地鐵工程聯(lián)絡(luò)通道施工方案

1、地鐵工程聯(lián)絡(luò)通道施工方案1聯(lián)絡(luò)通道情況介紹本項(xiàng)目共有2個(gè)聯(lián)絡(luò)通道，區(qū)間各設(shè)置1個(gè)聯(lián)絡(luò)通道。根據(jù)天津地鐵聯(lián)絡(luò)通道修建成功經(jīng)驗(yàn)和本聯(lián)絡(luò)通道所處工程地質(zhì)條件、周邊環(huán)境，采用凍結(jié)法施工聯(lián)絡(luò)通道。為保證聯(lián)絡(luò)通道在無水條件下安全施工，減小聯(lián)絡(luò)通道施工對已建區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響，聯(lián)絡(luò)通道及周邊一定范圍內(nèi)地層需采取加固措施。加固方法選用冷凍法，要求經(jīng)加固后的土體有良好的自立性、均勻性、密封性及足夠的強(qiáng)度。加固范圍：平面上沿隧道主線線路方向?yàn)槁?lián)絡(luò)通道軸線兩側(cè)各6m,沿垂直隧道主線線路方向?yàn)閰^(qū)間隧道左右線線路中心線之間；立面上頂部為區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)頂以上4m,聯(lián)絡(luò)通道底以下3m。加固強(qiáng)度見聯(lián)絡(luò)通道專設(shè)計(jì)。聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)范

2、圍示意圖2工藝流程聯(lián)絡(luò)通道采用凍結(jié)法施工聯(lián)絡(luò)通道。為保證聯(lián)絡(luò)通道在無水條件下安全施工,減小聯(lián)絡(luò)通道施工對已建區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)的影響，聯(lián)絡(luò)通道及周邊一定范圍內(nèi)地層需采取冷凍加固措施。聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工工藝流程圖加固方法選用冷凍法，要求經(jīng)加固后的土體有良好的自立性、均勻性、密封性及足夠的強(qiáng)度。加固范圍單軸抗壓不小于3.6MPa,彎折抗拉不小于2.0MPa,抗剪不小于1.5MPa(-100。3凍結(jié)孔打設(shè)(1)凍結(jié)孔布置加固通道周圍土層的凍結(jié)孔在中部沿通道四周基本呈水平布置；頂部凍結(jié)孔按上仰布置；加固集水井土層的凍結(jié)孔，呈向下傾斜密集布置。聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)管選用低碳鋼無縫鋼管，采用絲扣連接，后用手工電焊進(jìn)行補(bǔ)

3、焊。凍結(jié)孔布置斷面示意圖凍結(jié)孔布置與凍土帷幕斷面(2)測溫孔：隧道每段面設(shè)長測溫孔2個(gè)；短測溫孔2個(gè)。分別布置在隧道凍結(jié)壁內(nèi)外側(cè)。測溫孔布置位置視最終打鉆偏斜情況和現(xiàn)場打鉆施工條件確定。(3)水文孔、卸壓孔：水文孔主要報(bào)導(dǎo)凍結(jié)帷幕是否交圈。卸壓孔用于消除凍結(jié)過程中的凍脹水壓力。每個(gè)聯(lián)絡(luò)通道各設(shè)水文孔、卸壓孔2個(gè)?？卓诎惭b泄壓閥和壓力表。(4)鉆孔設(shè)備在水平凍結(jié)法施工的鉆孔施工中，一般選擇水平鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，在聯(lián)絡(luò)通道及泵站工程中，除對穿孔外，其它凍結(jié)孔均采用了夯管錘進(jìn)行凍結(jié)孔施工。針對凍結(jié)孔的施工特點(diǎn)以及施工場地的限制，采用了煤炭科學(xué)研究總院自行研制的MK-5s型水平孔鉆機(jī)及H190型夯管錘。設(shè)

4、備體積要小，搬運(yùn)靈活。鉆桿采用無縫鋼管，鉆頭系自行研制的高精度機(jī)械式組合鉆頭，鉆桿即凍結(jié)管，實(shí)施跟管鉆進(jìn)。夯管法工藝簡單、無需后背力；施工方法安全，無需排土，地層泥土不流失、地表沉降容易控制；遇到特殊的土質(zhì)，如鵝卵石、流沙、地下水等，對夯管施工基本沒有影響等優(yōu)點(diǎn)。(5)鉆孔控制1)采用煤礦強(qiáng)力水平錨桿鉆機(jī)，加大鉆進(jìn)扭力和頂力，嚴(yán)格控制地層出砂量，鉆進(jìn)后及時(shí)補(bǔ)壓單液水泥漿，保證地層的壓縮性、密實(shí)性，為后期因打鉆破壞地層，融沉后地層松軟造成地面沉降作好補(bǔ)救措施。2)嚴(yán)格控制凍結(jié)孔開孔孔位，不得任意移孔，如移孔位應(yīng)重新定孔的方位角和仰俯角；凍結(jié)孔終孔偏寫斜率不宜大于1%。3)保證鉆孔的深度大于設(shè)計(jì)值

