杭州地铁超长联络通道冻结法施工风险控制
联络通道冷冻法施工技术 PPT
地层冻结原理简图
冻结施工工艺
联络通道冻结加固及暗挖构筑工艺
施工准备
冻结孔施 工
冻结站安 装
冻结运转
冻结器系统
安装 检测系统安
装
隧道支撑 探孔试挖 拆钢管片 开挖、临时支 永久支护 护
冻结孔封堵 冷冻站系统拆
土层注浆充 填
二、隧道中线及联络通道控制点复核
• 因里程及管片拼装误差，联络通道的方位角并不是设计理论 上的0度，为了钻孔不发生偏差，在施工前需要对隧道中线 及联络通道控制点进行测量来重新定方位角和高程。如下图
3.3 制冷设计
3.3.1 冻结参数确定: 1.积极冻结期盐水温度为-28℃～-30℃。 2.维护冻结期温度为-25℃~-28℃。 3.冻结孔单孔盐水流量不小于3m3/h； 4.冻结帷幕设计平均温度为：-10℃(胶结面为-5 ℃)； 5.冻结帷幕设计厚度为：2m； 6.冻结孔终孔间距Lmax≤1200结法施工的城市很多，有上海、 南京、天津、武汉、杭州等，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。
3.2冻结孔、测温孔、卸压孔的布置
冻结孔采用在隧道两侧打孔的施工方案，按上仰、近水平、 下俯三种角度布置。开孔间距为0.5m～1.0m，冻结孔数63个， 左线50个，右线13个。
布置8个测温孔，左右线各4个，深度1～3m，一般定在终孔 间距较大的位置。卸压孔布置4个，左右线各2个，深度1～2m。 （详见冻结孔布置平面图、立面图）。
地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术
地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术摘要：随着土地资源的不断减少和人口数量的不断增加，地下空间的开发已成为必然趋势，土木工程行业的地位越来越高。
然而，随着地下空间的发展，出现了一些问题，尤其是围岩等级低、复杂水文地质条件下的地下空间开发尤为突出。
为了适应这些复杂的地下环境，地铁设计和施工人员经过充分的研究和试验，提出了冻结法施工方法。
由于冻结法施工适用于地下水的各种地基加固排水，不易出现薄弱点，因此已广泛应用于地铁等地下空间的开挖。
关键词：结构冻结法；施工技术；地铁隧道明挖；应用引言地铁如今已是城市轨道交通的重要组成部分，为方便人民出行和缓解城市拥堵做出了巨大的贡献，而在两单线区间隧道之间建立联络通道则是保障地铁运营安全、减少行驶过程中突发状况所造成的生命财产损失的关键措施。
由于联络通道的修建都在隧道结构完成之后进行，其施工难度大，并且一旦出现不良状况，不仅会影响联络通道结构本身，也可能对已经完成的隧道产生较大的不良影响。
因此，在联络通道的施工中必须选择恰当的加固方法和施工工艺。
目前，人工冻结法是修建联络通道常采用的施工方法，该方法环保且对周围地层影响小，尤其在一些富水软土地层中十分适用。
1施工方案在拟建联络通道施工区域的外围地层，钻出若干个水平和倾斜状态的冻结孔，在冻结孔内设置冻结管，通过冷冻系统对该联络通道外围的地层进行冻结加固，构成严密且强度较高的冻结帷幕（冻结墙），以此有效提高施工区域外围土体强度、稳定性和封水性能。
在冻结帷幕内侧采用矿山法组织土方开挖，并完成联络通道和泵房主体工程的施工任务。
