暗挖法联络通道施工方案.doc

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1、暗挖法联络通道施工方案1、冰冻法施工准备及设备选型1.1、地基加固范围线隧道中心线以内，隧道顶以上3m，泵站底下3m范围内。1.2、地基加固要求为保证通道施工的安全、迅捷、减少对区间隧道的影响，经加固后的土体要有良好的自立性，密封性及必要的强度，加固范围无侧限抗压强度区为0.8Mpa，渗透系数小于10-8cm/sec，区为1.5 Mpa,渗透系数小于10-9cm/sec。采用冷冻法加固土体，暗挖法施工。1.3、冻结法的施工工艺冻结法施工流程图1.4、冻结孔、测温孔与卸压孔的布置（1）冻结孔布置从上、下行线隧道两侧打孔方式进行施工。冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置，共布置冻结孔78个，其中上

2、行线64个，下行线14个。设置穿透孔4个。 冻结孔平面布置（2）测温孔布置测温孔共布置8个，上行线4个，下行线4个，深度为26m，主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全。（3）卸压孔布置在冻结帷幕封闭区域内布置4个卸压孔(利用管片上的注浆孔)，上行线、下行线各2个。在卸压孔上安装压力表，可以直观的监测冻结帷幕内的压力变化情况，通过每日观测，及时判断冻结帷幕的形成，并可直接释放冻胀压力。1.5、冻结参数（1）积极冻结期盐水温度为-28-30，维护冻结期温度为-25-28。（2）积极冻结时间为40天，维护冻结时间与开挖和结构施工相同。（3）冻结孔单孔

3、流量不小于3m3/h。（4）积极冻结7天盐水温度降至18以下，积极冻结15天盐水温度降至-24以下，回盐水温差不大于2，开挖时盐水温度降至-28以下。1.6、需冷量计算和冷冻机选型冻结需冷量计算：Q=1.2dHK式中：H冻结总长度，725m；d冻结管直径；K冻结管散热系数；将上述参数代入公式得出最大需冷量为：Q= 6.5104 Kcal/h根据以上计算需冷量，选用W-YSLGF300型螺杆机组二台套，并联安装，单台运行，互为备用。单台机组设计工况制冷量为8.7104 Kcal/h，电机功率110KW，完全满足制冷需求。1.7、冻结系统辅助设备（1）盐水循环泵选用IS150-125315型2台，

4、流量200m3/h，电机功率30KW 。（2）冷却水循环泵选用IS150-125315型2台，流量200m3/h，电机功率30KW。冷却塔选用NBL-50型2台，补充新鲜水15m3/h。1.8、 管路选择（1）冻结管选用898mm,20#低碳钢无缝钢管,丝扣连接,另加手工电弧焊焊接。单根长度11.5m。（2）供液管选用1.5钢管，采用焊接连接。（3）测温管和卸压管选用323.5mm,无缝钢管。（4）盐水干管和集配液圈选用1596mm无缝钢管。（5）冷却水循环管选用1334.5mm无缝钢管。（6）冻结站对侧隧道的冷冻排管选用323.5mm无缝钢管。1.9、其它（1）冷冻机油选用N46冷冻机油。（

5、2）制冷剂选用氟立昂F-22。（3）冷媒剂选用氯化钙溶液。（4）总用电额定负荷约388kw/h。2、 冻结孔施工2.1、冻结孔定位与管片开孔依据施工基准点，按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，孔位布置首先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，在避开主筋、管片缝、螺栓及钢管片肋板的前提下可适当调整，不大于100mm。开孔选用J-200型金刚石钻机，配130mm金刚石取芯钻头进行钻孔，深度约200250mm，控制不得钻穿管片。用钢楔楔断岩心，取出后，打入加工好的孔口管，且用至少有4个固定点将孔口管固定在管片上，然后安装密封装置。2.2、冻结孔施工顺序先施工透孔，根据穿透孔的偏差，进一步调整有关钻进参

