地铁冷冻法施工工法
地铁联络通道冷冻法施工技术

2I2 施 工 流 程
制 ,重 点 对 ;东结 设 计 、冻 结 施 工技 术 进行 了论 述 。
联 络 通 道施 工可 分 为冻 结 孔 施 工 、 土体 冻 结和 开 挖 构 筑 施 工 三
关 键词 :地 铁 区间 联 络 通 道 冷 冻法 施 工 技 术
个 主 要 部 分 ,其 主 要 施 工顺 序见 图 2—1所 示 。
2 施 工工 艺 、流 程 2.1 施 工 工 艺 冷冻 法 工 艺 原理 是 利 用 人 工 制 冷 技 术 ,在 隧道 内利 用 水 平 孔 和
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… :~二…二 二 萄p 舶 尊≈:秆 妇。讣 臻
部 分 倾斜 孔 冻 结加 固地 层 ,使 联 络 通 道 外 围 土体 冻 结 ,隔绝 地 下 水 ,
1 工 程概 况
3 冻 结 孔 施 工及 技术 要点
1.1 设 计 简 介
3.1 ;东结 孔 布 置
联 络 通 道 位于 云峰 北 街 站和 沈 阳 站站 区 间 DK11+395处 ,与 泵
冻 结 孔 的布 置采 取 从 左 线 隧 道 单 侧 打 孔 方 式 进行 。 冻结 孔 按 上
站 合 建 ,联 络 通 长 为 6米 ,宽 2.O米 ,净 空 高 2.5米 (其 中直 墙 部 分 高 仰 、水 平 、下 俯三 种 角 度 布 置 ,联 络 通 道 共 布 置 65个 冻 结 孔 。;东结 孔 2.197米 ),通道 洞 门宽 度 为 1 4m。排 水 泵 站 有效 容 积 30m。。联 络 通 的 布 置 见 图 3—1。冻 结 孔 的开 孔 位 置误 差 不 宜 大于 1 00mm ,应 避 开
(④一4)、(⑤一3)中、粗砂 i圆砾(⑤ 一4—5)、砾砂 (@一4)。粉质粘土层
地铁盾构联络通道冷冻法

4.2 冻结孔定位与管片开孔:
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,应避开管 片接缝、螺栓、主筋、止水条和钢管片肋板,误差一般 不应大于100mm,其中包括4个穿透孔。 • 1.在正式开孔前,利用隧道管片上的补浆孔钻Ф38mm小 孔径探孔,检查地层稳定性。 • 2.开孔选用J-200型金刚石钻机,配φ130mm金刚石取芯钻 头进行钻孔,深度约300mm,以不钻穿管片控制。用钢 楔楔断岩心、取出后,打入加工好的孔口管,并固定, 每个孔口管要至少有4个固定点固定在管片上。
4
•现在地铁施工联络通道采用冻结法施工的城市很多, 其联络通道结构大同小异。有些地区在施工经验及 专家意见下,对冻结孔布孔方式、数量和结构方面 作了很好的优化。
•现冻结法施工的联络通道采用“隧道内水平冻结加 固土体、隧道内矿山法开挖构筑”的全隧道内施工 方案。即:在隧道内利用水平孔和部分倾斜孔冻结 加固地层,使旁通道及泵房外围土体冻结,形成强 度高,封闭性好的冻结帷幕。在冻土中采用矿山法 进行旁通道及泵房的开挖构筑施工,地层冻结和开 挖构筑施工均在区间隧道内进行。
此后德国、比利时、美国、法国、奥地利、荷兰、
前苏联、瑞典和日本等相继应用了冻结法。
• 冻结法最初应用最多的领域是矿山工程 ,但在 其他工程领域起步也较早。 1886年瑞典在一个长 24m的人行隧道施工中成功应用。此后作为一项 成熟技术国外已广泛应用于地铁建设中,国内早 在上世纪90年代开始在地铁建设中进行了该技术 的应用和研究,同时利用国内外工程应用实例, 证明了冻结技术在地铁建设中的可靠性和有效性。