5、0.30.5m,碰到管片的除外。4)凍結(jié)孔安裝完成后，進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)，壓力0.8MPa,30min降壓00.05MPa再延長15min壓力不降為合格；發(fā)生凍結(jié)孔打壓保壓不合格的凍結(jié)孔，要采用在泄露孔凍結(jié)管內(nèi)下入小一級凍結(jié)管(套管)的方法處理此類事故。5)凍結(jié)管內(nèi)供液管的下入深度要進(jìn)行復(fù)測，供液管的連接質(zhì)量要保證合格，確保凍結(jié)的全斷面正常工作。6)在進(jìn)行鉆孔施工中，當(dāng)鉆機(jī)鉆透隧道管片時(shí)和夯管錘夯管時(shí)，孔口很可能出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象，若出現(xiàn)嚴(yán)重的涌水涌砂現(xiàn)象，將引起嚴(yán)重的地層沉降，影響到地面建筑的安全。為此，在施工中研究開發(fā)并采用二次開孔方法開孔并安裝孔口密封裝置，以防止鉆透隧道管片和夯管時(shí)孔口涌水涌砂

6、。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)孔開通后，沒有涌水涌砂，但以后鉆孔仍要裝孔口裝置，已防止突發(fā)涌水涌砂現(xiàn)象出現(xiàn)；若涌水涌砂較厲害，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行注水泥漿(或雙液漿)止水。7)在鋼管片開孔處，預(yù)先安裝應(yīng)急防護(hù)門，遇有突發(fā)事故難以控制，可快速關(guān)閉防護(hù)門，從防護(hù)門預(yù)留孔內(nèi)注漿填充和封閉。4凍結(jié)施工(1)凍結(jié)站布置位置：聯(lián)絡(luò)通道距盾構(gòu)井距離較長，如果凍結(jié)站布置在盾構(gòu)井內(nèi)，冷量損失很大，將大大增加了制冷成本。因此確定凍結(jié)站布置在先期完工的左線區(qū)間隧道內(nèi)。(2)凍結(jié)站布置數(shù)量：聯(lián)絡(luò)通道距離短，只在一側(cè)隧道內(nèi)布置一個(gè)凍結(jié)站，凍結(jié)站內(nèi)的低溫鹽水通過供液管輸送到凍結(jié)孔中，回水通過透孔的環(huán)形空間流回到凍結(jié)站重新降溫。(3)制冷設(shè)備選型：選用

7、300型螺桿機(jī)組，制冷工質(zhì)為氟利昂。帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿機(jī)組，在-35C/+32c的工況條件下，其制冷能力可達(dá)19X10kca/ho(4)凍結(jié)制冷溫度參數(shù)凍結(jié)鹽水溫度：積極期：-25-28C；維護(hù)期：-22-25C；開機(jī)凍結(jié)要求7d內(nèi)鹽水溫度下降到-20C；凍結(jié)壁平均溫度：-10C；凍結(jié)孔單孔鹽水流量：6m3/h(5)凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝凍結(jié)站設(shè)置在隧道內(nèi)，設(shè)備安裝按設(shè)備使用說明書的要求進(jìn)行，考慮冷凍機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)性，不能停機(jī)檢修，在運(yùn)轉(zhuǎn)前聯(lián)系廠家來人檢修冷凍機(jī)，并將備用冷凍機(jī)的管路連接完成，以保證凍結(jié)機(jī)可靠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。(6)管路連接、保溫與測試儀表管路用法蘭連接，在鹽水管路和冷卻水循環(huán)管路上要設(shè)置伸縮

