旁通道施工方法講座史志明111

地鐵區(qū)間隧道旁通道凍結法施工工藝中煤第五建設公司上海分公司電話史志楊開料目錄1旁通道施工方法2工程概況及施工準備3施工方案4鉆孔施工5凍結施工6開挖與構筑7勞動組織8工程監(jiān)測9預案、注漿1旁通道施工方法簡介地面加固有深層攪拌樁、旋噴樁和壓密注漿加固、結合地面降水等方法。其目的是止水和提高土體強度（適合明挖也可暗挖6號線）。隧道內采用頂管方法施工，只適合于無集水井（且地層較好無沙性強含水層）的旁通道（8號線試驗一個）。凍結法施工（國內使用簡介）。較好的地層也可直接開挖（明挖或暗挖）。2工程概況及施工準備旁通道施工前技術準備工作，向甲方索取以下資料了解工程概況，編寫設計方案及施工措施。1、旁通道結構及防水圖：所在隧道中心標高m，地面標高m，旁通道埋深m；旁通道所在兩條隧道中心距。旁通道結構由兩個與隧道相交的喇叭口、通道及泵站等組成。(附圖1-4）2、地面管線及建構筑物平面圖：旁通道所在地面情況，周圍建筑物離旁通道距離，地面管線情況。3、地質資料情況（詳勘和補勘資料介紹上海地層情況5）。4、旁通道凍結專業(yè)設計（有時應索取）。5、根據(jù)以上資料（資料必須由相關設計等單位進行交底并有會議交底記錄資料）編制施工組織設計方案。施工、設計方案必須經有關專家進行評審，經修改回復完善后方可實施。并報監(jiān)理、總包、業(yè)主。施工方案包括：施工組織設計、融沉注漿方案、用電方案、應急預案、液氮搶險方案、地面及隧道環(huán)境監(jiān)測方案；按照要求還要編寫鉆孔施工措施、凍結施工措施、結構開挖施工措施、提升架安拆措施等。2、工程概況及施工準備6、施工人員及設備進場必須進行報審，資料如下：營業(yè)執(zhí)照、資質證書、安全生產許可證、組織機構代碼證、稅務登記證、項目經理證、“三類人員”安全生產證；特殊工種上崗證（電工證、電焊工證等）；普工證（培訓后取得）；施工人員進場三級教育；各施工節(jié)點開工前施工人員技術交底。進場主要設備合格證、進場主要材料質保書；以上資料除報審外，全部留存?zhèn)洳椤?施工方案根據(jù)工程地質條件及其它施工條件，確定采用“隧道內鉆孔，凍結臨時加固土體，礦山法暗挖構筑”的施工方案(見工藝圖）。采用在兩條隧道分別鉆孔的方案，在另一條隧道底部打二排孔，將旁通道和泵站封閉，為安全考慮，滿足凍結開挖工期要求，在通道及集水井之間布置一排凍結孔（一般3-4個）。見凍結布孔圖及凍結帷幕圖詳細內容…(見下頁）一、凍結帷幕凍土強度的設計指標為：1、單軸抗壓3.6Mpa，抗折1.8Mpa，抗剪1.6Mpa（－10℃）。設計的凍結帷幕的有效厚度為1.6-2.2m，喇叭口處凍結帷幕的有效厚度為1.5-1.9m。凍土壁承載力驗算采用許用應力法，強度檢驗安全系數(shù)?。嚎箟?，抗折3，抗剪2。通過建立凍土帷幕有限元計算模型進行ANSYS三維數(shù)值分析。2、積極凍結時，在凍結區(qū)附近200m范圍內不得采取降水措施。在凍結區(qū)內土層中不得有集中水流（5米/每晝夜）。3、開挖區(qū)外圍凍結孔布置圈上凍結壁與隧道管片交接面處溫度不高于－5℃。其它部位設計凍結壁平均溫度為－10℃。4、在凍結帷幕附近隧道內側敷設保溫層，敷設范圍至設計凍結壁邊界處2m。保溫層采用阻燃（或難燃）的軟質塑料泡沫保溫材料，導熱系數(shù)不大于0.04W/MK。保溫層密貼管片不留空隙，保溫層厚度不小于30mm。5、設計積極凍結時間為35-50天。設計推薦凍結孔單孔流量不小于5m3/h；積極凍結7天鹽水溫度降至－18℃以下；積極凍結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不到設計要求，應延長積極凍結時間。二、凍結鉆孔及測溫孔

