1 施工準備施工準備: 1.用48鋼管在施工出入端頭井內(nèi)搭建腳手架，作為連接隧道與地鐵車站底層平臺的便橋。 2.在隧道內(nèi)敷設(shè)一條120mm2動力電纜，用于凍結(jié)鉆孔施工及隧道內(nèi)凍結(jié)系統(tǒng)安裝

12、供電。 3.利用隧道內(nèi)清水和排污管道，用于凍結(jié)孔打鉆和凍結(jié)站運轉(zhuǎn)的供水和排污。 4.在聯(lián)絡(luò)通道施工工作面兩端砌高約0.5m的泥漿擋墻，以免凍結(jié)孔鉆進時泥漿四溢影響隧道內(nèi)環(huán)境整潔。 5.用厚46cm的木板在聯(lián)絡(luò)通道處鋪設(shè)凍結(jié)施工場地，按不同位置的凍結(jié)孔鉆進要求，用48鋼管搭建凍結(jié)孔施工腳手架。 4.2 凍結(jié)孔定位與管片開孔凍結(jié)孔定位與管片開孔: 按凍結(jié)孔施工圖進行凍結(jié)孔孔位放線，孔位布置首先要依據(jù)管片配筋圖和鋼管片加強筋的位置，應(yīng)避開管片接縫、螺栓、主筋、止水條和鋼管片肋板，誤差一般不應(yīng)大于100mm，其中包括4個穿透孔。 1.在正式開孔前，利用隧道管片上的補漿孔鉆38mm小孔徑探孔，檢查地層穩(wěn)

13、定性。 2.開孔選用J-200型金剛石鉆機，配130mm金剛石取芯鉆頭進行鉆孔，深度約300mm，以不鉆穿管片控制。用鋼楔楔斷巖心、取出后，打入加工好的孔口管，并固定，每個孔口管要至少有4個固定點固定在管片上。4.3 凍結(jié)孔施工順序凍結(jié)孔施工順序: 根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道施工的孔位，采用由上向下的順序進行施工：即先施工穿透孔，根據(jù)穿透孔的偏差，進一步調(diào)整有關(guān)的鉆進參數(shù)，再按由上向下的順序施工，這樣可防止因下層凍結(jié)孔的施工引起上部地層擾動，減小鉆孔施工時的事故發(fā)生率。 連接板膨脹螺絲大球閥孔口管隧道管片旁通球閥密封裝置鉆桿膨脹螺絲小閘閥鉆桿孔口裝置閘閥孔口管地層槽壁車站內(nèi)襯結(jié)構(gòu)預(yù)埋管140 示意圖孔口裝置

14、示意圖孔口裝置示意圖 4.4 鉆孔偏斜和終孔控制鉆孔偏斜和終孔控制: 1.鉆孔的偏斜應(yīng)控制在1%以內(nèi)，在確保凍土帷幕厚度的情況下，單排孔相鄰終孔間距不得大于1.2m，集水井部位群孔相鄰終孔間距不得大于1.6m，凍結(jié)孔成孔最大允許偏斜150mm ，否則應(yīng)補孔。 2.凍結(jié)孔鉆進深度應(yīng)不小于設(shè)計深度，鉆頭碰到隧道管片的，不參與制冷循環(huán)的長度不大于150mm。4.5 凍結(jié)孔鉆進與凍結(jié)管設(shè)置凍結(jié)孔鉆進與凍結(jié)管設(shè)置: 1.鉆孔設(shè)備使用MD-50鉆機一臺，配用BW250型泥漿泵，鉆具利用898凍結(jié)管作鉆桿；凍結(jié)管之間采用套管絲扣連接，接頭螺紋緊固后再用手工電弧焊焊接，確保其同心度和焊接強度。測溫管測溫管 2