6、数。然后根据联络通道施工的孔位，采用由上向下的顺序进行施工，这样可防止因下层冻结孔的施工引起上部地层扰动，减小钻孔施工时的事故发生率。2.3、钻孔偏斜和终孔控制钻孔的偏斜应控制在150mm以内，在确保冻结帷幕厚度的情况下，单排冻结孔最大间距不得大于1.4m，多排冻结孔最大间距不得大于1.68m，否则应补孔。冻结孔钻进深度应不小于设计深度。钻头碰到隧道管片的，不参与制冷循环的长度不大于150mm。冻结孔开孔及密封装置示意图2.4、冻结孔钻进与冻结管设置（1）钻孔设备使用MD-50钻机一台，配用BW250型泥浆泵，钻具利用898冻结管作钻杆；冻结管之间采用丝扣连接，接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接

7、，确保其同心度和焊接强度。（2）正常情况下，钻进时安装简易钻头，直接无水钻进。如果钻进困难时，在钻头部位安装一个特制单向阀门，采用带水钻进。冻结管到达设计深度后冲洗单向阀，并密封冻结管端部。（3）钻进过程中严格监测孔偏斜情况，发现偏斜要及时纠偏，下好冻结管后，进行冻结管长度的复测，然后再用灯光测斜仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。冻结管长度和偏斜合格后再进行打压试漏，压力控制在0.8MPa，稳定15分钟压力无变化者为试压合格。（4）在冻结管内下供液管,然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。2.5、钻孔质量控制程序生产准备冻结孔测量定位钻机安装找正正常钻进单孔完成纠偏测斜测斜、检漏开孔，安密封装置钻孔结束

8、钻孔质量控制程序图3、 冷冻站安装3.1、 冻结站布置与设备安装将冻结站设置在上行线隧道内，靠近联络信道位置。站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及配电控制柜等。设备安装按设备使用说明书的要求进行。冻结站平面布置图3.2、管路连接、保温与测试仪表管路用法兰连接，隧道内的盐水管用架子敷设在隧道管片斜坡上，以免影响隧道通行。在盐水管路和冷却水循环管路上要设置、阀门和测温仪、压力表等测试组件。盐水管路经试漏、清洗后用保温板或棉絮保温，保温厚度为50mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，每组冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制流量。冷冻机组的蒸发器及低温

9、管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用50mm厚的保温板或棉絮保温。联络通道两侧管片保温：由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，为加强冻结帷幕与管片胶结，联络通道两侧管片表面采取保温措施，以减少冷量损失。将钢管片格栅内用素砼填充密实，然后采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温。保温范围为冻结帷幕区域处加向外扩展2m。在冻结站对侧隧道的冻结管的端部区域范围内布置冷冻排管，然后采用PEF板对冻结排管进行覆盖隔热保温。4、 积极冻结与维护冻结4.1、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备要求的技

10、术参数条件下运行。冻结系统运转正常后进入积极冻结。此阶段为冻结帷幕的形成阶段，积极冻结期盐水温度为-28-30，设计冻结时间40天，视现场实际冻结效果，如不能按时达到冻结壁的设计要求，可延长积极冻结时间。4.2、维护冻结在积极冻结过程中，要根据实测温度资料判断冻结帷幕是否交圈和达到设计厚度，同时要监测冻结帷幕与隧道的胶结情况，测温判断冻结帷幕交圈并达到设计厚度且与隧道完全胶结后，可进入维护冻结阶段。维护冻结期温度为-25-28，冻结时间贯穿联络通道及泵站开挖和主体结构施工始终。4.3、冻结质量控制程序充氟、试运转维护冻结冻结结束冷却水供给检 测生产准备基础施工安 装设备试压试压包扎冻结孔验收冻

