地铁注浆与冻结法施工方案(编辑修改稿)

地铁注浆与冻结法施工方案(编辑修改稿)内容摘要：

管 或者钻进。 （ 3） 为了保证精度，开孔段是关键。 前 2m 时，要反复校核冻结管方向，调整夯管机或者钻机 位置，并用精密罗盘或经纬仪检测偏斜无问题后方可继续。 （ 4）冻结管下入孔内前要先配管，保证冻结管同心度。 成孔后，用测斜 仪进行测斜，然后复测冻结孔深度，并进行打压试漏。 冻结孔试漏压力不低于 ，经试压 30min压力下降不超过 ，再延续 15min 压力保持不变为合格。 对于上仰的冻结孔，可以安装供液管后再打压，或者适当延长稳压时间。 （ 5）冻结管安装完毕后，将冻结管与孔口管的间隙满焊密封。 测温孔施工方法与冻结管相同。 （ 6）在冻结管内下入供液管。 供液管底端连接 长的支架。 然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。 （ 7）冻结孔成孔后立即进行孔口注浆，然后拆卸孔口密封装置。 冻结制冷系统安北京地铁 17号线 望京西站 ~太阳宫站区间 通道方案 8 装。 冻 结制冷设备选型与管路设计 （ 1） 根据实际工况，两个联络通道共用一座冷冻站。 （ 2） 根据实际工况，选用 就 JYSLGF16 型或相当制冷能力的冷冻机组，该机组在盐水温度为 29℃ ，冷却水温度 28℃ 时，每台机组的最大制冷量约为 104 kcal/h，冷冻机组电机总功率为 125 kw。 联络通道设计需冷量为 104 kcal/h，配备 JYSLGF16 型冷冻机组一套作为主运转机， 104 kcal/h ＜ 104 kcal/h ，满足要求。 同时选择一台作为备用。 （ 3） 选用 SCW150400 盐水循环泵 2(其中 1 备用 )，流量 198m3/h，扬程 43m，电机功率 45kw。 （ 4） 选用 冷却水循环泵 2 台（其中 1 台备用）； DBNL350 型冷却塔 4 台，电机总功率 24kw。 （ 5） 设盐水箱一个，容积 6m3。 （ 6） 盐水干管和集配液管选用 ф1595mm 焊管，集、配液管与羊角连接选用 高压胶管。 （ 7） 冷却水管用 ф1334mm 焊管。 （ 8） 冷冻排管用 ”焊管加工。 （ 9） 在冷冻机进出水管上安装温度传感器，在去、回路盐水管路上安装压力、温度传感器和控制阀门。 在盐水箱安装液面传感 器。 （ 10） 在配液圈与冻结器之间安装阀门二个，以便控制冻结器盐水流量。 （ 11） 在盐水管路的高处安装放气阀。 （ 12） 盐水和清水管路耐压分别为 和。 （ 13） 冻结制冷施工冷却水最大用量为 25 m3/h，最大总用电量约 474kw。 （ 14） 其它 ① 冷冻机油：选用 N46 冷冻机油。 ② 制冷剂：选用 R22 制冷剂。 ③ 冷媒剂：用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。 盐水比重为 ～。 冻结站布置与设备安装 冻结站设在 靠近 联络通道位置。 站内设备主要包括配电柜、冷冻机组、盐水 箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及清水池等。 设备安装按设备使用说明书的要求进行。 管路连接、保温与测试仪表安装 北京地铁 17号线 望京西站 ~太阳宫站区间 通道方案 9 盐水和冷却水管路用法兰连接，并用管架架设在施工平台上或隧道管片上。 盐水管路要离地面安装，避免浸水和高低起伏。 盐水管路经试漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保温，保温层厚度不小于 30mm。 集配液圈与冻结管的连接用高压胶管。 冻结孔每 3~5 个一串联，串联尽量应间隔进行，应以每组冻结孔总长度相近为宜。 冷冻机组的蒸发器及低温管路保温用软质泡沫塑料。 盐水箱、盐水干管和冷冻板表面用 50mm 厚的聚苯乙烯泡沫板保 温。 温度计、压力表和流量计安装要按有关规范进行。 溶解氯化钙和机组充氟加油 先在盐水箱内注入约 1/4 的清水，然后开泵循环并逐步加入固体氯化钙，直至盐水浓度达到设计要求。 溶解氯化钙时要除去杂质。 盐水箱内的盐水不能灌得太满，以免高于盐水箱口的冻结管盐水回流时溢出盐水箱。 机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。 首先进行制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再充氟加油。 