4.5 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φ89×8㎜冻结管作钻杆;冻结管之间采 用套管丝扣连接,接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊 接,确保其同心度和焊接强度。
冻结法施工工法

冻结法施工工法冻结法施工工法是一种在土壤或地下水中适用的特殊工法,通过使用低温冻结土壤,以达到固结土壤、提高土壤强度的目的。
该工法被广泛应用于地铁隧道、地下工程以及水利工程等领域。
一、工法原理及步骤冻结法施工工法的原理是通过将导热性能较好的冷媒注入到土层中进行冷冻,降低土壤温度,使土壤中的水分形成冰,进而形成冻结固结的效果。
以下是冻结法施工工法的基本步骤:1. 前期准备工作:包括确定施工区域、进行地质勘探、设计冻结井孔等。
根据具体工程的要求,确定冻结井孔的深度和间距,并进行相应的测量放线工作。
2. 预冷:在施工区域进行预冷,通过降低区域温度,使土壤开始结冰。
预冷可以使用喷淋水或者其他降温设备。
3. 钻井:根据设计要求,在施工区域进行钻井,并安装冻结井孔。
冻结井孔的数量和位置应严格按照设计要求进行设置。
4. 注冷液:将冷媒通过冻结井孔注入土体中,并控制注入速度和密度。
冷媒冷却土壤中的水分,使其凝结为冰。
在注入过程中,需要利用监测设备进行实时监控,确保施工的效果和质量。
5. 冻结维持:在冷却液注入完成后,需要维持一定的冷却时间,以保证土壤完全冻结。
同时,需要对温度进行监控,确保土壤的冷冻效果。
6. 结冰固化:待土壤冷冻完全固化后,可以进行下一步的施工工作。
在这个阶段,冰固体将充当支撑结构的作用,可以避免土壤下陷或发生坍塌。
7. 结束施工:当施工工作完成后,需要进行冰体融化处理。
根据具体情况,可以使用加热水或者其他加热设备加快融冰过程。
融冰后,土体恢复正常状态,可以进行后续的工程施工。
二、冻结法施工工法的优点1. 提高土体强度:冻结法施工工法可以将土壤中的水分冻结成冰,使原本松散的土体变得坚实。
这有助于提高土壤的强度和稳定性,保证施工过程中的安全性。
2. 控制水位与土层状况:通过冻结法施工工法,可以有效地控制水位,避免地下水渗透到施工区域。
这对于地铁隧道、水利工程等需要在地下进行施工的项目尤为重要。
3. 提高施工效率:与传统的地下施工工法相比,冻结法施工工法能够提高施工效率。
浅谈冷冻法在地铁联络通道施工中的应用

浅谈冷冻法在地铁联络通道施工中的应用 【摘要】地铁区间联络通道施工由于受空间限制, 其施工有相当难度, 介绍冷冻法技术在 区间联络通道施工中的一些注意事项, 为类似工程施工提供一些思路。
【关键词】冷冻法、联络通道 一、引言 冷冻法施工工艺最早出现在欧洲, 在矿井施工中广泛使用, 其原理是利用冷冻机对冷冻液进行降温, 并通过循环管路输送到需要冷冻的区域, 并保持温度, 使温度向外扩散产生冻结效果。
近年来,该工艺被广泛运用到地铁区间的联络通道开挖构筑施工,得到了比较好的效果。
以下就南昌地铁区间的冷冻法施工谈一些个人体会。
二、工程概况 南昌地铁某区间联络通道,隧道内半径2.70m 、外半径3.00m 。
采用矿山暗挖法施工,复合式衬砌结构,初期支护与二次衬砌之间设置防水层,初期支护厚度250mm,二衬厚度400mm 。
在拟构筑联络通道及泵站位置,设计隧道中心距13.4m 。
施工范围内的土层主要为有③4粗砂、③5砾砂、部分为⑤3-1强风化粉砂质泥岩、⑤3-2中风化粉砂质泥岩。
