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南京宁和城际轨道交通一期工程华新路站~油坊桥站~中和街站区间联络通道工程

南京宁和城际轨道交通一期工程华新路站~油坊桥站~中和街站区间

联络通道工程

施工方案

中煤隧道工程有限公司

二○一五年十月

目录

1 编制依据 (1)

2 工程概况 (1)

2.1周边环境和平面布置 (1)

2.2水文地质情况 (2)

3 施工方案 (2)

3.1 施工方案的选择 (2)

3.2 冻结壁设计 (2)

3.3 冻结孔及冷冻排管布置 (3)

3.4 测温孔、泄压孔布置 (3)

3.5 冻结制冷系统设计 (3)

3.6 冻结加固施工技术要求 (5)

3.7 开挖构筑施工技术要求 (6)

3.8 施工难点及控制原则 (7)

4 冻结加固施工 (8)

4.1 施工准备 (9)

4.2 冻结钻孔施工 (9)

4.3 冻结制冷系统安装 (11)

4.4 溶解氯化钙和机组充氟、加油 (12)

4.5 积极冻结 (12)

5 注浆加固施工 (13)

5.1 施工工艺流程 (13)

5.2 注浆加固措施 (14)

5.3 锚杆支护 (17)

6 开挖构筑施工 (17)

6.1 施工准备 (18)

6.2 拉钢管片 (19)

6.3 土方开挖 (20)

6.4 初期支护 (20)

6.5 防水层施工 (22)

6.6 结构层施工 (22)

6.7 排水管、预埋件、预留洞施工 (23)

7 充填注浆与融沉注浆 (23)

7.1 衬砌后充填注浆 (23)

7.2 融沉补偿注浆 (24)

8 冻结孔封孔 (24)

9 施工监测 (25)

9.1 冻结孔监测 (25)

9.2 冻结系统监测 (25)

9.3 施工不良影响监测 (26)

10 施工组织与配套计划 (26)

10.1 项目法施工 (26)

10.2 施工进度计划 (28)

10.3 劳动力配备计划 (30)

10.4 水、电供应计划 (30)

10.5 设备与材料供应计划 (31)

10.6 施工平面布置 (34)

11 施工质量安全保证措施 (35)

11.1 施工质量安全保证体系 (35)

11.2 冻结钻孔施工质量安全技术措施 (37)

11.3 冻结制冷施工质量安全技术措施 (39)

11.4 开挖构筑施工质量安全技术措施 (39)

12 文明施工保证措施 (41)

13 施工工期保证措施 (42)

14 环境设施保护措施 (42)

15 安全用电措施 (43)

16 防火安全措施 (44)

17 施工应急预案 (45)

17.1 应急组织机构 (45)

17.2 应急物资准备 (45)

17.3 发生险情的组织和汇报程序 (46)

17.4 工程风险源及应急处理方案 (46)

1 编制依据

1)《地铁设计规范》(GB50157-2003)

2)《地下铁道工程施工及验收规范》(2003年版)(GB50299-1999)

3)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012) 4)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)

5)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) 6)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)7)《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476-2008) 8)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

9)《铁路工程抗震设计规范》(GB50011-2010)

10)《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)11)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008) 12)《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012)13)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)

14)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)15)《煤矿井巷工程质量验收规范》 (GB50213-2010);

16) 《煤矿井巷工程施工规范》 (GB50511-2010);

17) 《旁通道冻结法技术规程》 (DG/TJ08-902-2006)

18)《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2013)

19)国家规定的强制性标准

20) 《南京宁和城际轨道交通一期工程华新路站~油坊桥站~中和街站区间联络通道及泵站加固设计图》中铁隧道勘测设计院有限公司。

2 工程概况

2.1周边环境和平面布置

南京宁和城际轨道交通一期工程华新路站~油坊桥站~中和街站区间联络通道共包括3个联络通道,其中华新路站~油坊桥站设2个联络通道,1号联络通道无泵房,2号联络通道设泵房,油坊桥站~中和街站区间设1个联络通道兼泵房(3号联络通道)。