隧道管片保温 在冻结壁附近隧道管片内敷设保温层，敷设范围不小于设计冻结壁边界 1m，保温采用阻燃的软质 塑料泡沫材料，导热系数不大于 h， 保温层厚度不小于 30mm，保温板材之间 搭接严密。 积极冻结与维护冻结 积极冻结 设备安装完毕后进行调试和试运转。 检查确认电路系统、冷却水循环系统、盐水循环系统运行参数正常后才开冷冻机。 冷冻机先空转 1~3h，观察运转是否异常。 在试运转时，要逐步调节能量、压力、温度和电机负荷等各状态参数，使机组在有关设备规程和运行要求的技术参数条件下运行。 冷冻站正常运转一周盐水温度降至 18℃ 以下，积极冻结 15天盐水温度降到 24℃ 以下。 开始冻结后，要巡回检查 冻结器是否有断裂漏盐水的情况发生，一旦发现盐水漏失，立即关闭阀门。 并根据盐水漏失情况采取补救措施。 在冻结过程中，每天检测去、回路干管盐水温度、冻结器回路盐水温度、盐水箱液位变化、冷却水温度，观察冻结器头部结霜是否有异常融化。 在冻结运转初期，检测各冻结器的盐水流量，如发现检测流量小于设计要求，则应用控制阀门进行调节，或者加大盐水泵泵量，使其满足设计要求。 每天检测测温孔温度，并根据测温数据，分析冻结壁的扩展速度和厚度，预计冻结北京地铁 17号线 望京西站 ~太阳宫站区间 通道方案 10 壁达到设计厚度时间。 开挖条件判定 联络通道 开挖时应该具备以下条件： （ 1）积极冻结时间达到设计值，并要求盐水温度达到设计最低盐水温度。 （ 2）根据测温孔测温结果计算，冻土壁平均温度和厚度达到设计值并写出分析报告。 （ 3）打开卸压孔阀门后不再有连续的压力水流水、泥喷出。 （ 4）打探孔检查冻土壁与隧道管片之间的界面冻结温度达到 5℃ 以下。 探孔位置选在孔间距较大处或冻结有异常处。 （ 5）已安装防护门，确认防护门启闭功能正常，接好供气管道。 （ 6）完成隧道支撑加固。 （ 7）准备好水泥、水玻璃等应急材料与设备。 （ 8）做好开挖准备其它各项工作。 （ 9）做好设备维护、保养工作，保证设备 能正常运行。 维护冻结 从开挖到施工结构层前，盐水温度要保持不高于 22℃。 维护冻结过程中，要与积极冻结时一样进行冻结施工监测，确保冻结系统运转正常，及时分析冻结壁的温度变化。 在开挖过程中，每天监测暴露冻结壁的表面温度和位移量，如发现局部冻结壁温度较高、变形较大，可用串接管道泵的方法加大对应位置的冻结孔流量。 开挖期间，不允许提高盐水温度和减小盐水流量。 停止冻结 浇筑完集 水井混凝土内衬后即可停止冻结，割除冻结管，并对冻结管进行充填和防渗处理；及时进 行充填注浆。 4 开挖与构筑施工方 案设计 施工流程 经探孔确认冻结壁已交圈并达到设计厚度后即可进行 联络 通道的开挖与构筑施工。 联络通道 开挖构筑施工流程为： 积极冻结运转同时进行开挖构筑施工准备 →隧道预应力支撑安装 →安装防护门 →探孔试挖， 切割混凝土 管片 →通道掘进与支护层施工 →施工防水层 →通道钢筋混凝土结构层施工 →跟踪注浆。 北京地铁 17号线 望京西站 ~太阳宫站区间 通道方案 11 开挖方式 根据工程结构特点， 联络通道 开挖，采取分区方式进行施工，施工顺序如图 41 所示。 开挖采用短段掘砌技术 , 开挖步距控制在。 由于冻土强度高，韧性好，普通手镐无法施工，需采用风镐掘进。 在 掘进施工中根据揭露土体的加固效果及施工监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工。 图 41 联络通道 开挖顺序图 支护方式 采用两次支护方式。 第一次支护 (支护层 )采用预应力 钢格栅 ，并挂网喷射混凝土找平。 第二次支护 (结构层 )采用现浇钢筋混凝土。 支护层 联络 通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻结壁上，使冻结壁墙产生变形。 为控制这种变形，冻土开挖后就要及时对 冻结壁进行支护。 所以 联络通道 的支护层既作维护地层稳定、确保施工安全的一项重要技术措施，又作为结构层的一部分，是支护工艺最为关键的一步。 联络通道 临时钢支撑结构见图 42。 通道支撑为直腿圆拱封闭框架， 格栅钢架加工后应放在水泥地面上试拼装，组装后应在同一平面内。 钢格栅 的间排距与通道的开挖步距相对应为 , 相邻 格栅 间加设纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。 集水井支护用矩形钢 格栅 ，间距为 ，可根据现场情况适当调整，调整后的最大间距不大于，上下两排支架间由 8 根拉杆相互连接。 必要时，在支撑 框架内可增加横向支撑或支柱加强，以增加支架的整体稳定性及抗变形能力。 