采用JYSLG16F-M 型冷冻机组,额定制冷量为 86000kcal/h ,施工冻结总需冷量为70430kcal/h ,冷冻机组电机额定功率为125kw ,冻结制冷施工冷却水用量为15 m 3/h ,冻结孔设计间距0.5—1m ,孔数69个,另设测温孔8个,卸压孔4个。
冻土墙设计厚度为1.8米,钻孔设备采用MD-80A 钻机,冻结管采用低碳无缝钢管(Ф89×8mm ),冻结管总长度585米。
冻结孔布置图见图1。
三、冷冻法施工工法及流程 1、施工工法 根据本工程特点结合以往冻结法在南昌地区的使用经验,联络通道施工拟采用“隧道内水平冻结加固土体,隧道内暗挖构筑”的施工方案,即:在隧道内采用冻结法加固地层,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,然后在冻土帷幕中采用矿山法进行通道或泵房的开挖构筑施工。
用冻结法加固地层的突出优点是:冻土帷幕均匀性好且与隧道管片结合严密,加固与封水效果良好,施工安全可靠。
浅谈冷冻法地铁联络通道施工风险及技术措施

浅谈冷冻法地铁联络通道施工风险及技术措施本文主要介绍了冷冻法的概念、应用和工法的优劣,结合项目介绍了冷冻法施工地铁联络通道的施工顺序、施工风险和采取的主要技术措施。
标签:冷冻法;地铁联络通道;风险及技术措施一、冷冻法的概念及优缺点1、冷冻法的概念冷冻法是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将松散含水岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水,以便在冷凍壁的保护下,进行地下工程掘砌作业。
它是土层的物理加固方法,是一种临时加固技术。
2、冷冻法的应用1862年,英国首次在南威尔士的建筑基坑中使用了冷冻法。
1955年,我国首次在开滦使用盐水冷冻法凿井获得成功;80年代,冷冻法逐渐由矿山工程向城市各类工程推广应用,尤其是2000年以来,冷冻法在上海等城市地铁联络通道施工中大规模应用。
本文结合沈阳地铁二号线某盾构区间联络通道施工实际情况为例,就冷冻法在地铁区间联络通道中的施工风险和主要技术措施作一简要介绍。
3、冷冻法的优缺点冷冻法的优点:a、安全可靠性好,冷冻土体强度高,可有效的隔绝地下水;b、适应面广,适用于任何含一定水量的松散岩土层,在复杂地层如软土、流砂、高水压等地层也可使用;c、灵活性好,可人为控制冷冻体的形状和扩展范围;d、在地下施工,不占用地面土地;e、污染性小,对周围环境基本无污染;f、经济上合理。
冷冻法的缺点:a、会发生冻胀和融沉;b、对土体的加固是临时的,不能长期作用。
二、冷冻法施工联络通道的施工顺序冷冻法施工联络通道可分为冷冻孔施工、冷冻施工和开挖构筑施工三个主要部分,其主要施工顺序为施工准备→冷冻孔施工、冷冻站安装→冷冻器系统安装、检测系统安装→冷冻运转→隧道支撑、探孔试挖、开钢管片→开挖、临时支护→结构层及防水层施工→壁后注浆→冷冻管处理、冷冻站系统拆除→土层注浆充填。
三、施工风险分析和主要技术措施1、冷冻孔施工风险分析及主要技术措施(1)冷冻孔施工风险分析a、钻孔时孔口处易出现涌水涌砂现象,使水土流失过多,造成对土层的扰动,使钻孔质量下降。
特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法(2)

特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法一、前言地铁盾构施工是一项复杂而困难的工程,特别是在特殊地质条件下的区间联络通道施工更是具有挑战性。
为了确保施工的安全和稳定,特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法应运而生。