1、設計旁通道凍結孔數(shù)一般66個（上行線隧道內布置51個凍結孔，下行線布置15個凍結孔。具體要求如下：2、凍結孔開孔位置誤差不大于100mm，應避開管片接縫、螺栓、主筋和鋼管片肋板。3、凍結孔最大允許偏斜150mm（凍結孔成孔軌跡與設計軌跡之間的距離），凍結孔最大允許間距不大于1300mm。4、凍結孔有效深度（管片表面以下凍結管循環(huán)鹽水段長度）不小于凍結孔設計深度。凍結管管頭碰到凍結站對側隧道管片的凍結孔，不能循環(huán)鹽水的管頭長度不得大于150mm。5、凍結管采用?89×8mm~20＃低碳無縫鋼管。凍結管耐壓不低于0.8Mpa，并且不低于凍結工作面鹽水壓力的1.5倍。6、凍結管接頭抗拉強度不低于母管的75％。7、施工凍結孔時的土體流失量不得大于凍結孔體積，否則應及時進行注漿控制地層沉降。8、打透孔復核兩隧道預留口位置。如兩隧道預留口相對位置誤差大于100mm，則應按保證凍結壁設計厚度的原則對凍結孔布置進行調整。9、凍結站對側隧道上沿通道外圍凍結壁敷設6排冷凍排管，排管間距為500mm；冷凍排管采用φ45無縫鋼管。排管敷設應密貼隧道管片。10、測溫孔4-8個，分別布置在通道內外和兩側隧道內，其中凍結站側隧道布置4個，凍結站對策隧道布置5個；深度2～6米。卸壓孔布置4個，布置在凍結帷幕中間。（具體布置根據(jù)凍結孔施工和現(xiàn)場施工條件情況另定）。旁通道凍結法施工工藝流程圖

4鉆孔施工施工方法凍結孔的布置原則：應躲開手孔、環(huán)縫、避開管片主筋，嚴禁鉆破管片間密封墊（有兩個孔要注意應移位）。布置凍結孔時首先將隧道中心線引放到布置凍結孔的管片上，以隧道中心線為基礎放孔位。對穿孔應布置在管片中心易以施工的位置，防止施工對穿孔時打穿對過隧道環(huán)縫或手孔。鉆孔施工時隧道施工單位應對旁通道施工軸線進行交底，自己應對旁通道施工軸線進行測量校核后，確定鉆孔施工方位角（與旁通道方位角一致）（有交底資料和復核資料并報審）（凍結孔及測溫孔瀉壓孔布置圖）對每個凍結孔鉆進時，安裝孔口密封裝置，選用MK-5型錨桿鉆機，注水鉆進，利用小閥門的開關控制出漿量。凍結孔施工工序為：定位開孔及孔口管安裝→孔口裝置安裝→跟管鉆孔（鉆頭逆止閥）→孔斜測量→封閉孔底部（下絲堵）→打壓試驗。鉆孔質量監(jiān)測：孔差誤差、鉆孔測斜（測斜方法簡介）、孔深、打壓試漏，并對以上資料做隱蔽工程驗收，資料報審。保證鉆孔施工質量的重要性：孔間距大、孔深不夠、打壓漏水、供液管下入深度不夠等都會造成凍結的失敗。如何施工測溫孔及泄壓孔密封裝置5凍結施工冷凍站設計（凍結站設置在隧道內,見圖）凍結需冷量設計計算Q實際≧1.2Q設計Q=1.3πdHK式中：H—凍結管總長度；d—凍結管直徑；K—凍結管散熱系數(shù)；250kcal/h.m2施工工藝指標安裝凍結冷板的重要性：考慮兩側喇叭口凍結的效果以及管片的散熱，對上下行線隧道管片內側安裝冷凍板，來加強凍結（見附圖，如何安裝冷板及冷板的重要性，特別是在上部含水地層具有較大風險，舉例7月份開挖流水液氮搶險工程）。凍結系統(tǒng)安裝：凍結孔分組要求（見圖）、孔口凍結管長度預留≦100mm的作用；凍結系統(tǒng)保溫的重要性：管路、凍結范圍內管片全部及外部不少于1米的保溫范圍、凍結孔位置隧道底部要保溫并要求嚴禁積水、專人每般不少于3次檢查，有水時應及時排除干凈防止融化凍結壁。保證設備完好運轉特別是旁通道開挖期間設備好壞風險較大。凍結設計要求（見下頁）凍結效果及完成指標1、設計鹽水溫度為-25℃～-30℃。凍結孔單組流量不小于5m3/h。2、凍結孔終孔間距L≤設計（通道），凍結帷幕交圈時間為18天，達到設計厚度（開挖要求）時間為設計凍結天數(shù)，維護凍結時間為30天（開挖時間）。3、凍結需冷量：Q實際≧1.2Q設計。選用JYSLGF300Ⅱ型螺桿機組2臺，其中備用1臺，設計工況制冷量為87500Kcal/h。4、鹽水泵選用IS150-125～200型2臺，其中備用1臺，流量200m3/h。冷卻水泵選用IS125-100～200C型2臺，其中備用1臺，流量120m3/h。冷卻塔選用NBL-50型2臺，補充新鮮水15m3/h。5、管材選擇：凍結管選用Φ89×8mm,20#低碳無縫鋼管,測溫孔管選用Φ32×3mm，20#低碳無縫鋼管。6、用電負荷約250kw/h。