2地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术2.1冻结孔的布置参数为了确保圆砾层在联络通道开挖过程中的稳定，经过严谨的设计计算并且借鉴了以往冻结法的施工经验，采取从通道左右两端布置冻结孔的方法，一共布置57个冻结孔，其中左线冻结孔46个，右线冻结孔16个（包含4个加强孔），外加2个穿透孔打设在通道中部。
冻结法联络通道施工工法
7、冻结法联络通道施工工法7.1 施工顺序在第一台盾构机掘进贯通后立即开始联络通道施工，采用冻结法进行地层加固，然后采用矿山法在区间隧道内直接进行联络通道的开挖、初期支护、防水和衬砌施工。
由于盾构隧道内施工空间狭小，机械设备运输、转场困难，选择从最先贯通的隧道内向另外一侧隧道侧施工。
由于冻结加固和后续结构施工工序之间工艺要求衔接紧密，合理的安排各个联络通道的开工时间，是实现联络通道安全、快速施工的关键。
7.2施工流程①施工准备→②冻结孔施工和冻结管路安装→③积极冷冻，隧道管片加固保暖→④水平钻孔检验冻结效果→⑤打开钢管片→⑥联络通道开挖并实施临时支护，全过程维护冷冻→⑦防水层施工联络通道内衬结构施工→⑧冻结孔封孔、地层跟踪注浆、撤离。
7.3冻结加固方案施工7.3.1 冻结帷幕7.3.2 冻结孔布置及制冷（1）冻结孔的布置冻结孔开孔间距：冻结孔取0.8～1.0m。
冻结孔偏斜控制，原则上不允许内偏，为减少冻土挖掘量，应控制终孔径向外的偏角在0.5～1.0°范围。
终孔间距最大控制在1.4m之内。
根据施工工艺确定，冻结管选用φ89×8mm低碳钢无缝钢管。
联络通道冻结施工冻结孔布置形式及数量见表。
联络通道冻结施工冻结孔布置形式及数量一栏表（2）制冷①冻结参数确定设计盐水温度为-28℃～-30℃。
冻结壁厚度：3.0m。
冻结孔单孔流量不小于4m3/h。
冻结孔终孔间距Lmax≤1400mm，冻结帷幕交圈时间为35天，达到设计厚度时间为45天。
积极冻结时间为50天，维护冻结时间为60天。
为保证缩短冻结时间，保证整体冻结效果，在另一侧盾构隧道的联络通道冻结相应位置处在管片内部设置保温层。
测温孔和泄压孔分别为8个和4个，具体位置视现场情况而定。
测温孔一般定在终孔间距较大的位置。
②需冷量和冷冻机选型冻结需冷量计算：Q=1.2·π·d·H·K式中:H—冻结总长度；d—冻结管直径：φ89×8mm；K—冻结管散热系数：1.2；将上述参数代入公式得：Q=1.2·π·d·H·K =61989Kcal/h选用YSLGF300型螺杆机组2台套，设计工况制冷量为87500 Kcal/h，电机功率95KW。
地铁盾构区间联络通道冷冻法施工
地铁盾构区间联络通道冷冻法施工摘要：地铁盾构法隧道施工时，联络通道可能会因为施工地质和地域气候的原因，采取不一样的加固方法。
在高温气候地区，联络通道常用地面旋喷桩加固。
而在地质松软地区，联络通道常用冷冻法加固。
冷冻法施工技术比传统加固技术更具优势，现被我国地铁区间联络通道施工广泛采用。
本文就此举例分析了地铁盾构区间联络通道的冷冻法施工，探讨了冷冻法施工的要点，为冷冻法在我国北方地区的使用积累经验。
关键词：地铁盾构；区间联络通道；冷冻法施工1 导言地铁盾构区间联络通道暗挖施工的地基加固工程中，经常使用的方法有搅拌桩、旋喷桩、压力注浆等。
但是，在富水的粉细砂地层中，由于很难控制水泥浆的流失，采用上述的施工方法往往达不到预期的加固效果；联络通道一般都处在繁华街道的路面以下，地面交通繁忙，无法占用路面进行钻孔和桩体施工，因而，冷冻法就成了地基加固的较好选择。
2 冷冻法施工技术冷冻法施工工艺流程：施工准备→管片壁后注浆→钻冻结管孔→冻结管安装→冻结系统安装→监测系统安装→“积极冻结”→“维持冻结”→联络通道和废水泵房开挖、衬砌→解冻→拆除冻结系统。