该工法通过冻结地层以防止地下水的渗透,并采用特殊的施工工艺和技术措施来进行施工,保证工程的顺利进行。
二、工法特点 1. 冻结施工:采用液态氮等低温冷却介质,将地层冻结形成冻土墙,避免水压力破坏和地层塌陷。
2. 施工速度快:相比传统的盾构施工,冻结施工可以大幅缩短施工周期,提高施工效率。
3. 易于控制:冻结施工过程中的温度、冻结深度等参数可以进行精确控制,使施工过程稳定可控。
4. 环境友好:冻结介质可回收利用,对环境没有污染,符合环保要求。
三、适应范围该工法适用于地质条件特殊、地下水位较高、砂层易涌水等情况下的地铁盾构施工,特别是在区间联络通道施工中效果显著。
四、工艺原理冻结施工工法通过将液态氮注入地下,冷却地层,使地层中的水分达到冻结状态,形成冻土墙。
这样可以防止地下水的渗透,确保地面和盾构隧道的稳定。
同时,施工过程中采取各种技术措施,如注浆、加固等,以加强施工工程的安全性和稳定性。
五、施工工艺1. 地层调查:通过地质勘探和水文地质调查,了解地下水位、地质条件和水文特点,为冻结施工提供依据。
2. 设计方案:根据实际情况确定冻结施工的参数和工艺,包括冻结介质的选择、施工温度、冻结深度等。
3. 施工准备:准备所需的材料和设备,如液态氮储存设备、管道系统、注浆设备等。
4. 冻结施工:将液态氮注入地下,冷却地层,形成冻土墙。
根据设计参数进行冻结时间的控制。
5. 注浆加固:在冻结区域进行注浆加固,以增加地下结构的稳定性。
6. 盾构施工:在冻结区域内进行盾构施工,注意与冻结区域的密切配合。
六、劳动组织冻结施工需要专业的施工团队,组织人员合理分工,协调工作。
浅谈地铁联络通道如何做好冷冻法施工

浅谈地铁联络通道如何做好冷冻法施工摘要:联络通道是地铁隧道区间一个分部工程,主要是贯通隧道区间左右线的附属结构,其中泵房设置相应联络通道内。
一般区间600m左右设置一处联络通道,供抽水排污、应急救援等。
联络通道施工一般采用暗挖施工,预支护采用地表加固或者环形冷冻法加固。
本文主要论述了联络通道冷冻法施工开挖施工相关工作,提出一些有效防止管理措施。
关键词:地铁;联络通道;开挖一、冷冻施工联络通道工钻孔大约需要半个月左右,包括施工钻孔、测温孔和泄压孔三种。
冻结孔偏斜采用经纬仪进行测斜。
深度采用直接丈量的办法进行测量。
所有冻结孔深度、偏斜值都在设计要求的范围内,全部合格。
冻结管试压压力都在0.8Mpa以上,保持30分钟压力无变化为合格。
(一)积极冻结施工需配置二台冷冻机组,单台制冷量满足要求,各配置两台清水泵和盐水泵。
其中一套冷冻机、盐水泵、清水泵做备用,并在系统中并联,达到随时使用随时开启。
冻结系统全部安装完成后,两台冷冻机经过调试,开机冻结,一般冻结站时间40天左右。
(1)盐水温度盐水日开始积极冻结,6天左右盐水去路温度达到-21℃左右,40天左右能达到盐水去路-30℃左右,回路-28℃,去回路在-2℃之内,满足设计要求。
(2)泄压孔分析4个泄压孔一般在冻结21天开始有规律上涨,最高到0.28Mpa左右后放压到0,证明冻结壁已全部交圈。
(3)冻结帷幕厚度确定根据测变化速率,可以推算出冻土发展速度为V,极冻结时间D,按此发展速度计算设计天数冻结圆柱发展半径为r=V×D,可以得出通道已交圈,根据画交圈图分析冻结壁最小厚度。
取冻土的最慢发展速度为保守取值,冻土最慢发展速度为V计算。
冻结壁厚度可按公式Eyi=vdpt 式中Eyi为预计冻结壁厚度m,vdp为冻结壁平均扩展速度m/d,t为冻结时间d。
(4)打探孔分析在推算出冻结满足要求后,在钢管片上打探孔,探孔在安全门内(离冻结孔距离超过1.9米),探孔深度500mm。