1号联络通道位于DK7+420.000处,通道顶部埋深约12.52m,联络通道所处区间

左、右线线间距12.04m。

2号联络通道位于DK7+939.672处,通道顶部埋深约16.504m,联络通道所处区间左、右线线间距14.52m。

3号联络通道顶部埋深约17.562m,联络通道所处区间左、右线线间距13m。

联络通道初期支护为300mm厚C25网喷射早强混凝土,二次衬砌结构为400mm 厚C35P10模筑商砼。

2.2水文地质情况

根据地勘报告,1号联络通道所处地层主要为④-1b1+2 粉质黏土、黏土(可塑~硬塑)、④-4e1+2卵、砾石夹粉质黏土(中密~密实)、J3l-1 全风化凝灰岩。其中④-4e1+2卵、砾石夹粉质黏土富水性较好、渗透性较好,地下水以承压水和基岩裂隙水为主。

2号联络通道兼排水泵房所处地层主要为④-4e1+2卵、砾石夹粉质黏土(中密~密实)、K2p-1全风化砂岩、泥质砂岩、K2p-2全风化砂岩、泥质砂岩。其中④-4e1+2卵、砾石夹粉质黏土富水性较好、渗透性较好,地下水以承压水和基岩裂隙水为主。

3号联络通道兼排水泵站位于②-2b4淤泥质粉质黏土(流塑)、②-4d2 粉砂、细砂(中密,局部稍密)软土地层中,②-2b4地层为高压缩性、高灵敏度软土地层,②-4d2地层透水性强,含水丰富,两种地层地质条件较差。

3 施工方案

3.1 施工方案的选择

根据工程地质条件及设计要求,并依据同类工程施工经验:

1号2号联络通道采用?60中管棚超前支护,同时在对面采用一排小导管搭接,然后矿山法施工方案。

3号联络通道(含泵房)采用“隧道内钻孔,冻结临时加固土体,矿山法暗挖构筑”的施工方案,即:在隧道内利用水平孔和倾斜孔+冷冻排管冻结加固地层,使联络通道及泵站外围土体冻结,形成强度高、封闭性好的冻土帷幕,在冻土中采用矿山法进行开挖构筑施工,地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。选用冻结法加固土体具有冻结壁均匀性好,与隧道管片结合严密,强度高,封水性好,安全可靠的优点,极适于本工程的土体加固。

3.2 冻结壁设计

(1) 冻土强度的指标取:单轴抗压不小于3.6Mpa,弯折抗拉不小于1.8Mpa,抗剪

不小于1.6Mpa(-10℃);

(2) 根据地质资料和联络通道所在位置隧道中心埋深,可计算得到联络通道垂直土压力和侧向上、下荷载,根据结构设计及结构力学计算、同类工程施工经验,3号联络通道(含泵房)冻结壁的有效厚度取2m。

3.3 冻结孔及冷冻排管布置

(1) 根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置在联络通道和泵站的四周。

(2) 为了保证联络通道及泵站开挖时的安全,采用在两条隧道分别钻孔的方案,即在另一条隧道底部打两排孔插花布置,将联络通道和泵站封闭,这样泵站里面没有冻结管,挖泵站时,就挖不到冻结管,确保了冻土的强度及安全,减少了冻土的挖掘量。

(3) 冻结孔布置:

联络通道冻结孔数设计64个(右线隧道51个包括4个对穿孔、左线对侧隧道13个)。

根据管片配筋情况,在避开管片缝、主筋的前提下可适当调整。为考虑在施工下部泵站冻结孔时两侧隧道打到中间交接时相互碰上,在钻进时调整后施工的对侧隧道冻结孔的方位角0.1~0.2°来避开对侧冻结孔。并根据管片配筋情况,在避开主筋的前提下可适当调整,冻结孔的布置详见(附联络通道冻结孔布置平面图及冻结孔布置剖面图)。