2.1施工准备冻结法施工前应根据地质情况制定冻结法施工方案，在报请监理审批后实施。
冻结法施工必须由专业施工队伍来完成。
因此，应该选择有专业资质、信誉好、有类似工程施工经验的队伍完成这项任务。
2.2管片壁后注浆为防止在管片上钻冻结孔时发生涌砂、涌水，钻孔之前先对管片壁后进行水泥—水玻璃双液注浆。
两种浆液的体积比为１∶１，其中水泥浆的水灰比为１∶１；水玻璃浆液为Ｂ３５～Ｂ４０水玻璃加同体积水的稀释液。
上、下行线需要进行管片壁后注浆的管片各１２环，分别是联络通道处的４环钢管片和前后各４环混凝土管片。
管片壁后注浆为半截面注浆（即只对联络通道所在一侧的土体进行注浆）。
每环管片设５个注浆孔，分别布置在：上行线管片的１２点、１．５点、３点、４．５点、６点的位置；下行线管片的１２点、１０．５点、９点、７．５点、６点的位置。
地铁联络通道冻结法施工开挖条件验收内容分析
279 2021年第22期发展与创新地铁联络通道冻结法施工开挖条件验收内容分析吴志明，唐晓兰，夏家南无锡市市政工程质量监督站，江苏 无锡 204011摘 要：地铁联络通道冻结法施工属于高风险施工作业，安全事故屡有发生。
文章结合地铁联络通道冻结法施工特点，对其开挖条件验收的主要内容进行详细的分析，以便于更好地规范此类验收工作，控制施工风险和提高工程质量。
关键词：地铁；联络通道；冻结法施工；开挖条件验收中图分类号：U231文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2021）22-0279-02地铁联络通道是连通地铁区间上下行线的短通道，地铁运营阶段区间发生火灾、坍塌、涌水等事故时，乘客可通过联络通道疏散至非事故区间，部分联络通道与区间泵房合建，收集、排除区间内的积水。
联络通道常用的施工方法主要有冻结法、顶管法、明挖法等，其中冻结法以技术成熟、施工进度快、对周边环境影响小等优点而得到广泛应用，特别是在含水丰富的软土地区[1]。
但受到地质条件、周边环境、施工作业队伍水平等因素影响，冻结法联络通道施工仍属于高风险施工作业内容，安全事故屡有发生[2-3]。
住建部发布了《关于加强城市轨道交通工程关键节点风险管控的通知》（建办质〔2017〕68号），明确要求联络通道开挖作为关键节点必须进行条件验收，各地也制定了相应的具体实施办法。
但总体而言，目前各地的规定中验收内容规定得较为笼统[4-5]，与具体工程实际结合不够紧密，对具体验收工作指导性不足。
文章结合地铁工程联络通道冻结法施工实际情况，对其开挖关键条件验收的内容进行梳理细化，进一步规范此类关键节点验收工作，切实降低施工风险，减少质量安全事故的发生。
1 联络通道冻结法施工开挖条件验收内容1.1 施工现场完成勘察、设计交底联络通道施工之前，勘察单位应该对施工单位就联络通道周边的地质环境情况做一个详细的交底，特别是周边环境复杂的联络通道，以便于施工单位能进行更加准确、详细的风险分析，掌握施工过程中的潜在风险，制定相应的应对措施规避风险。
城市轨道交通工程联络通道冻结法技术标准
城市轨道交通工程联络通道冻结法技术标准嘿，咱今儿就来说说这城市轨道交通工程联络通道冻结法技术标准。
你说这联络通道多重要啊，就像人体的血管一样，把各个地方都给连接起来了呢！这冻结法啊，那可是个厉害的招儿。
它就好像是给通道施了个魔法，让它变得坚固稳定。
想象一下，要是没有严格的技术标准，那岂不是乱了套啦？咱先说说这温度的事儿。
温度可得控制得恰到好处，不能太高也不能太低。