11、结器安装积极冻结冻结质量控制程序5、 具备开挖冻结技术指标要确定打开管片进行开挖还需结合测温孔资料、卸压孔压力、探孔情况等方面综合考虑，需具备如下条件，方可进行开挖构筑的施工。项目数值备注冻结帷幕厚度达到设计要求根据测温孔推算冻结帷幕平均温度-10用成冰公式法计算盐水温度积极期-28-30用测温仪监测维护期-25-28盐水去、回路温差(包括各支路)积极期2以内冻结至设计温度时维护期1.0以内卸压孔交圈前静水压力通过压力表观测交圈后剧增至0.150.3MPa6、 融沉控制及收尾工作6.1、融沉控制本联络通道所处的地面环境较好，没有重要的建筑物及管线，同时冻结加固的土层主要为5砂质粉土、6粉砂夹砂

12、质粉土，拟采用自然解冻结合跟踪注浆的的方式来控制融沉。并根据监测反馈的信息，进行动态调整注浆参数。6.2、收尾工作（1）浇筑完集水井砼结构层即可停冻，进行施工设备的拆除工作，并清理、整理现场，按要求跟踪注浆。（2）冻结孔管补强：冻结站拆除，回收供液管，放出CaCl2盐水后，割去露出隧道管片的孔口管和冻结管，并在孔口管管口焊接12厚的封口板封闭管口。（3）待通道混凝土结构达到设计强度后，拆除隧道内的钢支架，并再次对称拧紧特殊衬砌环内的所有连接螺栓。（4）按设计在集水井上方加装钢盖板。（5）用砼浇筑钢管片内格栅，并将外露钢构件表面刷涂环氧沥青漆二度。（6）整理、修整、清理联络通道施工现场，并用清水

13、进行冲洗，通道内不得有泥浆、油污和上道工序留下的施工设备。7、 开挖与构筑施工7.1、施工准备当左线盾构推过加固区，管片拼装完成后即可进行开挖前的准备工作，准备工作是整个工程施工进展顺利的前提和保证，开挖构筑施工流程为：加固土体达到设计强度后进行开挖构筑施工准备隧道预应力支撑安装开挖洞口钢管片接缝割裂探孔试挖，打开洞口钢管片通道掘进与支护层(临时支撑)施工喷射混凝土找平施工防水层通道钢筋混凝土结构层施工壁后充填注浆。具体工作内容如下：（1）三通一平1）供水，将水管接送至施工场地，水量为5m3/h；2）供电，200KW电量接送至施工场地；3）井上、井下通讯联系使用10门内部专用程控有线电话；4）

14、道路，能允许510T卡车进出施工场地，市内运输，必要时应提供通行证。（2）施工区域布置联络通道的开挖构筑施在已经贯通的右线隧道内进行。因此， 必须保证从开挖面到站井口的井下交通畅通。同时，井口的垂直运输采用汽车吊按施工的进度进行分次集中进行。为保证吊运安全，满足下放深度要求，拟采用25T汽车吊。（3）隧道内工作平台搭设按泵站出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一斜坡道构成。1）在泵站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2m3.5m=7m2；2）在泵站运输侧，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

15、车运输为原则可以适当调整；3）在中间平台的另一侧搭设材料设备平台，为节省材料，平台面可低于中间平台0.3m，面积8m4.5m=36m2。平台梁可用长4.5m，间距为2m的16#槽钢，直接搭在砼管片上，台面用50mm厚木板铺盖而成。（4）临时支护金属支撑架根据土体加固技术参数，土体压力等，计算、设计金属支撑架的材料、结构形式，喇叭口、通道内为拱形金属支撑架结构，集水井部位为矩形金属支撑圈。（5）金属管片接缝焊接将泵站口部的金属管片之间（欲拉开的管片除外）接缝采用满焊的方式用手工电弧焊焊接将每条拼装缝一焊接好，以提高其整体性。（6）预应力支架安装开挖施工喇叭口之前，需在开口处隧道管片开口环中设置简

