凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道施工風(fēng)險及措施

編號：SM-ZD-29902凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道施工風(fēng)險及措施Throughtheprocessagreementtoachieveaunifiedactionpolicyfordifferentpeople,soastocoordinateaction,reduceblindness,andmaketheworkorderly.編制：____________________審核：____________________批準(zhǔn)：____________________本文檔下載后可任意修改FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道施工風(fēng)險及措施簡介：該方案資料適用于公司或組織通過合理化地制定計劃，達(dá)成上下級或不同的人員之間形成統(tǒng)一的行動方針，明確執(zhí)行目標(biāo)，工作內(nèi)容，執(zhí)行方式，執(zhí)行進(jìn)度，從而使整體計劃目標(biāo)統(tǒng)一，行動協(xié)調(diào)，過程有條不紊。文檔可直接下載或修改，使用時請詳細(xì)閱讀內(nèi)容。凍結(jié)鉆孔漏水噴砂1.1引起凍結(jié)鉆孔漏水噴砂的原因在地鐵聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)施工中，往往會遇到地下水壓力較大的含水砂層。在這些地層施工近水平凍結(jié)孔，發(fā)生鉆孔漏水噴砂的情況非常頻繁，嚴(yán)重時可以引起很大地層沉降，造成隧道管片和地面建筑變形損壞，甚至釀成隧道垮塌的災(zāi)難性事故。引起鉆孔漏水噴砂的原因主要有：孔口管松動或脫落、凍結(jié)管接頭斷裂、鉆頭逆止閥失效和孔口止水裝置損壞等。有時在凍結(jié)壁解凍后，由于凍結(jié)管與隧道管片之間的空隙不能及時有效的封堵，也有發(fā)生漏水噴砂的情況。根據(jù)過去經(jīng)驗，開始施工凍結(jié)孔時發(fā)生孔口管松動脫落、凍結(jié)管斷裂、鉆頭逆止閥失效和孔口止水裝置損壞等情況較少，也易處理。但在凍結(jié)孔施工后期，由于地層擾動加大，滲透性提高，很容易引起塌孔抱鉆，使得發(fā)生上述情況的可能性及處第2頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE理難度顯著增加。1.2凍結(jié)鉆孔漏水噴砂的應(yīng)急處理如因孔口管松動或脫落引起孔口管與管片之間 漏水，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，在凍結(jié)管上安裝管卡，用鉆機推進(jìn)凍結(jié)管將孔口管頂實，或者用膨脹螺栓等將孔口管固定牢固。然后用棉紗堵塞孔口管與管片之間漏水處，并通過孔口管旁通進(jìn)行壓漿堵漏。注漿材料以采用化學(xué)漿液為宜，也可用水泥一水玻璃漿液。在緊急情況下，可直接從凍結(jié)管中注入水泥一水玻璃漿液。當(dāng)漏水涌砂點在隧道底部時，如遇緊急情況，可以用堆壓法處理。采用這種方法時，先應(yīng)用棉紗等堵塞出水點控制漏水速度，并及時排水。然后，在出水點周邊壘一圈砂包，在出水口埋設(shè)導(dǎo)水管，并迅速將水泥和水玻璃撒到出水點，邊撒邊攪拌，使之快速凝固。在堆壓體中可埋一些鋼筋或型鋼，以便將其與隧道管片固定以增加堆壓體的穩(wěn)定性。當(dāng)堆壓體有一定強度和體積后，可逐漸控制導(dǎo)水管的出水量。最后，通過導(dǎo)水管或從附近隧道管片開孔注漿封堵出水點。如因凍結(jié)管接頭斷裂和鉆頭逆止閥失效引起漏水噴砂，第3頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE可直接通過凍結(jié)管注漿。在采用鉆進(jìn)法下凍結(jié)管時，可先準(zhǔn)備一個能與凍結(jié)管連接的注漿管接頭，這樣，一旦發(fā)生凍結(jié)管漏水噴砂的情況，可以迅速擰上準(zhǔn)備好的管接頭，進(jìn)行注漿。在用夯管法下凍結(jié)管時，可預(yù)備一個止?jié){塞進(jìn)行堵水和注漿。如沒有止?jié){塞，可準(zhǔn)備一個凍結(jié)管木塞和一截帶閥門的注漿管，在凍結(jié)管漏水時，可用木塞堵塞凍結(jié)管 (用夯管錘將木塞夯人凍結(jié)管 )，然后在凍結(jié)管上焊接注漿管進(jìn)行注漿處理。