8、接頭、閥門和測溫儀、壓力表、流量計(jì)等測試元件。鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保溫，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，每根凍結(jié)管的進(jìn)出口各裝閥門一個(gè)，以便控制流量。聯(lián)絡(luò)通道四周主凍結(jié)孔每兩個(gè)一串聯(lián)，其它凍結(jié)孔每三個(gè)一串聯(lián)。冷凍機(jī)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厚的聚苯乙烯泡沫塑料板保溫。考慮兩側(cè)喇叭口凍結(jié)的效果以及管片的散熱，對上下行線隧道管片內(nèi)側(cè)安裝冷凍板加強(qiáng)凍結(jié)。(7)溶解氯化鈣和機(jī)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

9、時(shí)要除去雜質(zhì)。機(jī)組充氟和冷凍機(jī)加油按照設(shè)備使用說明書的要求進(jìn)行。首先進(jìn)行制冷系統(tǒng)的檢漏和氮?dú)鉀_洗，在確保系統(tǒng)無滲漏后，再充氟加油。(8)凍結(jié)系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)與積極凍結(jié)設(shè)備安裝完畢后進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數(shù)，使機(jī)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(yùn)行。在凍結(jié)過程中，定時(shí)檢測鹽水溫度、鹽水流量和凍土帷幕擴(kuò)展情況，必要時(shí)調(diào)整凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。(9)隧道預(yù)應(yīng)力支架安裝凍結(jié)過程中隧道受凍土力的作用，會(huì)發(fā)生隧道橫向斷面變形，從而影響隧道的橢圓度。為了減少這一變形，在凍結(jié)前隧道內(nèi)安裝預(yù)應(yīng)力隧道支架，即在左、右線隧道的聯(lián)絡(luò)通道洞口兩側(cè)安裝兩極預(yù)應(yīng)力鋼支架，每桶支有8個(gè)支

10、點(diǎn)，均勻地支撐在隧道管片上，施工中可根據(jù)觀測到的隧道變形情況，調(diào)整各個(gè)支點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力大小，控制隧道變形。隧道預(yù)應(yīng)力鋼支架示意圖5開挖前準(zhǔn)備(1)水、電和場地供水：采用凍結(jié)孔施工時(shí)的供水系統(tǒng)(用于噴射混凝土施工)，水量5m3/h;供電：用電量約74kw;(2)提升運(yùn)輸端頭井提升采用汽吊或小型電動(dòng)桁車。隧道內(nèi)運(yùn)輸采用小型翻斗車。(3)隧道內(nèi)工作平臺(tái)搭設(shè)按聯(lián)絡(luò)通道出口尺寸及施工需要，工作平臺(tái)由上下兩層平臺(tái)和一個(gè)斜坡道構(gòu)成。(4)金屬管片接縫焊接在開挖前必須將聯(lián)絡(luò)通道口部的金屬管片之間(欲拉開的管片除外)接縫采用滿焊的方式將每條拼裝縫一一焊接好,以提高其整體性。焊接前應(yīng)首先對拼裝縫進(jìn)行除銹除垢處理，避免

11、虛焊。(5)隧道預(yù)應(yīng)力支撐安裝開挖之前，需在通道開口處隧道中設(shè)置簡易預(yù)應(yīng)力隧道支架，以減輕聯(lián)絡(luò)通道開挖構(gòu)筑施工對隧道產(chǎn)生不利的影響。在上下行線隧道聯(lián)絡(luò)通道口兩側(cè)各架兩根，在聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)沿隧道方向?qū)ΨQ布置。架設(shè)時(shí)要有專人負(fù)責(zé)指揮，拼裝時(shí)螺栓必須擰緊，每桶支架有7個(gè)支點(diǎn)，由千斤頂提供預(yù)應(yīng)力，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)每個(gè)千斤頂要同時(shí)慢慢平穩(wěn)加壓，每個(gè)千斤頂以壓實(shí)支撐點(diǎn)為宜。高處千斤頂應(yīng)系在主架上，防止脫落。要定期檢查千斤頂壓力情況，發(fā)現(xiàn)卸壓或漏油等情況要及時(shí)處理。(6)通風(fēng)排水系統(tǒng)利用凍結(jié)通風(fēng)與排水系統(tǒng)。(7)開管片加固土體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求及其他準(zhǔn)備工作就緒后即可打開鋼管片。鋼管片可以用千斤頂及手拉的產(chǎn)拉開。開