16、易预应力隧道支架，以减轻泵站开挖构筑施工对隧道产生不利的影响。设计预应力支架，单个钢支架由中部矩形封闭钢支架、5个预应力千斤顶、2个固定支撑及支撑保护板等部分组成。安装方法：在区间隧道泵站开口两侧各架两榀，两榀钢支架间距2m，并在泵站两端沿隧道方向对称布置，两榀支架间用6767mm等边角钢搭焊组合。每榀支架有七个支点，由6个50T螺旋式千斤顶提供预应力，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。（7）通风排水系统通风：采用压入式通风系统，将风机和管路布置好，把泵站施工区段附近隧道内混浊气体排送到地表。排水：从泵站口到地铁车站区间布置一条排水管路，水泵设在泵站口附近，

17、形成排水系统，以备泵站端口处集水、开挖构筑中产生的出水或涌水排放之用。7.2、管片加固土体强度达到设计要求及准备工作就绪后即可打开钢管片。钢管片可以用千斤顶及手拉葫芦拉开。开管片时，准备2台32T千斤顶，5T和2T手拉葫芦各一个。两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根横梁同钢管片直接相连，通过顶推横梁向外推拉钢管片，5T葫芦作为主拉拔管片用，一端钩住欲拆管片，一端套挂在对面隧道管片上，水平方向加力向外（隧道内）拉拔管片。2T葫芦悬吊在欲拆管片上方管片上，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。在用千斤顶及5T葫芦拉拔期间要注意观察管片外移情况，并随时注意调整2T葫芦拉紧程度和方向

18、。因管片锈蚀拉出困难时，应用大锤锤振管片，减小拔出拉力。7.3、开挖方式根据工程结构特点,联络通道开挖，采取分区分层方式进行施工， 开挖采用短段掘砌技术, 开挖步距控制在0.30.5m,两端喇叭口处断面较大，为减轻开挖对隧道变形的影响，开挖步距控制在0.3m。由于旋喷加固土强度高，普通手镐无法施工，需采用风镐掘进。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短加固土体的暴露时间，风镐尖需做特殊处理。每个掘进班配备56把风镐，以避免风镐不能正常工作而影响施工进度。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。7.4、支护方式采用两次支护方式。第一次支护(支护层

19、)建议采用预应力钢支架加木背板与喷射砼。第二次支护(结构层)采用现浇钢筋混凝土。支护层与结构层之间铺设防水卷材并进行壁间注浆。（1）初期支护联络通道采用钢架网喷初期支护，初期支护在每步开挖后及时进行，主要有安装钢架、挂网、初喷、喷混凝土、超前小导管等工序。钢架安装及挂网：钢架挂网安装在每步开挖后及时进行，钢架地面制作，分片安装。钢架分片之间配孔用角钢螺栓连接，钢架之间用纵向连接筋相连。钢架架立中心和垂直度，需测量控制；钢筋网均挂在钢架上，钢筋网需挂靠牢固，在喷射混凝土时不得晃动。钢筋网随受喷面的起伏铺设。初喷：初喷作用为封闭工作面、防止风化，喷层厚度为5cm，在开挖之后立即进行。初喷混凝土前对

20、所有的开裂、破碎、崩解的破损岩石应进行清理和处理。喷混凝土：采用抗压强度为C20。喷混凝土配比，喷射方法按设计参数及施工规范进行，仰拱喷混凝土前必须清理好基面和积水，必要时应提高一个混凝土等级。超前小导管：拱墙0.35m，L=2.5m。（2）二次陈砌结构层为钢筋混凝土结构。为减少混凝土施工接缝，联络通道开挖及支护层完成后，一次连续浇筑。由于结构的特殊性，通道顶板内的混凝土浇筑较为困难，为提高结构施工质量，可采取分段浇筑的施工方式，必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。联络通道施工图7.5、开挖构筑施工（1）土方开挖土方开挖是按照前面提到的施工工序进行。人工开挖的工具根据土体强度，可用风镐或手镐