凍結效果的監(jiān)測及完成的參數(shù)指標1、在設計的積極凍結期間內，鹽水去路溫度應穩(wěn)定的保持在-28℃以下，積極凍結期運轉時間應保證超過40~50天；2、設計要求各凍結孔組的去回路溫差交圈后不超過2℃，鹽水循環(huán)系統(tǒng)總去回路溫差不超過1.5℃；3、鹽水系統(tǒng)循環(huán)總流量在積極凍結期間達到設計值；4、凍結壁有效厚度達到設計值,旁通道有效凍結壁有效凍土平均溫度要達到-10℃及以下，開挖區(qū)外圍凍結孔布置圈上凍結壁與管片交界處溫度不高于-5~-8℃；5、泄壓孔達到升壓條件進行放壓觀測試驗；6、開挖前先在鋼管片上開一探測觀察口，開始有少量水流出并漸止即可正式開挖；7、防險門安裝完畢并打水壓檢漏，開關靈活可靠，視頻及電話安裝完畢，調試后正常使用；凍結資料報表：日報、設備運轉表、測溫記錄表、泄壓孔監(jiān)測記錄表。開挖與構筑施工準備拉管片開挖及臨時支護防水施工鋼筋施工模板、結構施工開挖隱蔽工程驗收資料注漿工作1、旁通道施工現(xiàn)場安設通訊系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)。2、對開挖作業(yè)面加裝安全防險門（安全門結構見圖）。3、旁通道永久結構主要材料進場通過監(jiān)理取樣復試，合格后方能在施工中使用。4、端頭井提升系統(tǒng)采用建筑用門式提升機。5、按旁通道出口尺寸及施工需要，搭設上下兩層工作平臺和二斜坡道。6、將旁通道的金屬管片之間接縫采用滿焊的方式將每條拼裝縫一一焊接好。7、在旁通道開口處隧道中設置簡易預應力隧道支架。簡易預應力隧道支架（其結構見附圖），區(qū)間隧道上下行線旁通道開口兩側各架兩榀，兩榀鋼支架間距2.5m，在旁通道兩側沿隧道方向對稱布置。8、四方驗收總結（如何編寫小結、凍結壁厚度及凍土體平均溫度計算、監(jiān)測小結）及資料（前面資料全查）