(4) 冻结站对侧隧道沿通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管,排管间距为500mm。3.4 测温孔、泄压孔布置

为了准确掌握冻结温度场变化情况,设置8个测温孔以监测冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结壁与隧道管片界面温度和开挖区附近地层冻结情况。可根据现场情况调整测温孔数量、位置和角度。

为准确判断冻结壁是否交圈,并释放减少土层水土冻胀压力,在与联络通道相接的隧道内两侧非冻结处,各布置2个泄压孔,共计4个。

3.5 冻结制冷系统设计

(1) 冻结需冷量

冻结管的散热系数取250kcal/m2?h,冷量损失系数取1.3,采用Q=πdH Km c,得冻结需冷量,如下表3-1所示。

表3-1联络通道需冷量表

名称冻结总长度m

冻结需冷量

万Kcal/h 单台冷冻机制

冷量Kcal/h

需冷冻机台数

联络通道及泵站550+120 6.085 85000 1

(2) 冻结制冷设备选型

①联络通道冷冻机组选用YSLGF300Ⅱ型2台,其中备用一台,备用机组完成管路连接并调试,确保备用冷冻机随时能开机运转。

②盐水循环泵选用IS150-125-400型2台,其中备用1台,单组流量200m3/h,扬程32m,电机总功率45kw。

③冷却水循环泵选用IS150-125-250型2台,其中备用1台,单组流量200m3/h,扬程20m,电机总功率25kw。

④冷却塔选用KST-80RT型2台,电机总功率6kw。

(3) 各种管路选型

①盐水干管和集配液管均选用159×5mm无缝钢管,集、配液管与羊角连接选用2″高压胶管。

②冷却水管选用127×4mm无缝钢管。

③冻结管采用20#(Q235B)钢材的Ф89×8mm的低碳无缝钢管,丝扣连接,单根长度1~2m。

④供液管或选用1.5″钢管,采用焊接方式;或选用白色塑料管,绑扎连接。

⑤冷排管及泄压管均选用Ф45×3mm无缝钢管,测温孔大于3m的选用Ф89×8mm的低碳无缝钢管,低于3m的选用Ф45×3mm的低碳无缝钢管。

(4) 其它

①盐水箱一个,容积4.5m3;冷却水池一个,容积15m3。

②冷冻机油:选用N46冷冻机油。

③制冷剂:选用R22制冷剂。

④冷媒剂:用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。盐水比重为1.26。

⑤冻结制冷施工冷却水补充量为15m3/h。

3.6 冻结加固施工技术要求

(1) 冻结孔开孔位置误差不大于100mm,应避开管片接缝、螺栓、主筋。

(2) 冻结孔最大允许偏斜150mm(冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之间的距离)。通道处冻结孔成孔控制最大允许间距为1300mm,泵房处冻结孔成孔控制最大允许间距为1400mm。

(3) 冻结孔有效深度(管片表面以下冻结管循环盐水段长度)不小于冻结孔设计深度。冻结管管头碰到冻结站对侧隧道管片的冻结孔,不能循环盐水的管头长度不得大于150mm。

(4) 冻结管用Ф89×8mm低碳钢无缝钢管。冻结管耐压不低0.8Mpa,并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。

(5) 联络通道设4个透孔用于冷冻排管及冻结站对面冻结孔供冷,排管敷设应密贴隧道管片。

(6) 施工冻结孔时的土体流失量不得大于冻结孔体积,否则应及时进行注浆控制地层沉降。

(7) 打透孔复核两隧道预留口位置。如两隧道预留口相对位置误差大于100mm,则应按保证冻结壁设计厚度的原则对冻结孔布置进行调整。

(8) 联络通道暂定设计积极冻结时间≥45天。要求冻结孔单孔流量不小于5m3/h;积极冻结7天盐水温度降至-18℃以下;冻结15天盐水温度降至-24℃以下;开挖时盐水温度降至-28℃以下,去、回路盐水温差不大于2℃。如盐水温度和盐水流量达不到设计要求,应延长积极冻结时间,保证达到设计的冻结壁厚度及温度。