太高了，那冻结效果不就大打折扣了嘛；太低了，又可能会对周围的结构造成不必要的影响。
这就好比做饭，火候得掌握好，不然做出来的菜能好吃吗？还有啊，这冻结的时间也得把握准咯。
太短了，冻结不充分，不安全；太长了，又耽误工期，多不划算呀！这就跟跑步似的，跑太快了容易累垮，跑太慢了又赶不上进度。
施工过程中的监测那也是重中之重啊！就跟咱平时体检一样，得随时看看有没有啥问题。
要是有个小毛病没及时发现，等变成大问题了，那可就麻烦喽！再说说这设备吧，那可得是质量杠杠的才行。
要是设备三天两头出毛病，这工程还怎么进行下去呀？这就好像战士上战场，手里的武器得靠谱呀！而且呀，施工人员的技术和经验也不能小瞧。
他们就像是通道的守护天使，得凭借着精湛的技艺和丰富的经验，把这冻结法运用得恰到好处。
咱再想想，要是每个环节都能严格按照技术标准来执行，那这联络通道不就能稳稳当当的啦？大家坐地铁的时候也能更安心呀！要是都随随便便的，那可不行，这可是关乎大家出行安全的大事呢！总之啊，城市轨道交通工程联络通道冻结法技术标准那是相当重要啊！咱可不能马虎，得认真对待，让每一条联络通道都成为城市的坚固脊梁，为大家的出行保驾护航！这可不是闹着玩的呀，大家说是不是这个理儿？。
冻结法在联络通道(旁通道)施工中应用
5 冻结帷幕计算
表中的安全系数K是由冻土强度与其相应的冻土结构相关 位置的应力比值。由于联络通道断面的土层以粉砂土为 主，故冻土强度以冻土平均温度为-10℃时的粉土强度为 准，σ压=4.0Mpa, σ拉=2.0Mpa,σ剪=1.7Mpa。从数据可见， 各截面的压应力安全系数K >2.19，拉应力安全系数K >1.94，剪应力安全系数K >3.64，安全储备较大 。
谢谢！
1 冻胀和融沉； 2 对土体加固为临时性质，不能长期起作用。
2 冻结原理
盐水循环------盐水吸收地层热量，在盐水箱内将热量 传递给蒸发器中的液氨；
氨循环------液氨变为饱和蒸气氨，再被氨压缩机压缩 成过热蒸气进入冷凝器冷却，高压液氨从冷凝器经 贮氨器，经节流阀流入蒸发器液氨在蒸发器中气化 吸收周围盐水的热量；
迄今为止，各国冻结井最大深度分别为：英国930m，美国915m， 波 兰 8 6 0 m， 加 拿 大 6 3 4 m， 比 利 时 6 3 8 m， 前 苏 联 6 2 0 m， 德国531m，法国550m，中国702m。
1 冻结法概述
冻结法的优点:
1 安全可靠性好,可有效的隔绝地下水； 2 适应面广。适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂水文
1862年，英国首次在南威尔士的建筑基坑中使用了冻结法； 1880年，德国工程师F．H．Poetch在国际上首次提出并获得人工
冻结法专利； 1962年，日本从开始在岩土工程中应用人工地层冻结技术，随后
20年中约施工了250个冻结工程； 20世纪70～80年代，前苏联应用冻结法施工城市地铁、矿井和其
它工业建筑的大型工程达200余项。
1 冻结法概述
浅谈联络通道冻结施工风险及应对措施
浅谈联络通道冻结施工风险及应对措施发表时间：2015-09-25T11:16:26.137Z 来源：《基层建设》2015年6期供稿作者：龙国俊[导读] 中铁六局集团有限公司盾构分公司以北京地铁6号线二期玉郝区间1#联络通道为例，区间盾构隧道中心距离13.342m，内径5.4m。
龙国俊中铁六局集团有限公司盾构分公司北京 100036摘要：结合北京地铁6号线二期玉郝区间联络通道工程实例，总结联络通道冻结法施工过程中存在的风险，并从冻结施工的钻孔施工、积极冻结施工、冻土开挖施工三个阶段提出了相应的防范措施。