12、管片時(shí)，準(zhǔn)備2臺(tái)32t千斤頂、5t和2t手拉的產(chǎn)各一個(gè)。兩臺(tái)千斤頂架在被開管片兩側(cè)，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的產(chǎn)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(nèi))拉拔管片。2t的產(chǎn)懸吊在欲拆管片上方管片上，一端鉤住欲拆管片，以防管片拉出時(shí)突然砸落在工作平臺(tái)上。在用千斤頂及5t的產(chǎn)拉拔期間要注意觀察管片外移情況，并隨時(shí)注意調(diào)整2t的產(chǎn)拉緊程度和方向。因管片銹蝕拉出困難時(shí)，應(yīng)用大錘錘振管片，減小拔出拉力。6開挖及襯砌施工(1)工藝流程（2）開挖條件判斷聯(lián)絡(luò)通道是否具備開挖條件，應(yīng)依據(jù)凍土交圈的規(guī)律和特性實(shí)施分析、計(jì)算和觀

13、察進(jìn)行判斷。根據(jù)測溫孔實(shí)測數(shù)據(jù)，推算凍土發(fā)展速度，并計(jì)算交圈時(shí)間和凍結(jié)帷幕厚度；利用卸壓孔所顯示的壓力數(shù)值，根據(jù)相近土質(zhì)的凍結(jié)經(jīng)驗(yàn)，判斷凍結(jié)帷幕交圈情況。一般說來，卸壓孔的數(shù)值交圈前后打開卸壓閥卸壓再關(guān)閉后差別為0.10.2MPa；開挖前進(jìn)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（該處會(huì)有稀泥因凍脹壓力的作用而緩慢流出，流量穩(wěn)定，此為釋放壓力屬正?，F(xiàn)象）；根據(jù)鹽水去、回路溫差進(jìn)行判定，倘若某一時(shí)期鹽水去、回路溫差（其它凍結(jié)參數(shù)不變）突然變小或鹽水溫度在某一階段徘徊數(shù)天后突然下降，則可初步判定已經(jīng)交圈，此現(xiàn)象可作判斷交圈的參考。（3）開挖方式根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，聯(lián)絡(luò)通道開挖，采取

14、分區(qū)方式進(jìn)行施工，施工順序如下圖所示。由于土體采取凍結(jié)法加固，凍土強(qiáng)度較高，凍結(jié)壁承載能力大，因而開挖時(shí)（除喇叭口側(cè)墻和拱頂外）可以采用全斷面一次開挖，開挖步距視土體加固情況，一般控制在0.5m。人工開挖的工具根據(jù)土體強(qiáng)度，可用風(fēng)鎬或手鎬。由于通道中凍土溫度較低，風(fēng)鎬中空氣中的水凝結(jié)成冰屑經(jīng)常積集在管子的接頭或進(jìn)風(fēng)口處，堵塞管路。這就要采取措施，一方面把風(fēng)管懸吊起來，另外每隔12小時(shí)向風(fēng)管內(nèi)注入酒精，防止冰屑的出現(xiàn)，保證施工的順利進(jìn)行。開挖斷面嚴(yán)格按照施工圖進(jìn)行，盡量避免超挖。聯(lián)絡(luò)通道開挖順序圖（4）臨時(shí)支護(hù)采用兩次支護(hù)方式。第一次支護(hù)（支護(hù)層）采用預(yù)應(yīng)力鋼支架加木背板，并掛網(wǎng)噴射混凝土找平。

15、第二次支護(hù)（結(jié)構(gòu)層）采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。通道的支護(hù)層既作維護(hù)地層穩(wěn)定、確保施工安全的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，又作為結(jié)構(gòu)層的一部分，是支護(hù)工藝最為關(guān)鍵的一步。在鋪設(shè)防水層前，按設(shè)計(jì)尺寸層找平支護(hù)層。在開挖和支護(hù)層過程中，根據(jù)凍結(jié)壁位移監(jiān)測情況，調(diào)整開挖步距和支護(hù)強(qiáng)度，以確保施工安全。（5）止水帶施工喇叭口部位全部刷擴(kuò)至設(shè)計(jì)尺寸，支護(hù)層完成后，即可進(jìn)行止水帶施工。止水帶是用粘接劑沿著支護(hù)層斷面內(nèi)側(cè)直接粘到隧道管片上，粘接前必須對管片采用特殊溶劑進(jìn)行清洗，止水帶一定要粘牢，不能留有空隙。（6）防水層施工按設(shè)計(jì)要求選擇防水材料和鋪設(shè)工藝。防水板材敷設(shè)基面需抹灰平整，并在防水板材內(nèi)外側(cè)均鋪設(shè)土工布，以保護(hù)防水