(9) 积极冻结时,在冻结区附近200m区域内的透水砂层中不得采取降水措施,并且在冻结区内土层中不得有集中水流。

(10) 在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温层,敷设范围至设计冻结壁边界外2m。保温层采用阻燃的软质塑料泡沫材料,导热系数不大于0.04W/mk。保温板采用专用胶水密贴在隧道管片上不留空隙,板材之间搭接宽度不小于150mm厚度不小于40mm。

(11) 开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交界面处平均温度不高于-5℃。其它部位设计冻结壁平均温度小于等于-10℃。

冻结施工主要技术参数见表3-2。

表3-2 3号联络通道(含泵房)冻结施工主要技术参数表

序号参数名称单位数量备注

1 冻结壁设计厚度m 2

2 冻结壁平均温度℃≤-10 冻结壁与管片交界面≤-5℃

3 冻结壁交圈时间天21~25

4 最低盐水温度℃-28~-30 冻结7天达-18℃以下

5 单孔盐水流量m3/h 5~7

6 积极冻结时间天≥45

7 冻结孔个数个64

8 冻结孔开孔误差mm ≤100

9 冻结孔允许偏斜mm ≤150

10 冻结孔成孔间距控制m 1.3 泵房位置1.4m

11 冻结管总长度m 550 Ф89×8低碳无缝钢管

12 冷冻排管总长度m 120 Ф45×3低碳无缝钢管

13 测温孔个8 Ф89×8(Ф32×3)低碳无缝

钢管

14 泄压孔个 4 Ф45×3低碳无缝钢管

15 冻结总需冷量万kcal/h 6.085 工况条件

3.7 开挖构筑施工技术要求

(1) 3号联络通道(含泵房)开挖前应具备条件

①检验冻结壁厚度和平均温度均达到设计值。对发现冻结异常处应补打探孔进行测温检验。

②按设计安装好隧道支撑和防护门。

③在两隧道砼管片上冻结壁内侧设泄压孔或打探孔,泄压孔和探孔无水、泥流出或初期有少量出水并渐止。

④冻结设备运转正常并有备用。

⑤开挖、支护、结构施工所需人员、材料、设备准备就绪,相关安全技术措施及开挖报告已履行审批手续。

(2) 开挖步距与初期支护间距一致,特殊情况下最大不超过800mm。

(3) 开挖断面超挖不大于30mm;开挖中心线偏差不大于20mm。

(4) 冻结壁暴露时间不大于24小时,并要求冻结壁暴露面收敛不大于20mm。

(5) 初期支护钢支撑垂直度偏差不大于20mm,标高偏差不大于20mm,水平高差不大于20mm。

(6) 钢支撑支撑间距偏差不大于30mm,支撑间拉杆焊接牢固。初期支护轴线偏差不大于20mm。

(7) 初期支护木背板厚度误差不大于5mm,背板间隙不大于8mm,背板搭接钢支撑长度不小于35mm。

(8) 木背板后砂垫层充填密实,不留空洞。

(9) 挂网喷射混凝土强度等级为C25,厚度为300mm;喷射混凝土施工按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)要求进行。

(10) 在开挖期间不得擅自停止或减少冻结孔供冷。如确因施工需要停止个别冻结孔供冷时,应分析对冻结壁整体稳定性的影响,并制定相应技术措施,确保开挖和结构施工安全。

(11) 每天要定时监测初期支护收敛、变形和支护层后冻土温度,发现支护变形或冻土融化应分析原因,及时采取加强措施。

(12) 通道衬砌未设变形缝,施工完通道衬砌后应监测通道的不均匀沉降,发现问题及时联系设计单位,采取注浆等措施处理。

3.8 施工难点及控制原则

(1) 地层中含水,为防止钻孔时出现涌砂、用水现象,须安装防喷装置。在钻孔施工时需确保开孔后孔口管安装牢固可靠,球阀开关灵活。并在钻孔完成后及时注浆,将施工风险降至最低。