鉆孔堵漏時需要注意以下幾點：第一，要早發(fā)現(xiàn)，早做好應(yīng)急處理的準(zhǔn)備；第二、堵漏速度要快，要把握時機，疏堵結(jié)合；第三，要盡快進(jìn)行補償注漿控制地層沉降；第四，要加強隧道和地層沉降監(jiān)測，及時對隧道和地面危險建筑采取加固措施。對于漏水的凍結(jié)管，如下入地層深度已達(dá)到設(shè)計要求，則可以在凍結(jié)管中下人直徑較小的凍結(jié)管進(jìn)行凍結(jié)，否則，可以移位補打凍結(jié)孔。凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失2.1 引起凍結(jié)管斷裂與鹽水漏失的原因第4頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE在積極凍結(jié)和開挖期間均可能發(fā)生凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失的情況。引起凍結(jié)管斷裂或滲漏的原因主要有三種情況。一是由于凍結(jié)管螺紋連接補焊質(zhì)量或凍結(jié)管端頭絲堵安裝質(zhì)量存在缺陷，打壓試漏不夠嚴(yán)格，從而導(dǎo)致供鹽水時凍結(jié)管接頭或凍結(jié)管端頭絲堵滲漏；二是由于凍結(jié)管接頭質(zhì)量差，開凍后管材發(fā)生冷縮，引起凍結(jié)管接頭焊縫開裂滲漏；三是開挖后凍結(jié)壁變形引起凍結(jié)管彎曲、拉伸，從而造成凍結(jié)管接頭斷裂。凍結(jié)管斷裂還與打鉆和凍結(jié)時引起的地層擾動、隧道沉降等有關(guān)。凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失一方面使凍結(jié)管不能再正常工作，需要停止凍結(jié)；另一方面會融化凍結(jié)壁，或使凍土強度降低。因此，凍結(jié)管斷裂會嚴(yán)重威脅凍結(jié)施工的安全。這兩種情況在過去工程中均有發(fā)生，所幸發(fā)現(xiàn)早、處理及時或鹽水漏失在粘土層中，從而避免了更為嚴(yán)重后果的發(fā)生。在積極凍結(jié)期間發(fā)生凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失，不會立即對工程安全造成威脅。 但是，凍結(jié)管裂漏 后鹽水會滲入地層，即使地層已經(jīng)凍結(jié)也會逐步融化，使地層不能凍結(jié)或地層凍結(jié)后凍土強度明顯降低，這樣給以后聯(lián)絡(luò)通道開挖帶來了很第5頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE大的安全隱患。特別是一旦有鹽水滲入地層，凍結(jié)壁的擴展厚度和凍土強度就不能通過測溫孔測溫來檢查，給聯(lián)絡(luò)通道開挖帶來了極大的風(fēng)險。2.2 凍結(jié)管斷裂與鹽水漏失的應(yīng)急處理在積極凍結(jié)期間發(fā)現(xiàn)凍結(jié)管滲漏鹽水，可采用以下方法進(jìn)行處理。1）立即切斷凍結(jié)器鹽水供給。2）在滲漏的凍結(jié)管中下套管恢復(fù)凍結(jié)，套管與凍結(jié)管之間應(yīng)灌滿清水。對于向上傾斜的凍結(jié)管，下套管處理會在套管與凍結(jié)管之間存在空隙影響導(dǎo)熱，所以，應(yīng)改用液氮凍結(jié)。3）在緊靠漏管位置打探孔檢查漏鹽水位置和范圍。如漏水位置為透水砂層，可放水降低土層的含鹽濃度。4）取芯測定漏鹽水點附近土體的含鹽量或凍土強度。評估凍土強度降低可能凍結(jié)壁承載力和穩(wěn)定性的影響。5）必要時采用液氮凍結(jié)降低凍結(jié)壁溫度，或延長積極凍結(jié)時間和局部補孔凍結(jié)增加凍結(jié)壁厚度。在開挖期間遇到凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失的情況，應(yīng)立即第6頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE切斷鹽水供給。如果地層為含水砂層，應(yīng)立即施工初期支護封閉開挖工作面。并應(yīng)盡快關(guān)閉防護門充壓氣保持開挖區(qū)土壓平衡，然后在漏鹽水的凍結(jié)管中用液氮進(jìn)行凍結(jié)，直至取芯檢查凍結(jié)壁強度達(dá)到設(shè)計要求后再恢復(fù)開挖。如果地層為粘土層，也宜將漏鹽水凍結(jié)管改用液氮凍結(jié)并及時進(jìn)行支護。在探明開挖面凍結(jié)壁穩(wěn)定性滿足施工安全需要的情況下，方可繼續(xù)進(jìn)行開挖。開挖期間長時間停凍3.1 開挖期間長時間停凍的原因開挖期間停凍一般是由于停電或發(fā)生嚴(yán)重機電事故引起的。