关键词：联络通道；钻孔；冻结；应对措施一、联络通道的施工风险分析及应对措施以北京地铁6号线二期玉郝区间1#联络通道为例，区间盾构隧道中心距离13.342m，内径5.4m，管片厚度0.3m，联络通道中心标高-1.2m，地下水位标高3.65m[1]。
该联络通道位于北运河与京哈铁路夹角的三角区域，地下水丰富且流速大，地面沉降要求高。
通过综合考虑地层特点和工程特征，采用人工冻结法[2]加固地层、矿山暗挖法施工，以确保施工安全和减轻对周围水文地质环境的影响。
通过查阅资料及对以往的工程事故综合分析联络通道施工风险，从钻孔、冻结、开挖三个阶段分析施工风险，并提出相应应对措施。
（一）、钻孔阶段1、风险分析：1）钻孔施工时孔口处出现孔口管脱落，涌水涌砂现象。
2）冻结管接缝不太密实，在冻结过程中，接缝处盐水泄漏，使盐水进入地层影响冻结效果，冻结帷幕无法形成，导致冻结失败。
3）冻结孔施工深度及施工偏差过大，引起冻结帷幕发展薄弱。
2、应对措施：1）采用冻结孔开孔分为两次开孔，冻结孔开孔采用Φ121mm金刚石取芯钻。
每个钻孔安装孔口管，孔口管头部加工250mm长的鱼鳞扣，安装时在鱼鳞扣外面缠绕麻丝。
钻进时，在孔口管尾端连接孔口密封装置。
安装孔口管时管片要留100mm以上的保护层，并安装球阀及压紧密封装置。
若在施工过程中出现涌水涌砂，出水出砂量较少的情况下，及时的更换新盘根并压紧。
浅谈冷冻法联络通道安全管控
浅谈冷冻法联络通道安全管控摘要：本文结合佛山市城市轨道交通工程冷冻法联络通道具体实施，对地铁隧道联络通道施工各工序开展过程中安全管理进行分析，并探讨工程经验对后续类似工程的参考价值。
关键词：冻结法；联络通道；安全管控；轨道交通前言：随着我国城市快速发展，人民出行、交通需求日益加大，轨道交通应运而生，根据《地铁设计规范》（GB 50157-2013）相关要求，区间隧道每600米需要设置一处联络通道，主要作用为区间疏散、排水、消防等，在地铁运行过程中如若发生险情，联络通道将为保障人民生命安全起到关键性作用。
同时，联络通道如果设置在砂层、砾石层等透水性强的软弱底层中，施工过程将面临极大的安全风险，因此，如何在施工过程中保障安全风险可控，对轨道交通施工安全管理有着良好的探讨价值。
一、工程概况佛山市城市轨道交通某区间右线长901.592m，区间左线长度为871.463m，区间管片厚度300mm，内径5400mm，外径6000mm，标准环宽1500mm。
联络通道兼废水泵房处左右线中心线间距为19.647m，左线隧道轨面标高-20.758m，右线隧道轨面标高为-20.994m。
联络通道兼作废水泵房。
联络通道上东南侧为城市主干道，交通繁忙，主要管线为砼雨水箱涵，Ф325煤气管及电信光纤、电力管线等，西北侧距离联络通道约18.9米处有某地产项目在建基坑排桩，联络通道北侧正上方有Ф800给水管，联络通道北侧上方有Ф400雨水管。
二、施工安全管控措施分析（一）施工工法对比和选择根据类似工程施工经验，联络通道在我国运用较多的方法主要为：矿山法、浅埋暗挖法、冻结法等。
各施工工法优缺点及适用范围如表1。
表1 联络通道施工工法对比因此，在本区间富含地下水且地层透水性强、周边环境复杂的情况下，选用冻结法进行联络通道施工具有充分的必要性、合理性。
冻结法联络通道施工工艺流程如图1。