(2) 施工过程中必须严格控制钻孔、开挖及冻胀融沉对地层造成的扰动和隧道变形,加强监测,跟踪注浆,以减轻对周围地面环境及地下管线的影响。

(3) 结构施工环境差,空间小,联络通道及泵站拱顶部混凝土不易浇捣密实,要保证结构的抗渗要求。

(4) 为确保开挖的安全,采取以下措施:

①冻结区域做好保温,在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温板,敷设范围至设计冻结壁边界外2m,保温板采用专用胶水密贴在隧道管片上不留空隙,板材之间搭接宽度不小于150mm,厚度不小于40mm。

② 开挖侧前三榀支撑上部冻土采取两次开挖的方法,首次开挖预留300~500mm 冻土,待通道开挖后再反刷剩余冻土,可减少上部冻土的暴露时间,保证冻结壁的强度。

③ 开挖过程中严格控制开挖步距,一般不超过0.8m ,钢支架及时进行支撑。 ④ 开挖前严格进行开挖验收,待具备条件后方可进行开挖。 4 冻结加固施工

冻结加固施工工序为:施工准备→冻结钻孔施工→冻结制冷系统安装→溶解氯化钙和机组充氟、加油→积极冻结→维护冻结。施工工序见图4-1。

施工前的准备工作(进场、加工件组织)钻孔定位钻孔冻结管测斜冻结管打压冻结器安装

冻结系统安装

冻结系统调试积极冻结

钢管片焊接、隧道预应力支架、防护门安装

开管片试挖

通道开挖、初期支护通道防水施工通道结构层施工泵站开挖、初期支护

泵站防水施工泵站结构层施工充填融沉注浆竣工验收

工程监测

维护冻结钢管片隔舱封堵

图4-1 3#联络通道及泵站施工工艺流程图

4.1 施工准备

(1) 要求提前供电到联络通道施工场地附近,并清理隧道及施工场地,保证施工通行顺畅。

(2) 在隧道内铺设两根2″钢管或塑料管至联络通道施工工作面,用于冻结孔打钻供水、排污和冻结时的供、排水。在端头井中安装潜水泵一台,在施工工作面安装潜水泵一台,流量均大于20m3/h。

(3) 按不同位置的冻结孔钻进要求,用1.5″钢管搭建冻结孔施工脚手架,安装钻孔施工升降平台。

(4) 在联络通道施工工作面附近围砌高约0.5m的泥浆围墙,以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内施工环境整洁。

(5) 施工设备进场。由于隧道内交通不便,受施工的影响大,应合理安排施工设备运抵安装地点的时间顺序。

(6) 开工前进行加工件加工。

4.2 冻结钻孔施工

冻结钻孔施工工艺为:定位开孔及孔口管安装→孔口装置安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试漏。现具体说明如下:

4.2.1定位开孔及孔口管安装

依据施工基准点,按冻结孔施工图布置冻结孔。根据各孔孔位在砼管片上定位开孔。

首先注意砼管片内受力钢筋干涉时,调整孔位。选用J-200型金刚石钻机,配Ф133mm金刚石取芯钻头按设计角度开孔,当开到深度300mm时停止钻进(管片要留50mm以上的保护层),用钢楔楔断岩心,取出后安装孔口管。孔口管用Ф13335mm无缝钢管加工,头部加工250mm长的鱼鳞扣。孔口管的安装方法为:首先将孔口处凿平,安好四个膨胀螺丝,而后在孔口管的鱼鳞扣上缠好麻丝或棉丝等密封物,将孔口管砸进去,用膨胀螺丝上紧,上紧后,再去掉螺母,装上DN125闸阀,再将闸阀打开,用Ф110mm金刚石钻头从闸阀内开孔,一直将砼管片开穿,这时,如地层内的水砂流量大,就及时关好闸门。