如果在聯(lián)絡(luò)通道開挖期間發(fā)生長時間停凍，會使凍凍結(jié)壁溫度迅速升高，使凍結(jié)壁的承載力迅速降低、變形速度加快。特別是停凍后凍結(jié)壁與隧道管片交界面很容易解凍引起透水。因此，會給工程安全帶來嚴(yán)重威脅。在過去，聯(lián)絡(luò)通道開挖時因停電或機電事故停凍的時間一般在幾小時內(nèi)，只要盡快恢復(fù)凍結(jié)，不會對施工安全帶來嚴(yán)重影響。但是，過去往往采用較高的鹽水溫度進(jìn)行維護凍結(jié)， 當(dāng)快施工完聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)時，又提前停凍或提前關(guān)閉部分凍結(jié)器，從而第7頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE引發(fā)險情。 3.2開挖期間長時間停凍的應(yīng)急處理在積極凍結(jié)期間，由于停電或發(fā)生嚴(yán)重機電事故引起停凍的情況時有發(fā)生。此時，只要延長積極凍結(jié)時間即可。延長積極凍結(jié)工期一般取停凍時間的 2倍。如果在開挖期間發(fā)生停凍，根據(jù)凍結(jié)壁的穩(wěn)定情況和溫度回升情況可以采取以下應(yīng)對措施。1）排除機電故障，盡快恢復(fù)凍結(jié)。2）加強凍結(jié)壁收斂和溫度變化監(jiān)測，尤其是要密切監(jiān)測凍結(jié)壁與隧道管片交界面溫度的變化，防止凍結(jié)壁局部融化透水。3）加強凍結(jié)壁與隧道管片交界面保溫，最好沿交界面敷設(shè)管路進(jìn)行液氮凍結(jié)。4）快速開挖、及時支護。并根據(jù)凍結(jié)壁和支護層變形情況， 增加初期支護的內(nèi)支撐。如果停凍時間在 3～5天之內(nèi)，通過采取上述措施，一般是可以繼續(xù)安全地進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道開挖的。如果停凍時間和聯(lián)絡(luò)通道開挖時間需要更長，可以考慮先施工部分混凝土襯砌，并封閉開挖作業(yè)面，或者關(guān)閉防護門，充上壓縮空氣，第8頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE待恢復(fù)正常凍結(jié)后繼續(xù)開挖。凍結(jié)壁失穩(wěn)和透水4.1 凍結(jié)壁失穩(wěn)和透水的原因在聯(lián)絡(luò)通道開挖過程中，一旦發(fā)生凍結(jié)管鹽水漏失、遇到長時間停凍 ，或者由于開挖凍結(jié)壁形成遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計要求，就有可能發(fā)生凍結(jié)壁承載力不足和嚴(yán)重變形的情況。特別是在凍結(jié)壁與隧道管片的交界面附近，由于隧道管片散熱，往往存在局部凍結(jié)壁溫度過高、厚度過小的問題，導(dǎo)致在開挖過程中局部凍結(jié)壁嚴(yán)重變形，或者有軟土擠出，甚至發(fā)生凍結(jié)壁透水險情。一旦凍結(jié)壁發(fā)生嚴(yán)重變形、失穩(wěn)或透水，將嚴(yán)重威脅工程的安全，必須采取應(yīng)急措施進(jìn)行快速、有效的處理。4.2 凍結(jié)壁失穩(wěn)和透水的應(yīng)急處理一旦發(fā)現(xiàn)凍結(jié)壁變形速度迅速增大，表明凍結(jié)壁承載力不足，有失穩(wěn)破壞的危險。此時必須立即支護，并考慮加強內(nèi)支撐。如果在開挖集水井時遇到這種情況，也可用土袋迅速進(jìn)行回填。同時，要加強凍結(jié)，降低鹽水溫度，并檢查凍結(jié)孔是否有堵塞的情況，確保每個凍結(jié)孔的鹽水供給正常。第9頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE然后，暫停開挖，對凍結(jié)壁和初期支護表面進(jìn)行保溫，并嚴(yán)密觀測凍結(jié)壁和初期支護的變形。如檢查凍結(jié)壁及支護層變形得到了有效控制，可立即施工混凝土襯砌否則，可關(guān)閉防護門，直到凍結(jié)壁強度達(dá)到安全施工的要求后再行開挖。凍土遇水沖刷容易融化， 水流速度越快，融化速度越快。因此，凍結(jié)壁一旦開窗透水，不能硬堵，尤其不能注漿，否則凍結(jié)壁“窗口”擴大速度會更快。此外，如果凍結(jié)壁透水已成線流，即使采用液氮凍結(jié)（在凍土表面噴灑低溫氮氣）一般也無濟于事。