1、鋼管片可以用千斤頂及手拉葫蘆拉開、拆除順序如下圖。2、開管片時，采用兩臺千斤頂架在被開管片兩側，中間用一根橫梁同鋼管片直接相連，通過頂推橫梁向外推拉鋼管片，5t、10t葫蘆作為主拉拔管片用，一端鉤住欲拆管片，一端套掛在對面隧道管片上，水平方向加力向外（隧道內）拉拔管片。拉管片1、土方開挖：旁通道開挖按照先開挖通道、做結構；在開挖集水井、做結構的工序。其開挖順序（如圖）所示；開挖步距視土體加固情況，控制在0.5-0.8m。開挖斷面嚴格按照結構施工圖進行。嚴禁超挖。2、臨時支護：臨時支護采用型鋼支架和木背板進行支護，另加掛網噴射C20混凝土（見圖）。支架間距為0.5m，為增加支架的穩(wěn)定性，相臨兩排支架間用支撐桿相互連接。泵站的臨時型鋼支架為矩形，且上下支架用Φ16園鋼吊掛，支架間距0.5m?？紤]開挖面與木背板之間的空隙，背板后應采用黃砂或砂漿充填密實。開挖及臨時支護1、防水層施工：防水材料選用EVA或PVC板（外加土工布），防水層緊貼臨時支護結構內側，鋪平之后，用射釘將其固定，在用手工焊上EVA或PVC板，靠近隧道一側，先在鋼管片上焊上壓條鋼片，在把EVA板卷壓在上，用螺絲擰緊，按防水設計圖的要求施工防水層?，F(xiàn)在新設計防水板與管片連接，使用低模量聚氨酯密封膠粘結。防水施工

1、鋼筋間排距應嚴格按結構設計圖紙進行綁扎，按結構層施工順序先扎通道墻部在扎齊頂板鋼筋。2、綁扎鋼筋時，先扎外筋，再扎內筋。3、鋼筋搭接部分長度應符合設計要求，且不低于35d（d為鋼筋直徑）。4、鋼筋位置允許偏差：受力鋼筋排距±10㎜，間距±20㎜。5、鋼筋保護層為內側30mm、外側40mm。鋼筋施工1、模板選用鋼模。模板就位前，在模板上均勻涂刷脫模劑，按結構特征順序安裝模板，并檢查模板的垂直度、水平度、標高以及鋼筋保護層的厚度。2、永久支護為鋼筋砼結構，選用商品砼，為減少砼施工接縫，旁通道開挖及臨時支護完成后，一次連續(xù)進行澆筑；按照設計混凝土強度C30P8要求，將砼送入支好的模內并用插入式振搗棒反復均勻振搗；通道頂板內的混凝土澆筑采用分段澆筑的施工方式，用氣動輸送泵輸送混凝土，采用外部振搗，以提高工作效率，確保砌筑質量。3、由于該旁通道分層兩部分施工，即通道和集水井，所以在每部分施工用的混凝土都用試模制成標準試塊，讓有資質的檢測單位檢測混凝土抗壓強度及抗?jié)B性。模板、結構施工開挖隱蔽工程驗收資料通道土體開挖、臨時支撐及噴漿支護通道防水（防水板質保書及送檢）通道鋼筋制作（鋼筋質保書及送檢）通道模板通道澆注砼（廠家資質、安全生產許可、澆注記錄、抗壓試塊及防水抗?jié)B試塊制作數(shù)量要符合設計要求通道3組、集水井2組）集水井土體開挖、臨時支撐及噴漿支護集水井防水集水井鋼筋制作集水井模板集水井澆注砼（澆注記錄、抗壓試塊及防水抗?jié)B試塊制作）旁通道尺寸測量、滿水試驗、施工大事記、施工總結、監(jiān)測總結、融沉注漿總結。7、勞動組織施工工期計劃表項目人員安排施工進度計劃

