复兴路盾构进出洞冻结施工方案

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盾构接收冻结加固施工方案

盾构接收冻结加固施工方案

盾构接收冻结加固施工方案1.引言盾构施工是一种常用于地下隧道工程的先进施工技术,但在一些特殊工况下,隧道的地质条件较差,地下水位较高等,可能会出现隧道变形、渗漏等问题。

为了确保隧道的安全和可靠性,需要采取冻结加固等措施。

本文将介绍盾构接收冻结加固施工方案,以保证工程质量。

2.施工前准备在进行冻结加固施工前,需要进行如下准备工作:• 2.1 施工图设计:根据工程的实际情况,进行施工图设计,包括冻结井的位置、数量和尺寸,以及冻结管道的布置等。

• 2.2 材料和设备准备:准备好冻结材料,如液氮、冻结管、冻结剂和冷却设备等。

• 2.3 施工队伍组建:调配合适的施工队伍,包括冻结施工人员、施工管理人员和安全监督人员等。

3.施工过程盾构接收冻结加固的施工过程主要包括以下几个步骤:3.1 设置冻结井根据施工图设计,确定冻结井的位置和尺寸。

使用钻机在地面上进行钻孔,然后安装冻结管。

冻结管的数量和布置应符合设计要求。

3.2 注入冻结剂将冻结剂注入到冻结井中,通过冻结管道将冻结剂输送到地下隧道周围。

冻结剂的注入量和注入速度应根据地下隧道的尺寸和地质条件进行合理调整,以确保冻结效果。

3.3 控制冻结温度通过冻结剂和冷却设备,控制冻结井和地下隧道周围的温度。

温度的控制应根据地质条件和冻结需求进行调节,以确保冻结效果的达到要求。

3.4 监测隧道变形在冻结过程中,需要对隧道的变形进行实时监测。

可以使用测量仪器进行监测,如位移计、应变计等。

监测结果应及时记录和分析,以便根据情况进行调整和决策。

3.5 测定冻结时间根据隧道的尺寸、地下水位等条件,确定冻结的时间。

冻结时间过长可能会造成工程期延误,冻结时间过短则可能无法达到预期的加固效果。

4.施工安全措施在进行盾构接收冻结加固施工时,需要严格执行以下安全措施:• 4.1 安全防护设施:设置门禁、警示标志、防护栏杆等安全设施,确保施工现场的安全。

• 4.2 安全培训:对施工人员进行必要的安全培训,提高他们的安全意识和应急处置能力。

盾构进出洞口钢环挤压密闭施工工法

盾构进出洞口钢环挤压密闭施工工法

盾构进出洞口钢环挤压密闭施工工法一、前言在城市建设和地铁交通建设中,盾构成为了一种非常重要的施工工机械。

而盾构进入或退出洞口的过程中,需要采用一种特殊的工法来完成,也就是盾构进出洞口钢环挤压密闭施工工法。

通过该方法施工,可以保证盾构机在进出洞口时不会因为压力而遇到阻力,同时能有效减少洞口周围的土体突向现象,避免对外部环境造成影响。

二、工法特点1、能够对盾构机和洞口进行密闭2、不会因为进出洞口而遇到阻力3、可以有效减少洞口周围土体的突向现象4、施工安全可靠三、适应范围盾构进出洞口钢环挤压密闭施工工法适用于各种地质环境下的盾构施工,特别是在需要进行盾构进出洞口施工的情况下,这种工法的施工效果非常好。

四、工艺原理1、对施工工法与实际工程之间的联系盾构进出洞口钢环挤压密闭施工工法是通过将钢环安装在盾构机前端或背后,利用钢环与洞口的摩擦力,在进入或退出洞口时,将钢环推进或拉出洞口,以达到密闭的目的。

这种工法在实际施工中可以保证盾构机进入或退出洞口时不会遇到阻力,减少洞口周围的土体突向现象,确保施工安全可靠。

2、采取的技术措施首先,对于盾构机往外推进的情况,需要将钢环安装在盾构机前端,然后通过抬升机械或者其他设备将钢环推进洞口,当钢环推入到充分密闭的洞口后,再将盾构机前进一段距离,达到进洞的目的。