4.2.2孔口装置安装

用螺丝将孔口装置装在闸阀上,注意加好密封垫片。当第一个孔开通后,没有涌水涌砂可继续钻进,但以后钻孔仍要装孔口装置,以防突发涌水涌砂现象出现;若涌

水涌砂较厉害,还应注水泥浆(或双液浆)止水。孔口管及孔口装置详见图4-2。

膨胀螺丝

示意图

小闸阀

钻杆

孔口装置

闸阀

孔口管

隧道管片

地层

图4-2 孔口管及孔口装置示意图

4.2.3钻孔与冻结器安装

(1) 使用MD-60A型钻机一台,扭矩3000N·M,推力25KN。选用BW-200/50泥浆泵一台,流量为200L/min。钻机和泥浆泵总功率为45kw。

(2) 利用冻结管作钻杆,冻结管采用丝扣连接,接缝要补焊,确保其同心度和焊接强度,冻结管达到设计深度后用丝堵密封孔底部,具体方法是利用接长杆将丝堵上到孔的底部,利用反扣在卸扣的同时,将丝堵上紧。

(3) 按冻结孔施工方位要求调整好钻机位置,并固定好,将钻头装入孔口装置内,并将盘根轻压在盘根盒内,首先采用干式钻进,当钻进费劲不进尺时,从钻机上进行注水钻进,同时打开小阀门,观察出水、出砂情况,利用阀门的开关控制出浆量,保证地面安全,不出现沉降。

(4) 为了保证钻进精度,开孔段是关键。钻进前2m时,要反复校核冻结管方向,调整钻机位置,检测偏斜无问题后方可继续钻进。

(5) 冻结管下入孔内前要先配管,保证冻结管同心度。下好冻结管后,采用经纬仪灯光测斜法检测,然后复测冻结孔深度,并进行打压试漏。冻结孔试漏压力控制在0.8~1.0MPa,稳定30分钟压力无变化或前30分钟压降<0.05MPa,后15分钟不降为试压合格。

(6) 在冻结管内下入供液管。供液管底端连接150mm长的支架,Ф8钢筋焊接。然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。

(7) 冻结管安装完毕后,用堵漏材料密封冻结管与孔口管之间的间隙,然后拆卸孔口密封装置。

(8) 测温孔、泄压孔施工方法与冻结管相同。泄压孔也可利用砼管片上的注浆孔。

4.2.4管漏处理

试压不合格的冻结管必须进行处理达到密封要求后方可使用。若钻进时无水砂涌出,管漏时可逐根提出孔内管,并用泥浆泵对逐个焊缝打压,找出泄漏焊缝及原因,及时处理,并作好记录,二次下入后仍须自检。若在实际施工中地层不允许提出冻结管,管漏时要采用在不合格冻结管内下入小一级冻结管(套管)或打补孔的方法处理此类事故。

4.3 冻结制冷系统安装

(1) 冻结站布置与设备安装

根据现场施工环境,拟将冻结站安装在区间隧道内,靠近联络通道的位置。冷冻站内设备主要包括变压器、冷冻机组、配电柜、盐水箱、盐水泵、冷却水泵、冷却塔及冷却水池等。冻结站安装包括氟系统、盐水系统及冷却水系统安装,要求根据冻结站的总体设计,按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求,将三大循环系统分别进行安装,并按《井巷工程施工及验收规范》要求试压、检查验收。设备安装按设备使用说明书的要求进行。

旁通道冷冻站 旁通道冷冻站及值班室

旁通道冷冻站综合监控 模块化冷冻机组

(2) 管路连接、保温与测试仪表安装

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。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管,冻结管每3~5个一串联,串联尽量间隔进行,应以每组冻结孔总长度相近和每路盐水循环阻力接近为宜。