序號施工工序天數(shù)1020304050607080901001單面鉆孔202對面鉆孔53冷凍安裝304積極凍結405維護凍結306通道開挖及臨時支護掛網噴漿117通道做防水28扎鋼筋立模澆砼59集水井開挖及臨時支護掛網噴漿610集水井做防水211扎鋼筋立模澆砼4勞動力配備計劃表

8、工程監(jiān)測監(jiān)測內容監(jiān)測說明：

鉆孔監(jiān)測、凍結系統(tǒng)監(jiān)測、凍土帷幕監(jiān)測、地表與隧道變形監(jiān)測1、水平孔施工監(jiān)測內容為：凍結管鉆進深度；凍結管偏斜率；凍結耐壓度；供液管鋪設長度。2、凍結系統(tǒng)監(jiān)測內容為：凍結孔去回路溫度（凍結各孔組回路溫度系統(tǒng)如何安裝及監(jiān)測）嚴禁出現(xiàn)不上水孔組及防范、控制措施；冷卻循環(huán)水進出水溫度；鹽水泵工作壓力及總流量（按規(guī)定安裝旁通流量計說明安裝圖）；冷凍機吸排氣溫度；制冷系統(tǒng)冷凝壓力；冷凍機吸排氣壓力；制冷系統(tǒng)汽化壓力。3、凍結帷幕監(jiān)測內容為：凍結壁溫度場；凍結壁與隧道膠結；開挖后凍結壁暴露時間內凍結壁表面位移；開挖后凍結壁表面溫度。4、周圍環(huán)境和隧道土體進行變行監(jiān)測內容為：地表沉降監(jiān)測；隧道的沉降位移監(jiān)測；隧道的水平及垂直方向的收斂變形監(jiān)測；地面建筑物沉降監(jiān)測。

1、采用經緯儀和水準儀監(jiān)測開孔前和鉆孔時的上下仰俯角及方位角,鉆孔的偏斜應控制在150mm，在確保凍土帷幕厚度的情況下，終孔間距不大于1.0m。2、采用每3米鉆進后測量一次偏斜,如偏斜大可有效的控制偏斜,進行糾偏。3、凍結管安裝完，進行水壓試漏，初壓力0.8MPa，經30分鐘觀察，降壓≤0.05MPa，再延長15分鐘壓力不降為合格。4、成孔結束后，采用Ф20mmPVC管進行凍結孔深度測量，根據(jù)測量深度進行供液管的下放，并復合以確保供液管的下放深度。

1、在去、回路鹽水干管上安裝熱電偶傳感器測量去、回路鹽水溫度。在去路鹽水干管上安裝流量計測量總鹽水流量，測量凍結器回路的鹽水流量。2、在每組凍結器上設測溫口，安裝熱電偶溫度傳感器測量鹽水回路溫度。3、凍結系統(tǒng)總流量在開凍時測量，其它溫度與流量測量每班1次；確保每組凍結孔鹽水流量≥5m3/小時，鹽水去回路孔組溫差在凍結壁交圈以后應小于1.2℃。4、在鹽水箱中安裝液面監(jiān)測裝置，防止鹽水流失。另外，需要進行凍結制冷系統(tǒng)工況的常規(guī)監(jiān)測。5、凍結站各參數(shù)要求值班人員每4小時觀察一次，作好記錄。1、通過設測溫孔檢測凍土帷幕溫度。每個測溫孔設2～5個測點，分別布置在靠近管片處和測溫管中未部。2、按設計要求布置8個測溫孔,在開凍前測出原始地溫，以后監(jiān)測頻率可為每天1次。3、通過在泄壓管口安裝壓力表測量未凍土孔隙水壓力變化。測壓孔的壓力變化會邂逅凍土交圈變化1-2天。在交圈前，測壓孔每天觀測一次，在交圈后，測壓孔每天觀測2-3次。4、根據(jù)測溫資料及測壓孔資料，計算凍結帷幕是否達到設計要求，需要對旁通道內外側進行探孔監(jiān)測，即在推算的凍土內外邊緣處開Ф32的小孔。并下測溫線監(jiān)測其溫度的變化。5、旁通道開挖階段，有效的監(jiān)測凍土變化，并對開挖面溫度進行每段時時監(jiān)測，布設通道收斂變形測點，保證凍結壁的有效強度。采用鋼尺對凍土的位移進行監(jiān)測控制位移量，位移量過大，減小開挖步距來控制。1、考慮地面環(huán)境的復雜，在施工通道地表50米（方園）范圍內布置地表沉降監(jiān)測點網監(jiān)測旁通道及泵站施工期間地表沉降變化量；布點要考慮在管線上布點（見圖）。2、基準點布設：在聯(lián)絡通道50m以外的穩(wěn)定區(qū)域分別布設水平位移監(jiān)測基準點和兩個垂直位移監(jiān)測基準點（其中一個作為復核點）。3、隧道沉降點布設：在通道兩側25m范圍內對隧道水平及垂直方向的收斂變形及施工影響范圍內的隧道整體進行監(jiān)測。沉降監(jiān)測點布設在隧道底環(huán)片上，測點間距為2m，測點用紅漆在環(huán)片上做好標記。4、位移點布設：位移監(jiān)測點布設在隧道兩肩的環(huán)片上，測點間距為2m，測點用紅漆在環(huán)片上做好標記。5、隧道收斂監(jiān)測點布設：在泵站施工區(qū)左右分別布設4個截面，每個截面4個點。測點用紅漆在環(huán)片上做好標記；6、鉆孔每天1次、凍結期間2天1次；開挖期間每天2次；施工結束～穩(wěn)定期間1－2次/3天；通道結構施工結束后，跟蹤監(jiān)測6個月待地層穩(wěn)定后結束監(jiān)測。地面監(jiān)測點布置圖9、預案與融沉注漿應急預案