15、.正常情況下，鉆進時安裝簡易鉆頭，如果鉆進困難正常情況下，鉆進時安裝簡易鉆頭，如果鉆進困難遇到砂層，為防止鉆進中返砂，在鉆頭部位安裝一遇到砂層，為防止鉆進中返砂，在鉆頭部位安裝一個特制單向閥門。個特制單向閥門。 3.凍結(jié)管到達設(shè)計深度后沖洗單向閥，并密封凍結(jié)管凍結(jié)管到達設(shè)計深度后沖洗單向閥，并密封凍結(jié)管端部。端部。 4.鉆進過程中嚴格監(jiān)測孔斜情況，發(fā)現(xiàn)偏斜要及時糾鉆進過程中嚴格監(jiān)測孔斜情況，發(fā)現(xiàn)偏斜要及時糾偏，下好凍結(jié)管后，進行凍結(jié)管長度的復(fù)測，然后偏，下好凍結(jié)管后，進行凍結(jié)管長度的復(fù)測，然后再用燈光測斜儀進行測斜并繪制鉆孔偏斜圖。凍結(jié)再用燈光測斜儀進行測斜并繪制鉆孔偏斜圖。凍結(jié)管長度和偏斜合

16、格后再進行打壓試漏，壓力控制在管長度和偏斜合格后再進行打壓試漏，壓力控制在0.8Mpa，前，前30分鐘壓力變化不大于分鐘壓力變化不大于0.05MPa，后，后15分鐘壓力不變者為試壓合格。分鐘壓力不變者為試壓合格。 5.在凍結(jié)管內(nèi)下供液管在凍結(jié)管內(nèi)下供液管,然后焊接凍結(jié)管端蓋和去、然后焊接凍結(jié)管端蓋和去、回路羊角回路羊角. 5.1 凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝 將凍結(jié)站設(shè)置在地鐵車站中板上，占地面積約80平方米，站內(nèi)設(shè)備主要包括冷凍機、鹽水箱、鹽水泵清水泵、冷卻塔及配電控制柜等。設(shè)備安裝按設(shè)備使用說明書的要求進行。 管路用法蘭連接，隧道內(nèi)的鹽水管用管架敷設(shè)在隧道管片上，以免影響隧道通

17、行。在鹽水管路和冷卻水循環(huán)管路上要設(shè)置閥門和測溫儀、壓力表等測試元件。鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用保溫板或棉絮保溫，保溫厚度為50mm，保溫層的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈與凍結(jié)管的連接用高壓膠管，每組凍結(jié)管的進出口各裝閥門一個，以便控制流量。聯(lián)絡(luò)通道主排凍結(jié)孔每23個一串聯(lián)，其他凍結(jié)孔34個一串聯(lián)。 清水泵鹽水泵地鐵車站中板鹽水泵鹽水箱冷凍機組冷凍機組清水泵冷卻塔冷卻塔水箱 冷凍機組的蒸發(fā)器及低溫管路用棉絮保溫，鹽水箱和鹽水干管用50mm厚的保溫板或棉絮保溫。 聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)管片保溫：由于混凝土和鋼管片相對于土層要容易散熱得多，為加強凍土墻與管片膠結(jié)，聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)管片內(nèi)表面采取保溫措施，以減少冷量

18、損失。 凍結(jié)孔施工側(cè)即左線，首先將鋼管片格柵內(nèi)用素砼填充密實，然后采用PEF板保溫板對凍結(jié)帷幕發(fā)展區(qū)域管片進行隔熱保溫。 右線隧道凍結(jié)管的端部區(qū)域范圍內(nèi)布置冷凍板，同樣將鋼管片格柵內(nèi)用素砼填充密實，然后采用PEF板保溫板進行隔熱保溫。 最后在PEF板保溫板上噴射50mm厚聚胺脂進行隔熱保溫。 5.2 溶解氯化鈣和機組充氟加油溶解氯化鈣和機組充氟加油 鹽水（氯化鈣溶液）比重為1.26，先在鹽水箱內(nèi)充滿清水，溶解氯化鈣，再送入鹽水干管內(nèi)，直至鹽水系統(tǒng)充滿為止，溶解氯化鈣時要除去雜質(zhì)。 機組充氟和冷凍機加油按照設(shè)備使用說明書的要求進行。首先進行制冷系統(tǒng)的檢漏和氮氣沖洗，在確保系統(tǒng)無滲漏后，再充氟加油