16、層不受損壞。防水層與管片之間用專用膠粘接。（7）結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)總的施工順序?yàn)椋和ǖ溃ê瓤冢┘êw板）。通道混凝土澆筑順序?yàn)椋旱装?側(cè)墻-拱頂。由于拱頂結(jié)構(gòu)的特殊性，通道頂板內(nèi)的混凝土澆筑較為困難，用人工和氣泵共同澆筑混凝土。集水井混凝土澆筑順序?yàn)椋旱装逡粋?cè)墻。1）鋼筋綁扎鋼筋間距應(yīng)嚴(yán)格按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行綁扎，鋼筋搭接部分應(yīng)調(diào)直理順，綁扎牢固，搭接部分長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，在結(jié)構(gòu)混凝土與鋼管片接觸部位應(yīng)按規(guī)定焊接錨筋，且縱筋與鋼管片搭接處采用T形焊接。2）立模板模板選用鋼模，模板就位前，應(yīng)在模板上均勻涂刷脫模劑，按結(jié)構(gòu)特征順序安裝模板，并檢查模板的垂直度、水平度、標(biāo)高、鋼筋保護(hù)層的厚度以及結(jié)

17、構(gòu)層尺寸。校正合格后，將模板固定。3）澆筑混凝土結(jié)構(gòu)層采用商品混凝土?；炷劣闪锘夜茌斎攵祟^井下手推車或直接裝手推車提放井下，推至工作面用人工法將混凝土送入支好的模板內(nèi)并用插入式振搗棒反復(fù)均勻振搗。每次澆筑混凝土?xí)r在現(xiàn)場用試模制成標(biāo)準(zhǔn)試塊，用于檢測混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B性。澆灌混凝土之前埋設(shè)注漿管。7事故的預(yù)防及處理（1）涌砂、涌水首先開孔時(shí)不能一次打穿碎壁，應(yīng)預(yù)留810cm厚一層作為安全層，待安裝孔口裝置后，再換用108mm鉆頭打穿，及時(shí)關(guān)閉孔口閥門，通過孔口管側(cè)面的卸壓閥觀察孔口處地層壓力的具體情況，判斷涌沙、涌泥的可能性。決定是否進(jìn)行孔口加固注漿，注漿時(shí)用泥漿泵給地層中注入水泥漿或化學(xué)漿液，待

18、地層凝固后二次重新開孔、下管。開孔時(shí)如發(fā)生地下水或地層泥砂大量涌出時(shí)的處理措施：1）立即停止開孔，迅速拔出開孔鉆具；2）將孔口管立即打入孔內(nèi)，當(dāng)?shù)叵滤?、砂壓力較大時(shí)，可將回水閥打開卸壓，然后快速將孔口管打設(shè)到位，將孔口管與碎壁相連接，并按好閘閥，然后關(guān)閉閘閥。3）鉆進(jìn)中，發(fā)生地下水和地層泥沙大量涌出時(shí)的處理措施： 在鉆頭處安裝逆止閥，其可以正向從鉆桿內(nèi)通入泥漿進(jìn)行，在不供泥漿時(shí)，逆止閥自動(dòng)關(guān)閉，避免地層中的水土逆向涌出，從而防止正常鉆進(jìn)涌水、涌泥。 根據(jù)地層穩(wěn)定情況，在孔口管和密封裝置之間安裝6分閘閥，必要時(shí)關(guān)閉。 在軟土層中可實(shí)現(xiàn)不循環(huán)鉆進(jìn)，控制水土流失。在鉆管埋設(shè)后，及時(shí)利用孔口管上的旁通閥注漿，漿液選用單液水泥漿或水泥一水玻璃漿液。其作用可固定凍結(jié)管，堵住孔口的涌泥通道；注漿漿液注入鉆孔環(huán)狀斷面內(nèi)，補(bǔ)充流失的水土，并對地層有壓密作用，起到壓密注漿的作用，減少地面沉降。(2)凍脹防治土層凍脹主要是土層中水結(jié)冰膨脹引起，影響凍脹的因素除含水量的多少外，還與凍土壓力大小、凍結(jié)速度快慢、凍結(jié)溫度高低、凍土中水量補(bǔ)給狀況等因素有關(guān)。加強(qiáng)凍結(jié)壁溫度、厚度監(jiān)測，及時(shí)調(diào)節(jié)凍結(jié)鹽水溫度和凍結(jié)時(shí)間，并盡可能采用間隔制冷凍結(jié)措施。在開挖斷面內(nèi)外，視地層情況施工泄壓孔(槽)，減少凍脹壓力。控制凍脹影響范圍和方向。 加快冷凍降溫速度，