图1 冷冻法联络通道施工工艺流程（二）施工过程安全管控措施1.图纸会审及技术交底在施工前由建设单位组织，会同设计单位、施工单位、监理单位进行图纸会审工作，对图纸中未明确、疑惑点进行探讨，核实联络通道冷冻参数、打孔位置、预埋件数量等，为工程顺利开展提供强有力的技术保障。
浅析冻结法地铁联络通道工程开挖与构筑施工要点
浅析冻结法地铁联络通道工程开挖与构筑施工要点发布时间：2021-04-14T02:39:11.530Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期作者：王超[导读] 水通：将水管接送至施工场地，水量为10m3/h；排水，从联络通道到地铁车站区间利用排水管路，水泵设在联络通道口附近，形成排水系统。
中煤特殊凿井有限责任公司 231000摘要：目前，随着经济的发展，我国的地铁工程施工建设的发展也有了进步。
地铁联络通道项目的可选施工方法较丰富，常见的有明挖法、土层冻结法、顶管法等，各自均具有独特的应用优势，需遵循因地制宜的原则，根据实际情况作出选择。
土层冻结法具有防水性能好、对周边环境破坏小等优点，其与矿山暗挖法配合使用，能更好地运用于软弱土层和含砂层地质环境中。
本文主要是浅析联络通道在冻结后，开挖构筑施工的技术要点。
1 .开挖准备工作1.1四通（1）水通：将水管接送至施工场地，水量为10m3/h；排水，从联络通道到地铁车站区间利用排水管路，水泵设在联络通道口附近，形成排水系统。
（2）电通：从冻结施工用电处取电，不低于200KW供电量。
（3）路通：道路能允许16～25t卡车进出施工场地。
在已建工作井内安装载重1t的货运提升机，供井上，井下垂直运输用。
工作井与联络通道之间采用手推车或翻斗车做水平运输用。
（4）信息通：井上、井下通讯联系使用内部专用电话。
1.2隧道内工作平台搭设按联络通道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）在联络通道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2m×3.5m=7m2。
（2）在联络通道运输侧，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8m×4.5m=36m2。
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地下交通工程与工程安
全
杭州地铁超长联络通道冻结法施工风险控制陈建
伟
(杭州市地铁集团有限公司浙江杭州
310020)
摘要本文通过对地铁隧道334m超长联络通道各个施工阶段风险因素的识别和分析
确定冻结管钻孔偏料、承压水危害、冻胀变形、泵房开挖分别是各施工阶段最大风险
事件
在施工中通过对最大风险事件的有效控制和冻土帷幕温度监测,成功地完成国内目前最长
地质条件最为复杂并含有沼气的软土地层中用冷冻工法施工超长联络通道。关键词地铁;联络通道;冻结法;风险控制
AbstraetThePaperidentifiesintheeonstruetionstagesthemostriskyevents1ebypin-
pointingdeviationofportholesforfreezingtube,loadbearingwaterhazard,deforma
t
ion
byfrostheave,exeavationofpump一station,afterreeognizingandanalyzingvariousrisky
faetorsineaehoftheeonstruetionstagesof334mextralonglateralpassagefo