如果是盾构机向内回收推进的情况,那么需要将钢环安装在盾构机背后。

但是,在运用这种方法的时候,需要考虑到钢环回收时带来的撞击力,这时候就需要安装一些防撞装置。

当钢环完全拉回到盾构机内部后,再将盾构机回收回去,以达到出洞的目的。

五、施工工艺1、准备工作在进行盾构进出洞口钢环挤压密闭施工之前,需要先进行周到和充分的准备。

准备工作主要包括:(1)洞口状况评估:评估洞口的尺寸和形状,根据该洞口的特点选择合适的工艺参数。

(2)钢环选型:根据洞口尺寸和盾构机型号选择合适的钢环。

(3)施工机械准备:准备好推进机械和回收机械等施工机械,并配备好必要的手动工具。

冷冻法端头加固盾构水土环境中到达施工工法

冷冻法端头加固盾构水土环境中到达施工工法

冷冻法端头加固盾构水土环境中到达施工工法中铁二局股份有限公司城通公司1.前言目前,地铁建设的土压平衡软土盾构隧道进洞中有较多种方案可供选择,主要是采取土体改良方式满足洞门凿除的条件,再辅以井点降水、止水帷幕等其他措施防止盾构机在进洞过程中出现漏水漏砂,同时在洞门圈周边以弧形钢板、喷射混凝土、充气气囊等方式进行封堵洞门圈与盾壳和管片之间的间隙,实现盾构进洞。

常规盾构进洞方案,主要思路为采用适合的洞门区域加固方式,保证洞门凿除的安全需要和盾构进洞过程中周边间隙封堵的有效性。

杭州地铁1号线富春路站站至秋涛路站区间富春路站段头井周边环境复杂,且受承压水影响,传统盾构进洞方法无法满足加固范围需要,采取端头井垂直冷冻加固+端头井水土回填方式进洞取得了较好的技术、社会及经济效应。

2.工法特点2.1 施工安全性高,采用冻结法保证洞门凿除时不产生水土流失,在洞门凿除后利用工作井内回填水土使洞门内外介质一致,控制了盾构进洞安全风险。

2.2 针对受承压水影响地层,较好的平衡了洞门内外水压。

2.3在全砂性地层冷冻加固均匀性优于普通水泥加固方式。

3.适用范围本工法适用于易出现涌水涌砂风险高的软土地层的盾构进洞。

4.工艺原理冷冻法水土进洞包含3个方面,一是垂直冷冻加固、二是水土回填、三是盾构进洞。

图4-1 盾构水土进洞示意图垂直冷冻加固+水土回填即:在工作井外利用冻结孔冻结加固地层,使盾构机外围及开洞口范围内土体冻结,形成强度高、封闭性好的冻结帷幕。

利用冻结帷幕的自稳性进行洞门凿除,之后端头井内水土回填,使连续墙内外水土平衡,盾构土中进洞。

进洞完成后于连续墙及内衬墙范围内的管片上通过双液注浆机反复压注水泥浆封堵管片与连续墙、内衬墙之间的流水通道,使管片和端头井结构行成整体,注浆完成后进行端头井内水土挖除、盾构外运。

5.施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施工准备→平台搭设→测量定位→冷冻法施工→洞门复测及盾构姿态优化→接收基座施工→洞门探孔检查→洞门凿除→水土回填→提升冻结管→盾构进洞→水土挖除→洞门封堵→盾构解体。

盾构进出洞全方位风险控制冻结加固技术

盾构进出洞全方位风险控制冻结加固技术
形成 的微小流水通道 中的泥土冻结成 为冻土 , 闭流水通道 , 为有效地 防止 了流 水 、 封 较 涌砂现象 的发生 。利 用长距离水平钻孔 防喷接驳器 , 简单方 便地解 决 了在 已施工 完毕的端 头井 内长距离钻 孔的难题 。工程实践
证 明, 全方位风险控 制冻结加 固技 术在 复杂地 质条件 下盾 构进 出洞施工 中 , 简单 易行 , 安全 可靠 , 值得 推广
盾构 进 出洞 全 方 位 风险 控制 冻结 加 固技 术
嵇 彭
( 中煤第五建设有 限公 司上海分公司 , 上海 2 10 0 90)
[ 要] 在含水复杂的地质条件下采用水平冻结法进行盾构进 出洞施工 , 以通过延 长 ( 深 ) 平冻结外 摘 可 加 水 圈冻结深度 , 使冻结加固体全方位包裹并超 过盾构 机本体 , 利用外 圈冻结孔 的维护 冻结 , 盾构推 进过程 中 将