19、。 6.1 凍結(jié)系統(tǒng)試運轉(zhuǎn)與積極凍結(jié)凍結(jié)系統(tǒng)試運轉(zhuǎn)與積極凍結(jié): 設(shè)備安裝完畢后進行調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。在試運轉(zhuǎn)時，要隨時調(diào)節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數(shù)，使機組在有關(guān)工藝規(guī)程和設(shè)備要求的技術(shù)參數(shù)條件下運行。在凍結(jié)過程中，定時檢測鹽水水位、鹽水溫度、測溫孔溫度和凍土帷幕擴展情況，必要時調(diào)整凍結(jié)系統(tǒng)運行參數(shù)。凍結(jié)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常后進入積極凍結(jié)。 積極凍結(jié)期鹽水溫度為-28-30，設(shè)計凍結(jié)時間40天，要求凍結(jié)孔單孔流量不小于3m3 /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不到設(shè)計要求，應(yīng)延長積極凍結(jié)時間。

20、 6.2 試挖與維護凍結(jié)試挖與維護凍結(jié) 在積極凍結(jié)過程中，要根據(jù)實測溫度數(shù)據(jù)判斷凍土帷幕是否交圈和達到設(shè)計厚度，同時要監(jiān)測凍土帷幕與隧道的膠結(jié)情況，測溫判斷凍土帷幕交圈并達到設(shè)計厚度且與隧道完全膠結(jié)后再進行探孔試挖，確認凍土帷幕內(nèi)土層基本無壓力后再進行正式開挖。試挖條件： 1.測溫孔 可根據(jù)測溫孔實測數(shù)據(jù)，推算出凍土發(fā)展速度及在該凍結(jié)時間內(nèi)的凍土發(fā)展半徑，從而算出凍結(jié)帷幕厚度，再根據(jù)成冰公式或用作圖法得出凍結(jié)帷幕平均溫度，若各個層位、部位凍結(jié)帷幕的厚度和平均溫度達到設(shè)計要求后，即可打開管片進行開挖。 2.卸壓孔卸壓孔 在積極凍結(jié)過程中，卸壓孔有兩個作用，一是起到釋在積極凍結(jié)過程中，卸壓孔有兩個

21、作用，一是起到釋放凍脹壓力的作用，另一方面根據(jù)顯示的壓力來判斷放凍脹壓力的作用，另一方面根據(jù)顯示的壓力來判斷凍結(jié)帷幕是否交圈。凍結(jié)帷幕是否交圈。 3.探孔探孔 在打開管片前應(yīng)進行探孔檢查，探孔應(yīng)打在凍結(jié)帷幕在打開管片前應(yīng)進行探孔檢查，探孔應(yīng)打在凍結(jié)帷幕薄弱處，探孔處無涌沙、突水現(xiàn)象，地層穩(wěn)定，凍結(jié)薄弱處，探孔處無涌沙、突水現(xiàn)象，地層穩(wěn)定，凍結(jié)帷幕正常，測溫效果良好，即可打開管片試挖。帷幕正常，測溫效果良好，即可打開管片試挖。 4.鹽水去、回路溫差鹽水去、回路溫差 正式開挖后，根據(jù)凍土帷幕的穩(wěn)定性，可適當提高鹽正式開挖后，根據(jù)凍土帷幕的穩(wěn)定性，可適當提高鹽水溫度，進入維護凍結(jié)，但鹽水溫度控制在水

22、溫度，進入維護凍結(jié)，但鹽水溫度控制在-25-28之間，凍結(jié)時間貫穿旁通道及泵房開挖和主體結(jié)之間，凍結(jié)時間貫穿旁通道及泵房開挖和主體結(jié)構(gòu)施工始終。構(gòu)施工始終。 7.1 鋼管片接縫焊接及預(yù)應(yīng)力支架安裝鋼管片接縫焊接及預(yù)應(yīng)力支架安裝7.2 安全應(yīng)急門及應(yīng)急蓋板安裝安全應(yīng)急門及應(yīng)急蓋板安裝7.3 開挖條件開挖條件7.4 開啟鋼管片開啟鋼管片7.5 開挖方式及施工順序開挖方式及施工順序7.6 支護方式支護方式7.7 開挖及支護質(zhì)量要求開挖及支護質(zhì)量要求1 鋼管片接縫焊接鋼管片接縫焊接 將聯(lián)絡(luò)通道口部的鋼管片之間（欲拉開的管將聯(lián)絡(luò)通道口部的鋼管片之間（欲拉開的管片除外）接縫采用滿焊的方式將每條拼裝縫片除外