地铁区间联络通道冷冻法施工---深圳地铁12#线科海区间1#联络通道冷冻法施工

地铁区间联络通道冷冻法施工 ---深圳地铁12#线科海区间1#联络通道冷冻法施工发布时间:2021-09-15T03:54:23.567Z 来源:《科学与技术》2021年14期5月作者:艾朝阳[导读] 冻结法施工已有100多年的历史,我国采用冻结法施工技术已有40多年历史,主要用于煤矿井筒施工;随着我国城市交通建设,艾朝阳深圳地铁工程咨询有限公司广东深圳 518100摘要:冻结法施工已有100多年的历史,我国采用冻结法施工技术已有40多年历史,主要用于煤矿井筒施工;随着我国城市交通建设,以地铁为代表的城市轨道工程迅速发展,沿海城市地铁建设往往需穿越地质水文不良地段,区间标准断面采用盾构法较可靠,但异形断面和作业面采用盾构法则不可行,冻结法以期可靠性逐步得到采用;关键词:城市轨道、冻结法、联络通道一、工程概况:1.工程简述:科技馆站~海上田园东站区间1#联络通道兼废水泵房位于左、右线盾构隧道里程为ZDK39+709.750、YDK39+692.076,中心距为18.336m,左线隧道轨面标高-24.764m,右线隧道轨面标高-24.576m,联络通道所处位置左(右)线地面标高约为+0.23m;连络通道设计开挖轮廓4.4﹡4.2m,长度18.336m;联络通道兼废水泵房平面图 2.工程水文地质情况:本工程自地面(池塘底)地质分别为淤泥层、粉质粘土层、可塑状砂质粘土层、硬塑状砂质黏性土层和全风化混合花岗岩层,工程穿越范围为硬塑状砂质黏性土层和全风化混合花岗岩层,地质剖面如下图所示:根据地勘报告显示,地表以下冻结影响范围内土层地温约26℃,硬塑状砂质粘土层渗透系数0.1m/d,全风化混合花岗岩渗透系数0.2m/d;盐含量和地下水流速均在冻结法允许范围;二、施工方案设计:1.冻结方案设计1)施工方案基本参数选择根据《城市轨道交通工程冷冻法施工技术规程》要求及工程特点,施工方案基本参数选择如下:①根据本工程冻结壁要求,选择Ⅲ类,冻结壁平均温度≤-10c°,冻结壁设计边缘温度≤-5c°;②冻结壁厚度设计2300mm,冻结管设计中心间距950mm;③冻结管单排或双排确定:按单排计算理论冻结时间,按式计算,代入数据2.3*1000=22*T*2-950/2=41.47d<计划55d,单排可行;④土体冻结质量按式验证,其中δ为冻结壁应力,K为安全系数(本工程安全系数抗压强度和抗剪强度取2.0,抗折强度取3.0),R为冻土实际检测强度;2)施工详细参数设计①土层物理性能参数表②冻结参数布置冻结孔立面布置设计图冻结孔纵剖面布置设计图联络通道冻结平面图冻结施工参数表参考文献:[1]丁利红[1],曹震颖[1],王成荣[1].冻结法盾构进出洞施工技术[J].特种结构,2009(6):40-44.[2]黄俊革[1].电阻率超前探测监测隧道冷冻法施工效果的可行性分析[J].上海应用技术学院学报(自然科学版),2010,10(1):1-4.[3]滕长浪[1].地铁联络通道冻结加固法施工浅析[J].科技资讯,2011(10):125-125.。
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地铁冷冻法施工工法中铁十二局集团有限公司一、前言广州地铁二号线过清泉街断裂带位于连新路下、隧道上方应元路口交通繁忙,地面周边环境极其复杂。
而且隧道的地质构造与地层岩性变化复杂,清泉街断裂带与地铁斜交,稳定性差,导水性强,施工难度高,风险大。
我们在施工中成功运用全断面隧道长距离水平冷冻法施工技术,很好的解决了这一技术难题,不仅完成了国内最长冻结长度的隧道冷冻法施工,同时也取得了一定的技术经济效益和社会效益。