钢 格栅 之间喷射 C20 的混凝土，厚度应包住钢筋。 北京地铁 17号线 望京西站 ~太阳宫站区间 通道方案 12 （ a）通道 （ b）集水井 图 42 支护层结构示意图 结构层 结构层为钢筋混凝土结构。 结构层厚度按图纸要求施工，先施工通道和喇叭口底板，再施工其侧墙，然后施工拱顶。 上部结构全部施工完成后，开挖集水井，最后施工集水井结构层。 混凝土等级为 C40，抗渗等级为 P10。 5 开挖与构筑施工 施工准备 水、电 和场地 供水：采用冻结孔施工时的供水系统（用于喷射混凝土施工），水量 5m3/h； 供电： 每个联络通道 用电量约 74kw； 道路：允许 5～ 10t 卡车进出施工场地，市内运输必要时办理通行证； 在端头井附近提供 200m2左右场地，用于施工材料和渣土存放。 提升运输 端头井提升采用汽吊、 龙门吊 或提升架 等。 隧道内运输采用电瓶车或小型翻斗车。 隧道内工作平台搭设 按 联络 通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一个斜坡道构成。 在 联络通道 开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间 工作平台，主要作为通道材料运输手推车换向之用，面积约为 2m=7m。 在 联络通道 运输侧，搭设斜坡道与中间平台相连接，斜坡道高端宽约 3m，坡长约 18m，坡度以方便手推车运输为原则可以适当调整。 在中间平台的另一侧搭设材料设备平台，平台面可低于中间平台 ，面积为 8 =36m2。 平台梁用长 ,间距为 2m的 20工字钢 ,直接搭在混凝土管片上，台面用 50mm厚木板铺盖。 隧道预应力支撑安装 北京地铁 17号线 望京西站 ~太阳宫站区间 通道方案 13 开挖之前，需在通道开口处隧道中设置预应力隧道支架，以减轻 联络通道 开挖构筑施工对隧 道产生不利的影响。 在上下行线隧道 联络通道 口两侧各架两榀，在 联络通道 两侧沿隧道方向对称布置。 架设时要有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧，每榀支架有 8 个支点，由千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。 高处千斤顶应系在主架上，防止脱落。 要定期检查千斤顶压力情况，发现卸压或漏油等情况要及时处理。 通风排水系统 利用冻结通风与排水系统。 开管片 加固土体强度达到设计要求 并现场准备工作就绪（开挖机械材料及人员、应急材料就位，隧道临时支撑支设完成、安全技 术交底完成等），经评审达到开挖条件后， 即可 切割混凝土管片。 联络通道处的盾构隧道衬砌采用特殊环混凝土管片，在设计联络通道处相邻 2 环管片采用通缝拼装，该 2 环管片混凝土上均作了宽为 600mm，长为 2150mm 的矩形切口标志（见左下图）。 考虑洞口圈梁厚度，开口轮廓上边比设计大 650mm，左右两边大 150mm，下边大 500mm。 沿管片上用墨线或油漆重新进行标识，切割时沿标识线，沿管片直径方向进行切割（见右下图）。 图 51 特殊环管片切割示意图 北京地铁 17号线 望京西站 ~太阳宫站区间 通道方案 14 土方开挖 土方开挖是按照前面提到的施工工序进行。 由于土 体采取冻结法加固，冻土强度较高（ 4～ 6Mpa），冻结壁承载能力大，因而开挖时（除喇叭口侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖，开挖步距视土体加固情况，一般控制在。 喇叭口处由于冻结管布置需占用结构层空间，直接开挖会暴露冻结管，影响顶部冻结效果，因此宜现小断面开挖，通道挖通后再刷大。 每施工 2m 左右及时喷浆封闭冻结壁， 人工开挖的工具根据土体强度，可用风镐或手镐。 由于通道中冻土温度较低，风镐中空气中的水凝结成冰屑经常积集在管子的接头或进风口处，堵塞管路。 这就要采取措施， 例如 可采用 G11 不结冰风镐 、 在风管低处增 设集水装置及时释放管内凝结水。 开挖断面严格按照施工图进行，尽量避免超挖。 临时支护 土方开挖过程中 ,要对暴露段的土体及时施加 支护层 , 它一方面对冻结壁起到保温和隔热的作用 , 另一方面能承受冻土压力和控制冻结壁的位移。 支护层采用 钢格栅 ，外侧挂 钢筋 网，钢丝网搭接不小于 15cm，并用 16＃铁丝扎紧。 钢格栅在加工场预制，分片安装。 格栅钢架分片之间用角钢打眼螺栓连接， 为增加支架的稳定性，相临两排支架间必须用支撑杆相互连接。 施工时控制好钢格栅架立中心与垂直度。 钢格栅的。