23、）接縫采用滿焊的方式將每條拼裝縫一一焊接好，以提高其整體穩(wěn)定性。一一焊接好，以提高其整體穩(wěn)定性。 注意事項：焊接前應(yīng)首先對拼裝縫進行除銹注意事項：焊接前應(yīng)首先對拼裝縫進行除銹除垢處理，避免虛焊。焊接時，劃分區(qū)域，除垢處理，避免虛焊。焊接時，劃分區(qū)域，采取對稱方式焊接，以防止應(yīng)力集中，引起采取對稱方式焊接，以防止應(yīng)力集中，引起鋼管片變形。焊接材料選鋼管片變形。焊接材料選E4303型結(jié)構(gòu)鋼焊型結(jié)構(gòu)鋼焊條，用手工電弧焊焊接。條，用手工電弧焊焊接。 螺旋千斤頂說明:1、本設(shè)計遵循鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范；2、本支架共4榀，上下行線兩榀，開挖前安裝；、施工時應(yīng)放樣。 安全應(yīng)急門是考慮開挖構(gòu)筑期間，帷幕發(fā)生大量安全

24、應(yīng)急門是考慮開挖構(gòu)筑期間，帷幕發(fā)生大量砂、水涌出，或位移變形超值，其它措施搶救無效的砂、水涌出，或位移變形超值，其它措施搶救無效的情況下，為確保隧道安全而使用的。根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖情況下，為確保隧道安全而使用的。根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖要求，設(shè)計安全應(yīng)急門。安全門經(jīng)氣壓密封試驗合格要求，設(shè)計安全應(yīng)急門。安全門經(jīng)氣壓密封試驗合格方可投入使用。試壓標準：在不停空壓機狀態(tài)下，試方可投入使用。試壓標準：在不?？諌簷C狀態(tài)下，試驗壓力能始終保持設(shè)計耐壓值驗壓力能始終保持設(shè)計耐壓值0.2Mpa0.2Mpa以上半小時以上半小時 ( (應(yīng)應(yīng)急門結(jié)構(gòu)尺寸如附圖所示）。急門結(jié)構(gòu)尺寸如附圖所示）。 安全應(yīng)急蓋板是在泵站開挖前進行安

25、裝，是防止安全應(yīng)急蓋板是在泵站開挖前進行安裝，是防止開挖過程中發(fā)生位移變形超值，或冒泥、涌水，其它開挖過程中發(fā)生位移變形超值，或冒泥、涌水，其它措施搶救無效的情況下，為確保隧道安全而使用的措施搶救無效的情況下，為確保隧道安全而使用的(見附圖見附圖)。 302.6橡膠28115.9302.61門框墊板465聯(lián)接鋼板隧道鋼管片7備注1165.3總重（）數(shù)量比例1664總重1165.3數(shù)量122名稱門扇21序號閉鎖裝置安全應(yīng)急門重量(）17.43折頁352.2隧道水平中心線說明：該構(gòu)件完成后外表面均涂上防銹漆橡膠墊按支架眼孔尺寸鉆孔安裝折頁安裝時，應(yīng)與門扇焊接閉鎖裝置應(yīng)先將擋鐵插入孔內(nèi)再進行焊接應(yīng)甲