21、。开挖断面严格按照施工图进行，尽量避免超挖。在开挖施工中根据暴露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工。考虑到喇叭口处断面较大，在断面开挖并作好临时支护后采取分断面开挖，以缩短支护时间。（2）支护层土方开挖过程中，要对暴露段的土体及时施加临时支护，以承受旋喷桩帷幕的土压力和控制集水井壁的位移。临时支护采用型钢支架、木背板加喷射混凝土进行支护。型钢支架为封闭支护结构，为防止通道底板底鼓，支架加有底梁。支架间距为0.30.5m，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。集水井的临时型钢支架为矩形且上下支架用16圆钢吊挂，支架间距0.5m。所有支架间

22、冻土体全用木板背实背紧，少量空隙用木楔背严。架喷支护方法：每个步距土体开挖后，先按支架间距500架设钢支架，再用50的木背板塞入支架背部、密排；背板后空隙处用50# 水泥砂浆充填；支架间用16圆钢加工的拉杆相互连接，支架架设好即进行喷浆封闭。喷浆前先用清水对通道顶部进行冲洗，以增加混凝土与钢支架的粘接力，喷浆以盖住钢支架为原则。（3）结构层结构层为400mm厚的钢筋混凝土结构。以下为混凝土浇筑施工工序。1）止水带施工：喇叭口部位全部刷扩至设计尺寸,支护层完成后，即可进行止水带施工。止水带是用粘接剂沿着支护层断面内侧直接粘到隧道管片上，粘接前必须对管片采用特殊溶剂进行清洗，止水带一定要粘牢，不能

23、留有空隙。2）防水层施工：按设计要求选择防水材料和铺设工艺。防水材料选用W型PVC板（带有一层土工布），防水层紧贴临时支护结构内侧，铺平之后，用射钉将其固定，靠近隧道一侧，防水层同止水带相互搭接。铺设防水层时应注意以下问题：第一，防水层铺贴应平整、牢固；第二，防水层搭接长度应为100mm；第三，在立面与拱顶的转角处，卷材的接缝应留在拱顶上，且距立面不应小于600mm。3）钢筋绑扎钢筋间排距应严格按结构设计图纸进行绑扎，钢筋搭接部分长度应符合设计要求，且不低于35d（d为钢筋直径），受力钢筋之间绑扎接头应相互错开，钢筋净保护层：25mm；从任一绑扎接头中心至搭接长度的1.3倍区段范围内，有绑扎接

24、头的受力钢筋截面积占受力钢筋总面积的百分率不超过25%；在结构砼与钢管片接触部位应按规定焊接锚筋，且纵筋与钢管片搭接处应采用T形焊接。4）立模板： 模板选用钢模，模板就位前，应在模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装模板，并检查模板的垂直度、水平度、标高以及钢筋保护层的厚度。校正合格后，将模板固定。（4）浇筑混凝土按照混凝土设计强度，进行混凝土配比试验。混凝土搅拌应严格按试验配比进行搅拌，搅拌好的混凝土由溜灰管输入端头井下手推车或直接装手推车提放井下，推至工作面用人工法将混凝土送入支好的模板内并用插入式振捣棒反复均匀振捣。每次搅拌的混凝土用试模制成标准试块，现场用于检测混凝土强度及抗渗性。浇灌混凝土时埋设注浆管。 （5）壁后注浆浆液为水泥-水玻璃或聚胺脂。注浆时间应在浇灌混凝土7天后。注浆时应观察周围注浆孔或缝隙的冒浆情况，确保壁间充填密实。1）壁后注浆孔布置其布置按约2.0m长度布置一个注浆断面，每个注浆断面布置6个孔，即顶板一个孔，两帮各两个孔，底板一个孔。2）注浆管固定注浆管采用40焊接管，管外端接带内螺纹的管箍，并用丝堵封闭。浇筑砼前将其绑扎在钢筋上，注浆管外口离模板约3mm，管口另一端离防水层约2mm。注意在施工中保护好注浆管。3）其它参数注浆浆液选用1：1的水泥水玻璃浆液。注浆压力选用0.10.25MPa；因临时支护已经找平，预计充填量不大于5m3。