分、 土颗粒的分散度 、 土中水的化学成分和外加载荷。
全方 位风 险控 制 冻结 加 固 , 长 了盾 构 机 推进 延 过程 中形成 的微 小 水 流通 道 , 构 机 在冻 土 中的 推 盾 进时 间较 长 。冻 结加 固体 包 裹 整个 盾 构 机 , 外 圈 且 冻结 管在盾 构机 进 出 洞过 程 中一 直进 行 维 护 冻结 , 为微小 空 隙 中的水相 变成 冰创造 了条 件 。只有 当维 护冻结 使该 微小 空 隙 中水 土 回冻成 冻 土 后 , 土 与 冻 壳体才 能 紧密冻 着 , 空 隙 中水 土 回冻正 是 全 方 位 而 风险 控制 冻结加 固所需 要 的 。为避免盾 构机 外壳 与 冻土 在过 低温度 下 紧 密冻 着 , 在 盾 构进 出洞 过程 需 中 , 壳体 温 度 进 行 实 时 监 测 ( 采用 工 业 红外 测 对 可 温仪 ) 使 温度不 低 于 一 , 3℃ , 备好 热发生 器 。 并 问题 2 的解决 现在 较为简 单 , ) 用专 利 产 品长距 离水平钻孑 防喷接驳 器 ( L 专利 号 :L0907 164 Z 202233. )

盾构区间隧道联络通道冷冻法加固施工方案

盾构区间隧道联络通道冷冻法加固施工方案

一、施工方案选择结合联络通道处的工程地质及其它施工条件,确定采用隧道内水平冻结加固土体后开挖构筑内衬结构的施工方法,即:在隧道内利用水平冻结法加固地层,使联络通道外围土体冻结,形成强度高、封闭性好的冻土帷幕,然后根据“新奥法”的基本原理,在冻土中采用矿山法进行联络通道的开挖构筑施工。

图1联络通道兼泵房冻结加固施工范围图二、施工组织安排(1)联络通道及泵房采用冻结法施工,由于地质情况的复杂性和不可预测性,再加上施工的高风险性,近年来在联络通道及泵房施工时发生安全事故的案例不少,严重者会导致整个隧道的损坏,带来重大财产损失,其重要性不言而喻,必须引起高度重视和警觉。