我们将施工实践加以总结形成本工法。
二、工法特点1、冻结加固体强度高,可以做到不漏水,洞内施工环境较好。
2、施工安全,隧道进洞开挖后,进展较快。
3、不受地表场地及深度限制,且不污染环境,对周边环境影响较小,适合城市地下建设,特别是繁华市区内工程建设。
三、适用范围本工法适用于对通过断层破碎带、流砂层、淤泥层等易坍塌且富含水隧道的地层加固。
四、施工工艺(一)工艺原理冷冻法加固土体,矿山法开挖构筑的基本原理是:在隧道周围布置水平冻结孔,并在冻结孔中循环低温盐水,使冻结孔附近的含水地层结冰,形成强度高,封闭性好的冻结壁(冻结帷幕),然后在冻结壁的保护下运用矿山法进行隧道开挖与构筑施工。
水平地层冻结加固和开挖构筑的主要施工顺序为:施工准备———冻结孔施工,同时安装冻结制冷系统———安装冻结盐水系统和监测系统———积极冻结———试挖———隧道掘进与临时支护,维护冻结———永久支护———停止冻结。
其关键工序是冻结孔施工和冻结过程的监测与控制(见图1)。
图1 冻结施工程序(二)施工方法1、施工准备(1)用风机房基坑作冻结施工工作井。
风机房基坑尺寸应满足冻结孔布置和打钻的需要。
(2)工作井内设上、下人的扶梯。
用2#钢管搭建脚手架,并铺设5cm厚的木板作为冻结孔施工平台。
施工平台上搭建雨蓬。
施工平台搭建要考虑隧道掘进施工的要求。
(3)冻结施工用电直接由工地变电站供给。
变电站与动力设备的开关柜之间用电缆连接。
(4)在工作井下与地面之间敷设供、排水管各一道,并在工作井内设流量不小于30m3/h的排水用潜水泵一台。
(5)泥浆池也设在工作井内。
打钻设备用汽车起重机吊到工作井下。
2、冻结孔施工(1)冻结管、测温管、水文管和供液管规格冻结管、测温管和水文管均选用壁厚不小于7mm的φ108低碳无缝钢管,单根管材长度2~4m,采用丝扣连接。
冻结管连接用手工焊、补焊。
在含水层位置水文管设滤孔,滤孔面积为10%。
供液管选用内径50mm的聚乙烯增强塑料管或钢管。
冻结管羊角用2#钢管。
(2)打钻设备选型针对水平冻结孔的施工特点以及施工场地的限制,要求所选用的钻机至少能打70m长的钻孔并容易控制钻孔偏斜度,输出扭矩与给进力大,钻机的体积要小,分解方便,搬运灵活。
为此,选用中煤煤炭科学研究总院研制的水平钻机,其主要技术性能参数为:输出扭矩 2000kN·m给进及起拔力 50kN钻孔最大直径Ф127mm最大行程 480mm用冻结管作钻杆。
视地层不同采用刮刀钻头、牙轮钻头和全断面金刚石钻头,钻头后面连接系自行研制的逆止和密封装置。
钻孔测斜采用专门研制TY-1型压电式高精度水平钻孔陀螺测斜仪,浅部用经纬仪灯光测斜校准。
(3)冻结孔质量要求根据建设方提供的施工基准点,按冻结孔施工图布置冻结孔。
孔位偏差不应大于50mm。
冻结孔孔径为127mm。
冻结孔实际钻进深度应壁设计深度大0.5m。
钻孔的偏斜应控制在8‰以内,成孔最大间距不大于2m。
(4)冻结孔开孔在冻结孔布孔高度范围内用Ф38mm小口径钻钻孔检查地层稳定性,如有冒砂现象,则需进行双液壁后注浆。
如发现土层水压较大,则需安装孔口管后再行钻进。
安装孔口管时先用Ф140mm金刚石取芯钻进250mm左右,然后插入孔口管并用锚固树脂锚固。
孔口管用Ф139×6mm无缝钢管加工,旁路接1.5’截止阀及泥浆管接头。
管口安装法兰及压紧密封装置。
(5)冻结孔钻进与冻结器安装①按冻结孔设计方位要求固定钻机。
随钻机放入冻结管。
冻结管丝扣要补焊。
冻结管下到设计深度后下堵丝密封头部。
②为了保证钻孔精度,开孔段钻进是关键。