rmetro
tunnelIfeffeetiveeontrolwasdoneonthemostriskyeventswithmonitoringonfrozengroundeurtaintemPerature,itwouldbesueeessfulforlateralpassageeonstruetionthee
x-
tralongoneuptonowinthenation,bygroundfreezingthroughsoft5011eontainingbio
-
gaswitheomplexgeology
Keywordsmetro;lateralpassage;groundfreezing;
ri
skeontrol
1前言
2条地铁区间隧道之间一般要设置一条横向的联络通道和泵房,设在2座地铁车站之
间的最大埋深处。采用盾构法施工的软土地层,联络通道和泵房一般采用冻结法或旋喷桩施工,矿山法开挖。2003年7月1日上海轨道交通4号线南浦大桥一塘桥区间在黄浦江边
埋深30m处采用冻结法开挖联络通道中,发生渗漏水导致大量土砂涌人,致使200m区间隧道坍塌的重大事故。广州地铁、高雄地铁也发生过联络通道开挖引起的坍塌事故。地铁联络通道和泵房施工成为重大的风险源
。
杭州地铁1号线彭埠站至建华站盾构区间设2个联络通道,处于软土地层,埋深大、通道长,采用最有效和安全的冷冻工法,但仍存在风险,有很多风险点,必须严格管理、精细施工,实施动态监测,将工程风险降到最低。
2工程及地质概况
杭州地铁1号线彭埠站至建华站盾构区间左线长为1529463m,右线长为234
一地下工程风险防范与管理1622571m,隧道内径为55m,该区间共设置两个联络通道,其中l号联络通道覆土为
25lm,通道净长为27Zm(扣除管片),通道上方为预留的4号两条出人段线,
左线正上方
为1号西出人段线,净距为94m。开挖地层通道为淤泥质粉质私土、泵房为勃土夹淤泥质
粉质勃土。通道离沪杭高速公路坡脚仅为23m。该联络通道埋深大,长度长,开挖地层含水
量高、孔隙比大、流塑性大,施工风险大
。
1号联络通道结构由两个与隧道相交的喇叭口、通道及泵站组成。通道采用二次衬砌
方式,一次衬砌为型钢支架厚度为150mm,二次衬砌为现浇钢筋混凝土结构,厚度通道侧墙
及泵站底板为45Omm、拱顶为500mm、通道底板为1910mm,一次与二次衬砌之间铺设防
水层。联络通道所处地层如图1所示。
图1彭一建区间1号联络通道地层分布图其通道所处的土层分别为¹:杂填土、»2砂质粉土、»3砂质粉土、»:砂质粉土、»6粉砂
夹砂质粉土、¼3淤泥质粉质薪土、¾:淤泥质粉质豁土夹粉土、¾:淤泥质粉质薪土、¿:
勃土
夹粉质豁土(局部分布)、Àl私土夹淤泥质粉质豁土、 :灰色粉质戮土(隔水层)、01粉砂层(承压水层),顶板高程为一31sm,水压约为03MPa,位于泵房下方约421m处。通道路
位于¾1、¾2层,泵房位于À1层。联络通道及泵站所处土层物理力学参数如表1所示
。
235地下工程风险防范与管理1622571m,隧道内径为55m,该区间共设置两个联络通道,其中l号联络通道覆土为
25lm,通道净长为27Zm(扣除管片),通道上方为预留的4号两条出人段线,
左线正上方
为1号西出人段线,净距为94m。开挖地层通道为淤泥质粉质私土、泵房为勃土夹淤泥质
粉质勃土。通道离沪杭高速公路坡脚仅为23m。该联络通道埋深大,长度长,开挖地层含水
量高、孔隙比大、流塑性大,施工风险大
。