(2)本联络通道及泵房冻结方案设计及施工均由具有相关专业资质的单位完成,应对专业分包单位加强管理,严格按有关程序组织施工,冻结方案及开挖方案应经专家评审。

(3)开挖施工应加强人员组织,达到快速、安全,开挖、初期支护、衬砌等相关工序密切配合,防止由于施工速度太慢导致冻结融化,导致事故的发生。

施工队由项目经理部统一管理,下设5个班组:钻孔班、制冷班、开挖构筑班、运输班、监测班,为保证施工安全及进度,联络通道及泵房施工采用三班八小时工作制。

对于特殊工种,进行专业培训考核,持证上岗。

(4)结合地质条件及季节性特点等综合因素选择性能优良的设备,设备性能和数量应满足有关要求,关键设备现场留有备用。

(5)冻结施工前,对隧道进行加固,钢管片上安装可靠的防护门。

(6)冻结施工在左线或右线贯通,左线或右线已通过联络通道及泵房的位置后即可组织施工。

经探孔确认冻土帷幕已交圈并达到设计厚度后,达到规定要求相关参数,开挖条件经四方组织进行条件验收后方可开始施工。

(7)衬砌完成后,可采取强制解冻的措施,及时进行融沉注浆,避免对周边环境造成影响。

(8)加强应急管理,制定详细的切实可行的应急处置程序、应急预案,针对施工中可能出现的各种险情制定详细的应对措施。

配备应急抢险队伍,准备充足的应急抢险设备、物资,并定期组织演练。

盾构进出洞加固施工方案

盾构进出洞加固施工方案

盾构进出洞加固施工方案一、施工背景和目的:盾构机进出洞施工是指盾构机从洞口进入地下开挖,并最终从另一洞口运出的施工过程。

在盾构机进出洞的过程中,洞口周围地层会受到较大的影响,可能导致洞口附近地层的变形和不稳定。

因此,必须采取适当的加固措施,确保施工的安全和地下环境的稳定。

二、施工方法:1.地质勘探:在施工前,必须对盾构进出洞的地质条件进行详细的勘探和分析。

通过地质勘探,可以了解到地层的厚度、性质、稳定性等信息,为施工提供重要的依据。

2.加固设计:根据地质勘探结果,进行加固设计。

加固设计主要包括洞口锚杆加固、地下水排泄、地层加固等内容。

洞口锚杆加固可以增加洞口的稳定性,地下水排泄可以控制洞口附近地下水位,地层加固可以增加洞口周围地层的稳定性。

3.施工步骤:(1)洞口锚杆加固:首先,在洞口附近的地表上钻孔,并注入水泥浆体,形成锚固体。

然后,将锚杆插入钻孔中,并与锚固体连接。

通过这种方式,可以将洞口的力分散到周围的地层中,增加了洞口的稳定性。

(2)地下水排泄:为控制洞口附近地下水位,需要在洞口附近钻孔,并通过管道将地下水引导到其他地方。

这样可以降低洞口附近地下水位,减少地层的变形和不稳定。

(3)地层加固:地层加固是通过注入固化剂或者灌浆来增加地层的稳定性。

根据地质条件的不同,可以采用不同的地层加固方法。

常见的地层加固方法包括注浆加固、冻结法加固等。

三、安全措施:1.施工前进行施工方案论证,确保施工的安全和可行性。

2.施工过程中进行地下水位的实时监测,及时调整排水和加固的措施。

3.定期对施工现场进行安全检查,排除施工过程中可能存在的安全隐患。

4.严格执行施工操作规程,保证施工人员的安全。

四、项目实施进度:根据盾构进出洞加固施工的复杂性和地质条件的不同,施工周期可能会有所差异。

在制定施工计划时,应充分考虑施工时间,并合理安排各个施工步骤的顺序和时间。

同时,应在施工前制定详细的工程进度表,确保施工的按时完成。

盾构出洞冻结法加固施工技术

盾构出洞冻结法加固施工技术

l ci dacsi .a i emi o m n po c f i dl c i at ui odT ne, a hn a ces g T k t n me et r et o s e u h gi E s F x R a un l n u gn n g n h f j rh l a n n n n g
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Ab ta t S i r ifr e n y go d f e i g i eibe meh d a o b iey u e o h ed sr c : ol en oc me t b ru r z s a rl l n e n a to s t e w d l s d fr s il
盾构进 出洞土体的加 固方法 有降 水法 、 注浆 法、 深层 搅
4 2 和④层灰色淤泥质粘土 ( .m) 层底标高 一1 .0 ) 2 7 m 。盾构
下方为⑤1 层灰 色粘 土。 ~1
2 方案设计 及计算
盾构进 出洞地层加 固方案 , 按冻结孔 方向不同可分 为垂
直冻结和水平冻结方案 两类 。根据地质条件 , 冻土帷幕 的结
S a g a , sa x mpe t i p p r it d c e r ifr e n rg a ,rz n s i c r i e in f e ig h n h ia e a l , s a e r u e t en oc me tp o rm f e ol u t n d s ,r z n h n o s h o a g e n s s m e i d c n t cin tc n lg sar frn e frte d inn , o s u t n a d r sa c r mi r y t d g a o sr t h o y a e e c o e g i c n t ci e rh f l e sn n u o e o e h s g r o n e o i a

盾构进出洞全方位风险控制冻结加固技术

盾构进出洞全方位风险控制冻结加固技术

盾构进出洞全方位风险控制冻结加固技术嵇彭【摘要】The construction of break-in and break-out of shield in the complicated condition of aquiferous geology, by the method of horizontal freezing, is to extend or deepen the frozen thickness outside the horizontal freezing ring which encircle the shield at all directions and prevent from water leaking and sand pouring effectively. The problem of long-distance drilling in the finished end well is solved easily by a long-distance horizontal drilling and anti -extrusion connector. It has proved that the technology of freezing reinforcement and risk control at all direction , in the construction of break-in and break-out of shield in the complicated condition of aquiferous geology is reliable, easy and will have great valueto be spread in the risk control of construction of break-in and break-out.%在含水复杂的地质条件下采用水平冻结法进行盾构进出洞施工,可以通过延长(加深)水平冻结外圈冻结深度,使冻结加固体全方位包裹并超过盾构机本体,利用外圈冻结孔的维护冻结,将盾构推进过程中形成的微小流水通道中的泥土冻结成为冻土,封闭流水通道,较为有效地防止了流水、涌砂现象的发生.利用长距离水平钻孔防喷接驳器,简单方便地解决了在已施工完毕的端头井内长距离钻孔的难题.工程实践证明,全方位风险控制冻结加固技术在复杂地质条件下盾构进出洞施工中,简单易行,安全可靠,值得推广应用.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】6页(P90-95)【关键词】复杂地质条件;盾构进出洞;全方位;风险控制;冻结加固【作者】嵇彭【作者单位】中煤第五建设有限公司上海分公司,上海201900【正文语种】中文【中图分类】U455.41 前言在盾构进出洞施工中,人工冻结技术以其广泛的适用性、良好的隔水性、对周围环境无污染等特性越来越受到广大建设者的青睐。