因此，凍結(jié)壁透水的最好處理方法是立即關(guān)閉防護門并向聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)充壓縮空氣，保持開挖區(qū)水土壓力平衡，使凍結(jié)壁不再漏水，這樣繼續(xù)凍結(jié)，凍結(jié)壁窗口很快就會彌合。在開挖區(qū)內(nèi)水土壓力平衡后，可灌水并注入聚氨酯漿液置換壓縮空氣。如果在施工完初期支護后發(fā)生凍結(jié)壁與隧道管片交界面滲水的情況，可先用液氮噴灑出水點附近，并觀測滲水量是否有增大趨勢。如果滲水小且沒有增大趨勢，可盡快澆筑混凝土襯砌。在凍結(jié)壁嚴(yán)重變形和漏水時，應(yīng)檢查隧道管片的變形情第10頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE況，對隧道管片進(jìn)行支撐加固。同時，應(yīng)測地面和建筑物沉降，檢查水、電、燃?xì)獾裙芫€是否安全。并對建筑物附近地層進(jìn)行跟蹤注漿。注漿應(yīng)在地面進(jìn)行，不得離凍結(jié)壁太近，以免壓壞凍結(jié)壁。注漿材料宜采用水泥一水玻璃雙液漿。如凍結(jié)壁透水，應(yīng)立即通知相關(guān)部門，盡快疏散附近地面人員。地層快速融沉5.1 地層快速融沉的原因凍結(jié)壁融化時會發(fā)生收縮，從而引起地層沉降。在一般情況下，凍結(jié)壁融化的速度較慢，地層沉降更緩慢，因此，只要進(jìn)行正常的環(huán)境監(jiān)測和跟蹤注漿處理，不會給周圍建筑物和管線等的安全構(gòu)成威脅。但是，在一些特殊情況下，如施工凍結(jié)孔時地層水土流失嚴(yán)重、 聯(lián)絡(luò)通道開挖時凍結(jié)壁變形大、施工支護和襯砌時與凍結(jié)壁之間存在大的空洞且未進(jìn)行有效的注漿充填等，停止凍結(jié)后地層可能發(fā)生快速沉降，從而，給周圍地面建筑物和管線等造成險情。5.2地層快速融沉的應(yīng)急處理在聯(lián)絡(luò)通道施工期間及停止凍結(jié)后，應(yīng)對施工影響范圍第11頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE內(nèi)的隧道管片、地下管線、地面及其建 (構(gòu))筑物變形等進(jìn)行監(jiān)測。一旦監(jiān)測結(jié)果達(dá)到了警戒值或者隧道管片、地下管線和建(構(gòu))筑物有損壞跡象，地面沉降將影響車輛或行人安全通行，應(yīng)立即采取以下方法行應(yīng)急處理。（1）對地下管線、地面及其建 (構(gòu))筑物的安全狀況進(jìn)行評估，如果存在安全隱患或險情， 按相關(guān)規(guī)定對地下管線、地面和建(構(gòu))筑物采取保護措施。2）觀察隧道管片和聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)是否有破壞、滲漏情況，如隧道管片和聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)有破壞或隧道變形超過了規(guī)定要求，立即報設(shè)計單位，制定技術(shù)方案對隧道進(jìn)行加固處理。如果隧道管片接縫、凍結(jié)孔孔口和聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)等有滲水，立即采用注漿方法進(jìn)行堵漏，注漿材料可以采用化學(xué)漿液或水泥一水玻璃漿液。3）采用注漿方法控制地層沉降。注漿區(qū)域應(yīng)選在地層沉降較大的位置，最好是地面注漿與隧道內(nèi)注漿相結(jié)合。應(yīng)先注地層沉降大的位置，再注地層沉降較小的位置，先注地層深部，再注地層淺部。注漿應(yīng)遵循少量、多次、均勻的原則，注漿引起的地面抬升要嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。注漿第12頁/總14頁FS精編解決方案 |SOLUTIONTEMPLATE漿液宜以水泥一水玻璃雙液漿為主， 單液水泥漿為輔。水泥一水玻璃雙液漿配比可為： 水泥漿與水玻璃溶液體積比1:1，其中水泥漿水灰比 1:1，水玻璃溶液可采用 B35～B40水玻璃加 l～2倍體積的水稀釋。 在隧道附近注漿壓力不得大于0.5MPa 或隧道和聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的允許值。凍結(jié)孔成孔偏斜過大6.1凍結(jié)孔成孔偏斜過大原因凍結(jié)孔成孔最大偏斜度在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有嚴(yán)格的規(guī)定，凍結(jié)孔成孔偏斜過大會減小凍結(jié)帷幕有效厚度，成為整體帷幕中的最薄弱點，開