融沉注漿(布孔圖)1、凍結加固中打設的凍結孔將穿越④、⑤、⑥號土層，其土層局部夾有粉砂薄層，有鉆孔突水、涌砂的可能。采取措施有：A、加大鉆具推力，強行頂入套管B、利用原鉆具系統(tǒng)注漿，漿液選用水泥—水玻璃或丙烯酸鹽類漿液。C、必要時壓緊孔口管密封裝置，封閉該孔。2、為預防開挖中停電等導致停工，甚至出現(xiàn)冒頂、涌砂事故，采取以下預案：A、在旁通道開挖期間，通道內準備3米長16#槽鋼（或鋼管）6根，足夠的粘土和砂袋，以在必要時堆粘土和砂袋封閉通道，預防淹隧道。B、開挖面有水滲出措施：如果開挖過程中有水滲出，立即停止施工，在第一時間由當班工長通知值班管理人員，同時對滲漏水點進行處理。若量很小，只是滴漏，并沒有形成線流，可用雙快水泥封堵，如果線流且量大，要用沙袋回填開挖面后商定處理方案。冷凍人員及時對滲水點進行觀察，立即查找原因，調整凍結參數(shù)。C、掘進施工人員如果發(fā)現(xiàn)已開挖暴露面不斷土塊掉下，且影響面積較大，而周圍土體有松凍現(xiàn)象，應立即通知凍結施工人員，由凍結施工人員根據(jù)判斷情況，加強凍結，同時用保溫板做好開挖面保溫。3、開挖前安裝好安全防水門。旁通道設安全防水門，一但發(fā)現(xiàn)險情關閉防水門，保護隧道之用。應急預案4、采用通訊系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)有效的監(jiān)控施工現(xiàn)場，對施工中發(fā)現(xiàn)的問題及時匯報處理，杜絕一切不安全的施工現(xiàn)象和違章的操作，把事故制止在萌芽狀態(tài)。5、為防止開挖期間因高壓停電造成的冷凍機停機，在開挖前應聯(lián)系供電部門，達成協(xié)議保證停電時間最長不超過2小時，并及時恢復供電。6、開挖施工中，作好液氮備用工作，即聯(lián)系好施工現(xiàn)場附近的醫(yī)院或其它有液氮儲備的單位，其中包括（供貨單位、地址、電話、聯(lián)系人、聯(lián)系人電話等）如果需要保證2