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复兴路盾构进出洞地层冻结加固施工方案北京中煤矿山工程有限公司2002年9月一、工程概况复兴路隧道用盾构法施工。

盾构出洞口直径υ11.22m。

在盾构出洞处,洞口中心标高为-10.11m。

工作井附近自然地坪标高约为+3.8m。

为了避免在盾构机进出洞时扰动地层,造成涌水、出砂,拟对盾构进出洞口附近的地层进行冻结加固。

按地层资料,盾构进出洞口位置主要为淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土,局部夹有薄层粉砂。

土层的含水量最大达54.5%,稳定性差,暴露时易扰动,产生液化流动,在盾构进出洞时,必需对附近地层进行加固处理。

局部可能有粉砂层,要求地层加固体有好的隔水性能,尤其是加固体与连续墙之间不应存在间隙,这也是地层加固的难点所在。

二、方案设计根据盾构进洞和出洞特点,以及过去类似工程的施工经验,对盾构进出洞冻结加固分别采取不同的布孔施工方案。

出洞主要解决技术问题有:1、在组装盾构期间和打开预留钢筋混凝土洞门时,应确保迎头稳定,防止涌砂涌水。

2、出洞时,隧道端部应力复杂,易产生大的扰动和地层变位,地层冻结主要提高围岩土层强度和稳定性,确保盾构安全出洞。

进入正常隧道的盾构法施工。

进洞主要解决的问题和出洞大致相同,但又有其特殊性:1、进洞时,盾构平衡压力发生急剧变化,前方地层刚度和阻力急剧降低,和出洞相比,隧道端部应力更复杂,更易产生大的扰动和地层变位,地层冻结首先提高前方岩土层强度和稳定性,方便打开地连墙洞门,确保为盾构安全进洞。

从而完成区间盾构法施工。

2、进洞之前,有条件布置水平冻结布孔。

出洞冻结方案:采取垂直孔冻结方案。

在盾构隧道端部,即盾构洞口处,在地面向下布置垂直钻孔,深度进入隧道底板3m。

对隧道端部四周的软土进行地层冻结。

当盾构进行安装和打开洞门时。

冻土帷幕作为洞口的封盖,和连续墙闭合在一起,防止安装期间水土涌入工作井。

盾构安装调试结束,准备出洞时,迅速拔除冻结管,利用冻土融化还原的有效时间,控制水土压力和地层变位,确保盾构体安全出洞。

见设计图一进洞冻结方案:采取垂直孔和水平孔相结合的方法。

盾构接近洞口时,为了降低地层扰动,首先利用水平孔和垂直孔在盾构前方的隧道四周加固地层,提高地层强度,降低地层变位,并为盾构进洞导向。

其次按预留洞口进洞之前,需要先开凿地连墙洞门,为了防止进洞时涌水涌砂,采用垂直冻结孔在洞门设置端部封盖,方便洞门打开。

当盾构迎头到达冻土时,将冷冻管拔起至隧道拱顶以上,继续冻结。

在两帮、拱顶垂直孔、拱底水平孔的地层维护冻结的前提下,确保盾构安全进洞。

见设计图二。

2.1、出洞冻土墙厚度计算。

冻土墙强度设计采用日本计算公式,冻土墙按周遍固定圆板考虑。

冻土的强度取值,参考上海和日本类似土层的试验结果和设计取值,原则上考虑较大的安全储备。

1) 荷载计算冻土墙外侧受土层侧压力作用。

按静止侧压力系数计算,取土工资料提供的最大值0.64。

取上覆土层的平均容重为γ=18.5kN/m3,超载q n=30kPa。

按洞口下缘埋深H=19.52m计算得冻土墙所受最大静止土压力为:P s =0.25 MPa 。

2) 冻土墙尺寸按受均布法向荷载的圆板计算冻土墙的承载能力。

a 、按日本设计公式计算厚度。

日本关于加固体厚度h 的计算公式为:2/1]2[σkBPDh = 图1 冻土墙的结构形式计算得冻土墙厚度为2.48m 。

(计算参数及结果参见表1)。

表1 按日本计算公式的参数取值与计算结果根据上述计算并参考工艺要求,取冻土墙有效厚度3.2m 。

b 、冻土墙的抗剪验算沿工作井开洞口周边冻土墙承受的剪力最大,为h PD Max 4=τ取冻土墙厚度为3.2m ,计算得剪应力为0.493Ma ,安全系数为4.56,满足设计要求,(计算参数与计算结果见表2)。