26、方要求，為防止在開挖集水井時出現(xiàn)險情，增加集水 井防護門；2.材料：鋼板及型鋼為鋼，焊條為系列焊條；3.圖中未標注的角焊縫最小厚度為6一律滿焊；4.鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝需按照鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范（）的有關(guān)規(guī)定進行施工 ；5.施工前應(yīng)放樣，將所有構(gòu)件加工完放置在適當位置；6.一旦發(fā)生險情應(yīng)及時按照以下順序關(guān)閉防護門： 1）迅速安裝梁，并立即擰緊螺栓固定； 2）鋪設(shè)防護門板后立即加鋼撐上下頂緊，鋼撐應(yīng)放在鋼肋 上； 3）如密封性能達不到要求，應(yīng)在防護門上鋪設(shè)鋼板，再加 鋼撐；7.隨時監(jiān)測現(xiàn)場，并馬上采取其他措施；8.與對稱，2 與2對稱。所有門板四周均設(shè)15厚密封條。要確定打開管片進行開挖還需結(jié)

27、合測溫孔資料、卸壓孔壓力、要確定打開管片進行開挖還需結(jié)合測溫孔資料、卸壓孔壓力、探孔情況等方面綜合考慮，需具備如下條件，方可開挖。探孔情況等方面綜合考慮，需具備如下條件，方可開挖。項目項目數(shù)值數(shù)值備注備注凍結(jié)帷幕凍結(jié)帷幕厚度厚度通道通道2.0m2.0m根據(jù)測溫孔推算根據(jù)測溫孔推算泵站泵站2.0m2.0m凍結(jié)帷幕平均溫度凍結(jié)帷幕平均溫度-10 (-10 (膠結(jié)面膠結(jié)面-5 )-5 )用公式法或作圖法得出用公式法或作圖法得出鹽水溫度鹽水溫度積極期積極期-28-28-30-30用測溫儀監(jiān)測用測溫儀監(jiān)測維護期維護期-25-25-28-28鹽水去、鹽水去、回回路溫差路溫差積極期積極期2.52.5以內(nèi)以內(nèi)

28、用測溫儀監(jiān)測用測溫儀監(jiān)測維護期維護期1.01.0以內(nèi)以內(nèi)卸壓孔卸壓孔交圈前交圈前一般無壓力一般無壓力通過壓力表觀測通過壓力表觀測交圈后交圈后劇增至劇增至0.150.150.3MPa0.3MPa砂袋5m3水泥3t木背板麻絲木楔開挖方向上行線隧道防墜手拉葫蘆水平牽引手拉葫蘆工作平臺 將兩臺千斤頂架在被開將兩臺千斤頂架在被開管片兩側(cè)，中間用一根型鋼管片兩側(cè)，中間用一根型鋼橫梁同鋼管片直接相連接，橫梁同鋼管片直接相連接，通過千斤頂頂推橫梁向外頂通過千斤頂頂推橫梁向外頂推鋼管片。操作時，要認真推鋼管片。操作時，要認真觀察管片受力及位移情況，觀察管片受力及位移情況，消除局部受阻因素，防止管消除局部受阻因素

29、，防止管片變形。片變形。5t葫蘆作為輔助拉葫蘆作為輔助拉拔管片用，一端掛住欲拆管拔管片用，一端掛住欲拆管片，一端系在對面隧道管片片，一端系在對面隧道管片上，水平方向稍加力向外上，水平方向稍加力向外（隧道內(nèi)）拉拔管片，要配（隧道內(nèi)）拉拔管片，要配合千斤頂操作。合千斤頂操作。2t葫蘆懸吊葫蘆懸吊在欲拆管片的上方，一端鉤在欲拆管片的上方，一端鉤住欲拆管片，以防管片拉出住欲拆管片，以防管片拉出時突然砸落在工作平臺上。時突然砸落在工作平臺上。 1.通道開挖掘進采取分區(qū)方式進行，在通道結(jié)構(gòu)施工完畢，強度達到60%后，再進行泵房的開挖，其施工順序如圖所示。 2.由于土體采用凍結(jié)法加固，凍土強度較高，凍結(jié)帷幕