1号联络通道结构由两个与隧道相交的喇叭口、通道及泵站组成。通道采用二次衬砌
方式,一次衬砌为型钢支架厚度为150mm,二次衬砌为现浇钢筋混凝土结构,厚度通道侧墙
及泵站底板为45Omm、拱顶为500mm、通道底板为1910mm,一次与二次衬砌之间铺设防
水层。联络通道所处地层如图1所示。
图1彭一建区间1号联络通道地层分布图其通道所处的土层分别为¹:杂填土、»2砂质粉土、»3砂质粉土、»:砂质粉土、»6粉砂
夹砂质粉土、¼3淤泥质粉质薪土、¾:淤泥质粉质豁土夹粉土、¾:淤泥质粉质薪土、¿:
勃土
夹粉质豁土(局部分布)、Àl私土夹淤泥质粉质豁土、 :灰色粉质戮土(隔水层)、01粉砂层(承压水层),顶板高程为一31sm,水压约为03MPa,位于泵房下方约421m处。通道路
位于¾1、¾2层,泵房位于À1层。联络通道及泵站所处土层物理力学参数如表1所示
。
235地下工程风险防范与管理冻结施工的设计盐水最低温度为一28℃一一30℃,要求冻结7d后盐水温度达到一20
℃。维护冻结盐水温度一般不高于一28℃
;
冻土帷幕平均温度不高于一10℃,冻结壁与管
片界面不高于一5℃;冻结孔单孔盐水流量为6一7m3/h;冻结管用(89mmXS低碳钢无缝钢管;冻结总需冷量为135530keal/h(Ikeal=3866kJ)。冻土强度为:单轴抗压不少于
36MPa,弯折抗拉不少于2OMPa,抗剪不小于1SMPa(一IOoC)
。
4联络通道施工风险识别与分析
41冻结管施工风险识别与分析
冻结管采用在隧道管片上开孔后,用钻机钻孔。施工风险为结构损伤、冻结管偏斜、冻结管缺陷和涌水涌砂。(1)结构损伤:冻结管开孔时对管片主筋凿断、混凝土开裂。
(2)冻结管偏斜:该通道透孔长为2790Omm,钻偏斜不大于20mm,对钻孔施工要求
相当高
。
(3)冻结管缺陷:冻结管螺纹接头壁厚厚薄不一,接头焊缝质量缺陷和冻结管弯曲,冷
冻导致冻结管开裂盐水渗漏。(4)涌水涌砂:泵房处冻结管与承压水间距仅有07m,钻孔时隔水层被击穿,或者孔口
密封装量失效,引起涌水涌砂。经综合分析,本阶段最大风险事件为冻结管的偏斜和承压水的危害。42冻结阶段风险识别与分析
冻结阶段的风险为制冷量不足、冻土帷幕恶化、冻土强度不足和管片变形。(l)制冷量不足:设计制冷量不足,制冷设备效率或冻结器盐水流量不足引起冷量不
足,导致冻土帷幕强度或刚度达不到设计要求
。
(2)冻土帷幕恶
化:因不同土层冻胀系数不同,或冻结管间温度差异过大,导致冻结管
开裂,盐水渗漏出,引起冻土融化,冻土帷幕恶化。(3)冻土帷幕强度不足:由于冻结管循环不畅如气堵,造成局部的冻土帷幕强度不够。
还有隧道空气流动大,温度相对较高,管片表面散热较快,冻土帷幕与管片界面之间冻土强度不足。(4)管片变形:
随着冻结帷幕交圈,冻土体积增加,导致隧道管片变形。
经综合分析,本阶段最大风险事件为冻土帷幕强度恶化和管片变形。43开挖砌筑阶段风险识别与分析
开挖砌筑阶段风险为管片失稳、设备异常停机、帷幕缺陷、冻土变形和泵站开挖涌水。(1)管片失稳
:
开挖前拆除部分钢管片使管片失去完整性,造成隧道开口处出现较大应
力集中,导致管片变形甚至失稳。(2)冻结设备异常停机:供冷中断时间过长,冻土帷幕恶化。
(3)帷幕缺陷:该通道处在沼气层,或者先前高压旋喷桩施工,土层中可能存在沼气包
和水窝等地层缺陷,会在冻土帷幕中形成空洞或冰体,造成冻土帷幕缺陷,开挖时由于冻土帷幕“天窗”导致透水事故的发生。(4)冻土变形:通道中间冷冻施工前从地表往下钻孔埋设(219mm
钢管,加快了隧道与
一237一