在配液圈与冻结器之间安装阀门两个,以便控制冻结器盐水流量。

在冷冻机进出水管上安装温度计,在去、回路盐水管路上安装压力表、温度传感器和控制阀门。在盐水管出口安装流量计。在盐水箱安装液面传感器。

在去路盐水干管上安装单向阀。在盐水管路的高处安装放气阀。盐水和冷却水管路耐压分别为0.7MPa和0.3MPa。

在对侧隧道管片内侧冻结加固范围内敷设冷冻排管,敷设方法为用膨胀螺栓和压板直接固定在管片上。冷冻排管与穿透冻结孔之间用胶管连接。冻结加固范围内铺设40mm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板。

冷冻机组的蒸发器及低温管路、盐水箱、盐水干管表面用40mm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板保温。

温度计、压力表和流量计安装要按有关规范进行。

4.4 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,盐水箱上部要设过滤网,然后,启动泵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。

4.5 积极冻结

(1) 冻结系统试运转与积极冻结

设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时,要随时调节压力、温度等各状态参数,使机组在有关工艺规程和设计要求的技术参数条件下运行。

在冻结过程中,每天检测盐水温度、盐水流量和冻土壁扩展情况,必要时调整冻结系统运行参数。冻结系统运转正常后进入积极冻结。要求7天内盐水温度降至-18℃以下,15天内降至-24℃以下。

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,预计冻结壁达到设计厚度时间。

(2) 探孔

实测冻结壁温度和厚度达到设计值后,打开探孔确认无泥水涌出或初期有少量出水并渐止,即可试挖。

(3) 停止冻结

联络通道主体结构施工结束后方可停止冻结。

5 注浆加固施工

5.1 施工工艺流程

(1)施工工艺:根据设计及相关要求,1号2号联络通道采用?60中管棚超前支护,同时在对面采用一排小导管搭接,然后矿山法施工方案。

浅埋暗挖法施工必须坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针。

(2)施工总体筹划:

施工方案的总体流程如下:

联络通道施工流程图

5.2 注浆加固措施

(1)管棚、超前小导管注浆孔位布置

在拱部布设超前中管棚注浆支护,采用?60x5mm 无缝钢管,1号联络通道管棚环向间距0.3m 、长度7.0m ,超前小导管注浆支护采用?42x3.25mm 导管,环向间距0.3m 、长度3m ;2号联络通道管棚环向间距0.3m 、长度9.5m ,超前小导管注浆支护采用?42x3.25mm 导管,环向间距0.3m 、长度3m 。详见下图。

施工准备工作

隧道内二次注浆

管棚、超前小导管注浆

探孔

无异常情况

出现漏水等异常情况

拉钢管片,开洞

安装预应力支架

安装防护门

开挖

临时支护

超前小导管注浆

开挖完成

循环施工,直至通道挖

结构施工

图5-1 管棚及小导管布置图

(2)注浆参数

超前小导管和超前中管棚支护注浆采用水泥-水玻璃双液浆,注浆参数如下:

①水泥浆的水灰比1.5:1~1:1(重量比)、水玻璃≥45Be、水泥浆与水玻璃比值1:0.5~1:1(体积比);

②注浆压力:0.3~0.5MPa,施工时应根据现场试验情况进行适当的调整。

注浆前进行浆液配比试验,注浆过程中要根据进浆量及注浆压力的变化可适当调节浓度,确保注浆质量。注浆过程中要加强地面监测,根据监测数据调整注浆压力,加强现场观察,发现地面跑浆或明显隆起时,立即停止注浆。