30、承載能力大，因而開挖時可以采用全斷面一次開挖，開挖步距一般控制在0.5m，每安裝2品鋼筋格柵噴射一次砼。開挖斷面超挖不大于30mm，開挖中心線偏差不大于20mm。 3.泵站開挖過程中被暴露的凍結(jié)管可以直接割除，因為本方案是雙面布孔，凍結(jié)管的割除不影響施工安全。地 層 加 固 區(qū)水 泥 砂 漿木 背 板鋼 支 撐 架噴 射 混 凝 土防 水 層鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)采用兩次支采用兩次支護方式。第護方式。第一次支護一次支護（臨時支護）（臨時支護）采用鋼筋格采用鋼筋格柵和噴射混柵和噴射混凝土。第二凝土。第二次支護（永次支護（永久支護）采久支護）采用現(xiàn)澆鋼筋用現(xiàn)澆鋼筋混凝土?；炷痢?7.7.1

31、人工開挖：人工開挖： 1.通道凈寬：中線兩幫不小于設(shè)計尺寸，不大于設(shè)計尺寸100； 2.通道凈高：腰線上下不小于設(shè)計尺寸，不大于設(shè)計尺寸100。7.7.2 鋼筋格柵鋼筋格柵 1.通道凈寬：中線兩幫不小于設(shè)計尺寸，不大于設(shè)計尺寸50； 2.通道凈高：腰線上下不小于設(shè)計尺寸，不大于設(shè)計尺寸50； 3.支架架設(shè)不得掉斜，前傾后仰，支架構(gòu)件要齊全。7.7.3 鋼筋鋼筋 1.鋼筋搭接部分長度應(yīng)符合設(shè)計要求，且不低于35d（d為鋼筋直徑）； 2.受力鋼筋之間綁扎接頭應(yīng)相互錯開，從任一綁扎接頭中心至搭接長度的1.3倍區(qū)段范圍內(nèi)，有綁扎接頭的受力鋼筋截面積占受力鋼筋總面積的百分率不超過25%； 3.鋼筋位置允

32、許偏差：受力鋼筋排距5，鋼筋彎曲點為20，水平鋼筋間距20，受力鋼筋保護層3。7.7.4 砼澆灌砼澆灌 1.砼表面密實，蜂窩、麻面不超過0.5%，深度不超過10； 2.襯砌厚度不小于設(shè)計，墻面平整度允許誤差20； 3.砼厚度達到設(shè)計強度70%方可拆模，拆模后應(yīng)灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不得少于7晝夜。 融沉是因被加固土體融化而引起的土體下沉。所以，在聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)完成以后凍土融化的過程中，采用地層注漿配合凍土帷幕融化過程控制融沉，減少對隧道不利影響。8.1 注漿孔布設(shè)注漿孔布設(shè) 1.隧道底部利用管片壓漿孔，必要時再補布設(shè)注漿孔。 2.聯(lián)絡(luò)通道襯砌中預(yù)埋注漿管：泵站設(shè)11個，通道部位按1.5m間距布設(shè)一個

33、斷面，兩端頭各布置1個注漿斷面。 3.預(yù)埋管結(jié)構(gòu)：選用40mm的焊接管，頂端接帶螺紋的管箍，并用絲堵封閉。 通 道集 水 井 凍 結(jié) 壁 下 行 線 注 漿 管 上 行 線 注 漿 管 布 置 圖8.2 融沉注漿工藝融沉注漿工藝 1.注漿材料：為增加壓漿的可注性，開始時可注粉煤灰注漿材料：為增加壓漿的可注性，開始時可注粉煤灰水水泥漿；二次補漿選用單液水泥漿或泥漿；二次補漿選用單液水泥漿或1：1水泥水泥水玻璃漿液。水玻璃漿液。 2.注漿壓力及注漿量：為防止隧道管片及聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)受到注漿壓力及注漿量：為防止隧道管片及聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)受到影響，擬選用小壓力、多注次的方式；注漿壓力一般為影響，擬選用小壓力