表2 剪切强度验算表根据上述计算,最后设计冻土墙的最小厚度为3.2m 。

c 、冻土墙深度与宽度根据最近盾构进出洞冻结施工经验,冻土墙与盾构出洞口四周的工作井地连墙搭接宽度大于2m 就足够了,所以,设计取冻土墙宽度为15.22m 。

考虑盾构出洞口下方水土压力较大,适当加大冻土墙与地连墙的搭接宽度,冻结深度取22.32m 。

另外,为了减小土层冻胀对地表及工作井的不利影响,采取局部冻结方式,局部冻结范围为深5m ~22.32m 。

2.2、进洞冻土结构设计1) 荷载计算冻土墙外侧受土层侧压力作用。

按静止侧压力系数计算,取土工资料提供的最大值0.64。

取上覆土层的平均容重为γ=18.5kN/m 3,地面超载q n =30kPa 。

按洞口下缘埋深H=19.52m 计算得冻土墙所受最大主动土压力为:P s =0.25 MPa 。

考虑盾构推进,系数B=22) 冻土墙尺寸按受均布法向荷载的圆板计算冻土墙的承载能力。

a 、按日本设计公式计算厚度日本关于加固体厚度h 的计算公式为 2/1]2[σkBPDh =计算得冻土墙厚度为1.33m 。

(计算参数及结果参见表3)。

表3 进洞冻土墙按日本计算公式的参数取值与计算结果考虑到进洞时地层扰动大,为了减少地面变位,结合端部封头冻土墙沿纵向围岩增加3.3m 长的隧道四周冻结加固。

b 、冻土墙的抗剪验算沿工作井开洞口周边冻土墙承受的剪力最大,为h PD B Max 4=τ取冻土墙厚度为3.5m ,计算得剪应力为0.40MPa ,安全系数为2.5, (计算参数与计算结果见表4)比出洞小,为此增加3m 长隧道的进洞导向冻结。

表2 进洞剪切强度验算表c 、冻土墙深度与宽度根据最近盾构进出洞施工经验,冻土墙与盾构出洞口四周的工作井地连墙搭接宽度有2m 就足够了,所以,设计取冻土墙宽度为15.22m 。

考虑盾构出洞口下方水土压力较大,适当加大冻土墙与地连墙的搭接宽度,冻结深度取21.4m 。

另外,为了减小土层冻胀对地表及工作井的不利影响,采取局部冻结方式,局部冻结范围为深5m ~21.4m 。

导向隧道加固围岩的冻土壁厚3~5m 。

2.3、冻结孔布置与冻土墙形成预计出洞:冻结孔布置和冻土墙形成预计见设计图一。

设计取垂直冻结孔允许偏斜率为5‰。

冻结孔开孔间距为800~960mm ,冻结孔成孔最大控制间距为1200mm,工作井周边的冻结孔与工作井井壁的最大控制间距为350mm 。

冻土墙的单边扩展速度取22mm/d 。

设计冻结28天后开始破盾构出洞口,此时,估计冻土墙厚度可达3.2m ,宽度达15.5m ,均能满足上述设计计算要求。

进洞:冻结孔布置和冻土墙形成预计见设计图二。

设计取冻结孔允许偏斜率为5‰。

水平允许偏率1%。

冻结孔开孔间距为800~960mm,冻结孔成孔最大控制间距为1200mm,工作井周边的冻结孔与工作井井壁的最大控制间距为350mm。

冻土墙的单边扩展速度取22mm/d。

设计冻结28天后开始破盾构出洞口,此时,估计冻土墙厚度可达3.5m,宽度达15.5m,均能满足上述设计计算要求。

2.4、盾构出洞口冻土墙与地连墙间的密封问题。

由于地连墙混凝土的导热性好,冻土墙与地连墙之间不易冻结,所以要求冻结管尽量靠近地连墙,在地面打钻空间受地连墙导墙限制的情况下,靠近地连墙的冻结孔可以适当向地连墙倾斜钻进。