注浆量:每个联络通道注浆量约为100T水泥。

注浆结束标准:单孔单次注入量及注浆压力均达到设计值时,持续10分钟注浆。(3)注浆材料及注浆顺序

A、注浆材料:注浆材料为水泥-水玻璃双液浆。

B、注浆顺序:在注浆孔开孔布置图中,各孔的注浆顺序是:先上后下、先两侧后中间、采用间隔跳孔进行压密注浆。

(4)注浆孔施工及注浆

A、注浆孔施工

○1施工准备

根据现场实际情况,水电全部接通准备完毕,确保施工安全。

○2测量放线、标定孔位

施工前测量组根据设计图纸放出联络通道中心线,现场按设计在管片上将开孔位置用红油漆标出。采用罗盘确定注浆外插角,调整开孔钻机满足设计钻孔方向要求。

○3小导管开孔:开孔钻机采用Φ55*25mm的钻头在混凝土管片开孔,钻深200mm,退出钻杆安装孔口管。

○4小导管安装孔口管及球阀

开孔完成后,在孔口上安装孔口管及球阀,孔口管采用Ф5035mm无缝钢管加工制成,尾外侧车成鱼鳞扣,安装时缠绕麻丝打入孔内,外留100~150mm长,另外加固三根膨胀螺丝。

⑤打开球阀,为了防止超前小导管在钻进过程中出现断杆现象,我们先采用Y-28型风锤按照仰角12°进行钻进,然后将超前小导管导入。

⑥钻孔过程中如果出现塌孔现象则需及时进行注浆加固,待水泥凝固后继续钻进下入小导管。

B、注浆施工

①注浆泵选用SYB50-45II液压注浆泵,该泵的最高压力、流量可以自行设定,调节方便,是压密注浆的新型注浆设备。

②选用300L的快速拌浆机,加入定量的水,然后加入速凝剂搅拌均匀后,再加入定量的水泥搅拌,均匀后过滤放入灰浆桶内。

③注浆前先用清水调试泵的压力和流量,先压5分钟清水后再进行压浆。

④注浆浓度一般是先注稀浆后注浓浆,当该孔单次注浆量达到设计值一半,注浆

压力还没有上升时,可适当的调浓度浆液,直至注入量,注浆压力均为设计值时,可持续10分钟停注浆。

⑤当注浆压力达到设计值,注入量还未达到时,可采用间歇注浆,直至注入量达到设计值范围即可。

⑥当地面隆起或地面跑浆时,立即停止注浆,后退注浆点,增加浆液浓度,降低注浆流量,降低注浆压力,可预防地面隆起和地面跑浆。

C、注浆效果检查

①利用外侧第二圈注浆孔间隔选用检查孔,但每个检查孔周围必须形成注浆围幕。

②对注浆量小压力大的注浆孔或注浆量大压力小的注浆孔,要在其附近布置检查孔。

③检查孔要求不漏泥,涌沙,检查孔出水量小于0.2L/min2m,否则应补注浆。

5.3 锚杆支护

在开挖时,为确保开挖土体稳定,使通道支护与周围土体成为一整体联合受力,在通道周边采用?25侧墙系统锚杆(边墙布设)加固土体。锚杆长L=3m,间距1.0x1.0m,锁脚锚管采用?32,t=3.25,l=2500mm,2根,俯角30°进行加固。

超前地质探孔探测:联络通道施工时,应做好超前探测工作,收集现场地层和水文地质条件,“以管棚、超前小导管注浆为主,降水为辅”,根据现场实际情况组织好施工降水措施。

为了有效控制涌水、涌砂现象发生,采取超前地质探孔探测,超前探孔采用φ3233.5mm热轧无缝钢管、L=2.5m,距离侧壁0.5米中部位置上断面2根、下断面2根,进行超前地质探测,严防涌水、涌砂现象发生。

在超前地质探测过程中,一旦发生局部涌水、涌砂现象,采取先堵砂后封水的原则,使用棉纱、木板、钢筋条先堵住涌砂,在周边打孔注浆封堵。

6 开挖构筑施工

联络通道及泵站开挖构筑施工占用一侧隧道,在联络通道开口处搭设工作平台,利用隧道作为排渣及材料运输通道。

3号联络通道(含泵房)经冻结加固分析冻结壁达到设计要求,钻设探孔确认可以进行正式开挖后,凿开钢管片,进行矿山法施工。开挖构筑施工工序为:施工准备→开挖侧开洞门→通道开挖和初期支护→喇叭口开挖(刷大)和初期支护→对面隧道侧开洞

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