34、、多注次的方式；注漿壓力一般為0.20.45MPa。根據(jù)以往經(jīng)驗，融沉注漿總量一般為凍土。根據(jù)以往經(jīng)驗，融沉注漿總量一般為凍土體積的體積的15%左右，經(jīng)計算該工程注漿量約為左右，經(jīng)計算該工程注漿量約為 83.5立方。立方。 3.注漿方法：采用由下而上、少量多次均勻的注漿方法。具注漿方法：采用由下而上、少量多次均勻的注漿方法。具體做法是：體做法是：先管片底部，再從集水井，然后由通道底板、先管片底部，再從集水井，然后由通道底板、側(cè)墻、拱頂進行注漿。側(cè)墻、拱頂進行注漿。注漿前，將待注漿的注漿管和其注漿前，將待注漿的注漿管和其相鄰注漿管閥門全部打開，注漿過程中，當相鄰孔連續(xù)出相鄰注漿管閥門全部打開，注

35、漿過程中，當相鄰孔連續(xù)出漿時關(guān)閉閥門，定量壓漿后即可停止本孔注漿，關(guān)閉閥門，漿時關(guān)閉閥門，定量壓漿后即可停止本孔注漿，關(guān)閉閥門，然后接著對鄰孔注漿。遇到注漿管內(nèi)竄漿固結(jié)而引起堵管然后接著對鄰孔注漿。遇到注漿管內(nèi)竄漿固結(jié)而引起堵管時，需用加長沖擊鉆頭通管。時，需用加長沖擊鉆頭通管。注漿結(jié)束后，用雙液漿進注漿結(jié)束后，用雙液漿進行封孔。行封孔。8.3 防腐、鉆孔補強防腐、鉆孔補強 1.凍結(jié)孔管補強、防腐：凍結(jié)站拆除，回收供液管，放出CaCl2鹽水后，割去露出隧道管片的孔口管和凍結(jié)管，并在孔口管管口焊接10厚的封口板封閉管口，然后作防腐處理。 2.待通道混凝土結(jié)構(gòu)達到設(shè)計強度后，拆除隧道內(nèi)的預(yù)應(yīng)力支架

36、，并再次對稱擰緊特殊襯砌環(huán)內(nèi)的所有連接螺栓。 9.1 監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測內(nèi)容 1. 水平孔施工監(jiān)測內(nèi)容：水平孔施工監(jiān)測內(nèi)容：1).鉆孔長度；2).鋪設(shè)凍結(jié)管長度；3).凍結(jié)管偏斜；4).凍結(jié)器密封性能；5).供液管鋪設(shè)長度。 2. 凍結(jié)系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容：凍結(jié)系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容：1).凍結(jié)器去回路鹽水溫度；2).冷卻循環(huán)水進出水溫度；3).冷凍機吸排氣溫度；4).鹽水泵工作壓力；5).冷凍機吸排氣壓力；6).制冷系統(tǒng)冷凝壓力 ；7).制冷系統(tǒng)汽化壓力。 3. 凍結(jié)帷幕監(jiān)測內(nèi)容：凍結(jié)帷幕監(jiān)測內(nèi)容：1).凍結(jié)帷幕溫度場；2).開挖后凍結(jié)帷幕暴露時間內(nèi)凍結(jié)帷幕表面位移；3).開挖后凍結(jié)帷幕表面溫度。 4. 周圍環(huán)境和

37、隧道土體進行變行監(jiān)測內(nèi)容：周圍環(huán)境和隧道土體進行變行監(jiān)測內(nèi)容：1).隧道變形監(jiān)測；2).隧道的沉降位移監(jiān)測；3).隧道的水平及垂直方向的收斂變形監(jiān)測。9.2 監(jiān)測頻率監(jiān)測頻率 鉆孔期間1次/天；凍結(jié)加固期間1次/2天；開挖期間2次/天；結(jié)構(gòu)制作期間2次/1天；跟蹤注漿：開始30天內(nèi)1次/2天，后期1次/5天。 監(jiān)測頻率可根據(jù)監(jiān)測資料變化情況適當調(diào)整監(jiān)測計劃，旁通道施工前5天進場布設(shè)監(jiān)測點；旁通道施工前3天測量各監(jiān)測點的原始值；旁通道施工前1天提交各項監(jiān)測的原始資料；旁通道施工開始，按方案進行常規(guī)監(jiān)測。9.3 報警值報警值 1.隧道沉降變化報警值以10mm作為累計報警值，3mm作為日變量報警值； 2.隧道收斂累計報警值為10mm，3m