同时,为确保地连墙附近的土层冻结,拟采取紧挨地连墙布置两排冻结孔的加强冻结措施。

盾构出洞口周遍冻土墙与地连墙应搭接,搭接宽度大于取2m即可(杨家渡盾构隧道搭接长度1m)。

2.5、冻土墙对地连墙的作用力问题根据平衡关系,冻土墙与地连墙的水平作用力不会大于土层的被动土压力。

根据永冻土地区的大量现场量测与试验,冻土作用于建筑物的法向冻胀力一般不会大于0.2MPa。

在上海杨家渡220kV电缆顶管出洞冻结工程中,没有发现冻结施工对工作井有明显不利作用。

在该该工程中,考虑对冻结施工时的工作井衬砌变形进行跟踪监测。

2.6、冻结引起的地表隆起、沉降对附近建筑物的影响问题。

根据上海一、二号地铁和煤矿冻结施工监测,冻土墙内的地表冻胀隆起一般不大于30mm,如地表不补充水份,地表隆起量还要小得多。

地层融沉一般比冻胀隆起要小,个别情况可比冻胀隆起量大20%,所以,冻土墙化冻后,地表基本能恢复到原位。

在上海杨家渡220kV电缆顶管出洞冻结工程中,冻土墙附近地面混凝土没有发现有变形、开裂情况,也说明冻胀和融沉对附近地面建筑的影响不会大。

三、冻结施工工艺设计3.1 主要施工工艺参数1、两盾构出洞口冻结施工共用一个冻结站,按计划两盾构出洞口的冻结时间错开5个月。

2、设计最低盐水温度为-24~-26℃,并要求冻结7天达到-18℃。

3、冻土墙平均温度不高于-8℃。

打开隧道出洞口时冻土墙与工作井地连墙交界面附近温度低于-5℃。

4、出洞冻结器长度为1741m:进洞冻结器长度为:1752m。

5、冻结孔单孔盐水流量为7~10 m3/h,总流量为180 m3/h。

6、冻结管外径为108mm。

7、冻结28天打开盾构出洞预留口。

拔除冻结管4天。

8、冻结需冷量:出洞:冻结管散热系数取0.29kw,冷量损耗取20%,得冻结总需冷量为:Q =0.108×3.1416×1741×0.29×1.2=205.6KW进洞:冻结总需冷量为:Q =0.108×3.1416×1752×0.29×1.2=206.7KW9、每个洞口设测温孔5~8个,在冻土墙内侧扩展边缘布设地层位移观测孔1个,在冻结过程中监测位移变化。

10、冻结施工工序见附图三。

3.2 冻结孔施工3.2.1 冻结管、测温管和供液管规格冻结管选用的ф108×5mm低碳无缝钢管,单根管材长度以4~6m为宜,采用管箍连接。

管箍用ф121×5.5mm低碳无缝钢管加工,管箍长度为180mm。

供液管用ф62×6mm增强聚乙烯塑料管,冻结器羊角均用1.5"钢管加工。

3.2.2 打钻设备选型垂直孔选用XY-1B型钻机2台,每台电机功率为11 kw。

土层用ф150mm的三翼刮刀钻头钻进,导墙钢筋混凝土翻边用ф160mm金刚石取芯钻头钻进。

钻孔用经纬仪灯光测斜。

水平孔采用1台MKG-50钻机。

钻机功率30kw。

选用BW-200/50泥浆泵3台,流量为200 l/min,每台电机功率为14.5kw。

3.2.3 冻结孔质量要求根据施工基准点,按冻结孔施工图布置冻结孔。

孔位偏差不应大于50mm。

冻结孔钻进深度应确保冻结管能下到设计深度。

钻孔的偏斜率控制在5‰以内。

成孔最大间距不大于1.2m。

工作井井壁周边的冻结孔距井壁不大于0.35m。

冻结管和测温管耐压不低于0.8MPa。

3.2.4 冻结孔钻进与冻结器安装1、按冻结孔设计位置固定钻机,可用Φ160mm取芯钻开孔,正常钻进时用三叶钻头。

2、为了保证钻孔精度,开孔段钻进是关键。

钻进前5m钻孔时,要反复校核钻杆垂直度,调整钻机位置,并采用减压钻进。

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