钻进前10~20m时,要反复校核钻杆方向,调整钻机位置,并用经纬仪或陀螺仪检测偏差无问题后方可继续钻进。
③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,用测斜仪进行测斜,然后复测冻结孔深度。
冻结管长度和偏斜合格后安装底部密封丝堵,并进行打压试漏。
冻结孔试漏压力控制再0.8~1.2MPa之间,稳定30分钟压力无变化者为试压合格。
④冻结管安装完毕后,用堵漏材料密封冻结管与基坑混凝土墙之间的间隙。
⑤在冻结管内下入供液管,然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。
测温孔施工方法和要求与冻结孔相同。
水文孔安装后要进行洗孔,确保出水畅通。
3、冻结制冷系统安装(1)冻结制冷设备选型与管路设计①选用YSKF220型冷冻机2套,YSKF216型冷冻机2套,当盐水温度在-24°C,冷却水温度28°C时,其总制冷量为677680kcal/h。
冷冻机组电机总功率为610kw。
②8SH-13A盐水循环泵2台,流量270m3/h,扬程36m,电机总功率90kw。
③S125-100-200冷冻水循环泵3台,流量200m3/h,扬程20m,电机总功率55.5kw;DBL-200型冷却塔3台,电机总功率16.5kw。
④设盐水箱一个,容积6m3。
⑤盐水干管和集配液管均选用Ф219×8mm和Ф159×6mm钢管,集、配液管与羊角连接选用2#高压胶管。
⑥冷却水管总管和支管分别选用12#和6#焊管。
⑦在去、回路盐水管路上安装压力表、流量计、温度传感器和控制阀门。
⑧冷冻施工冷却水用量为50 m3/h,总用电量约780kw。
⑨其他冷冻机油:选用N40冷冻机油。
制冷剂:选用R22制冷剂。
冷媒剂:用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。
冻结管封闭:冷冻端封头采用中煤公司的专利技术。
(2)冻结站布置与设备安装将冷冻站布置在风机房基坑附近地面。
站内设备主要包括配电柜、冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及清水池等。
设备安装按设备使用说明书的要求进行。
(3)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。
管路应固定牢固。
去、回路盐水管路和冷却水循环管路上安装压力表、流量计、流量计和控制阀门。
盐水管路经试漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保温,保温层厚度为50mm,保温层的外面用塑料薄膜包扎。
集配液圈与冷冻管的连接用高压胶管,每根冻结管的进出口各装阀门(或夹板)一个,以便控制流量。
冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮保温,盐水箱和盐水干管50mm的聚苯乙烯泡沫塑料板保温。
(4)溶解氯化钙和机组充氟加油盐水(氯化钙溶液)比重为 1.260~1.265,先在盐水箱内充满清水,逐步溶解氯化钙,再送入盐水干管内,直至盐水系统充满为止,溶解氯化钙时要除去杂质。
(5)积极冻结与维护冻结①冻结系统运转与积极冻结设备安装完毕后进行调试和试运转。
再运转时,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,定时检测盐水温度、盐水流量和冷冻壁扩展情况,必要时调节冻结系统运行参数。
冷冻系统运转正常后进入积极冻结。
要求一周内盐水温度降低至-20°C以下。
②开挖与维护冻结在积极冻结过程中,要根据实测温度数据判断冻结壁是否交圈和达到设计厚度,测温判断冻土帷幕交圈并达到设计厚度再进行探孔试挖,确认冻结壁内土层基本无孔隙水压后再进行正式开挖。
正式开挖后,根据冻土帷幕的稳定性,可进入维护冻结,但盐水温度不应高于-18°C。
在开挖过程中,要定期检测冻结壁暴露面的温度与变形,发现问题,及时处理。
4、冻结施工质量的检验与控制方法(1)冻结孔施工质量检验与控制冻结孔施工使本工程的关键工序。
冷冻孔施工按下图2所示的“钻孔质量控制程序”进行。
其质量要求和检验、控制方法见表1。
(2)冻结系统安装质量检验冻结系统安装质量是冻结施工的基本保证条件之一。
冻结系统安装质量标准与检验方法见表2。
(3)冻结系统运转与冻结壁形成质量检验冻结系统运转正常是冻结壁按设计形成的前提条件。
冻结系统运转是否正常和冻结壁是否按设计形成,直接影响冻结和隧道掘砌施工的安全和速度。
冻结系统运转与冻结壁形成质量指标与检验方法见表3。
图2 钻孔质量控制程序冻结孔施工质量的检验与控制方法表1冻结系统安装质量标准与检验方法表2冻结系统运转与冻结壁壁形成质量检验方法表3五、机具设备(见表4)机具设备表表4六、劳力组织劳力组织(一个工班)表5七、质量控制措施1、为了确保施工安全,在打第一个冻结孔时,及时分析主要地层钻进过程的参数变化情况,检查地质、水文情况,如有异常,及时采取措施,必要时修正冻结钻孔施工参数。
2、提高冻结施工质量标准。
限制冻结孔向隧道内偏斜,最大孔间距一般控制在2.2m以内,如个别超标,将整体分析交圈情况,决定是否采用补孔措施。
3、为了保证冻结工程质量,将使用国内最先进的高精度水平陀螺仪、纠偏组合钻具、氟里昂螺杆盐水制冷机组和冻结工程监测系统。
4、不同的地质条件使用不同的钻头,合理采用钻进技术参数,严格控制钻进压力,预先估计钻杆、钻具的自重影响,适当抬起钻杆角度,消除钻杆、钻具自重因素而造成的偏差。
5、钻进过程中严格监测孔斜,原则上每20m~30m测斜一次,测斜后要及时绘制钻孔偏斜透视图,发现超偏及时纠正。
6、每个冻结器都要安装进回液阀门,及时调整各个冻结器的流量。
通过流量测定和温度测定,随时掌握冻结器的运行情况。
7、安装盐水干管时要确保设计坡度,以免管内聚集空气影响盐水的流动。
必要时盐水系统应设置放空阀。
8、用温度检测系统监测冻结孔的温度变化,及时预计冻结壁的发展状况。
在掘进过程中,要经常测量隧道壁面温度和冻土实际所处位置,对冻结壁状态进行预报,必要时调整冻结供冷参数。
9、为了减少冻结施工中冻胀和融沉对地面的影响,在冻结初期,应采取快速降温冻结措施,以减小地面冻胀影响(同时也要考虑到温度应力对冻结管产生的不利因素)。
冻结壁融化时,要随时监测地面的下沉情况,一旦沉降量超过地表下沉允许值时,就要及时进行跟踪注浆。
八、安全措施除严格遵守地铁施工安全操作规程外,还应采取以下措施:1、组织相关施工人员学习安全操作规程,进行岗前培训。
2、编制和呈报安全计划,安全技术方案和安全措施,并认真贯彻落实。
3、积极做好安全生产检查,发现事故隐患,要及时整改。
4、检测隧道壁面温度和冻结壁变形情况,若发现异常,及时采取相应措施。
5、与隧道掘砌施工相配合,在冻结隧道内放炮施工时合理选择爆破方案和爆破参数,依照浅孔、密布、弱瀑,循序渐进的原则选用各参数,爆破时必须确保冻结管的正常工作。
九、效益分析对于通过断层破碎带、流砂层、淤泥层等易坍埸且富含水隧道,过去常规的施工方法:如大管棚小导管注浆超前支护或地面旋喷注浆加固地层等手段,有时受施工场地、工期、投资等的限制,甚至受其工法的制约,无法确保地层加固效果。