联络通道冷冻法施工技术73页PPT
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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。
联络通道冷冻法施工工艺工法1前言1.1工艺工法概况人类首次成功地使用人工制冷临时加固土体是在1862年英国威尔士的建筑基础施工中,在我国煤炭建设中的应用也有整整40年的历史了。
而在其它岩土工程中的应用则刚刚起步。
1994年在上海地铁1#线旁通道施工采用了冷冻加固施工,利用人工制冷技术,使地层中的水变冰,把天然土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下结构的联系,以便在冻结壁的保护下进行施工的一种特殊施工方法。
目前这项地层加固特殊技术被广泛地应用到世界许多国家的隧道、地铁、基坑、矿井、市政及其他岩土工程建设中,成为岩土工程尤其是地下工程施工的重要方法之一,在我国已经广泛应用于矿井深井加固、地铁联络通道及盾构进出洞端头加固、深基坑冻结帷幕墙等施工领域,应用前景十分广阔。
1.2工艺原理通过热量交换原理,将冷媒输送至冷冻管道,通过管道内的循环将土体中的热量带出,使土体中水分温度不断降低结冰,范围不断扩大,使施工区域外围土体冻结,形成强度高,封闭性好的冻结帷幕。
冷冻法加固地层的原理,是利用人工制冷的方法,将低温冷媒送入地层,把要开挖体周围的地层冻结成封闭的连续冻土帷幕,以抵抗外侧水土压力,并隔绝地下水与开挖面之间的联系,然后在这封闭的连续冻土帷幕的保护下,进行开挖和做永久支护的一种地层特殊加固方法。
制冷是由三大循环系统来完成的,分别为氟里昂循环系统、冷媒循环系统和冷却水循环系统。
进入地层的冷媒通过进、回管路与地层相连,通过冻结管与地层进行热交换,将冷量传递给周围地层,将地热通过冻结孔由低温冷媒传循环系统传给氟里昂循环系统,再由氟里昂循环系统传给冷却水循环系统,最后由冷却水循环系统排入大气。
随着低温冷媒在地层中的不断循环,地层中的水逐渐结冰,形成以冻结管为中心的冻土圆柱,冻土圆柱不断扩展,最后相邻的冻结圆柱连为一体并形成具有一定厚度和强度的冻土帷幕。
2工艺工法特点2.1封水性有自由水(一般情况下含水率应大于10%,否则要采取增加土层湿度的辅助工法)就能冻结成冻土,形成冻土壁。
冷冻法施工工艺公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]冷冻法施工目录1.1工程概况1.1.1工程简介【南浦站~洛溪站区间】区间长度920m,联络通道设置在里程YDK6+处,上方中心为花坛。
联络通道埋深约16m,结构高4.25m,宽3.8m,长6.54m。
联络通道采用矿山法施工,结构形式为初期支护+二次衬砌。
联络通道结构见图1、2。
图1 联络通道结构图图2 联络通道结构剖面图冷冻前已对联络通道范围地层采用Φ800@600双管旋喷桩加固,相邻排错位布置。
加固在08年12月中旬完成。
考虑到加固地层地下水流动性较强且位于砂层,采用先联络通道开挖,后切割隧道管片的方法,即地层加固后,在地面两隧道之间先施工一竖井(直径2.5m的钢护筒)至联络通道位置,然后再使用矿山法开挖联络通道,在联络通道初衬完成后,最后切割管片连通隧道并施工二衬。
1.1.2工程地质及水文地质[南浦站~洛溪站]联络通道顶部埋深为15.7m,底部埋深19.8m,穿越地层主要为<3-1>粉细砂层。
联络通道上方是:<3-1>粉细砂层、<2-2>、<2-1A>淤泥及<1>杂填土等地层,下方是:<4-1>淤泥质土、<5-2>硬塑粘土、<6>全风化红岩、<7>强风化红岩等。
洞身上覆土层为<3-1>粉细砂层、下卧土层为地层<4-1>淤泥质土、<3-1>粉细砂层,剖面图如图3。
勘察报告显示,联络通道地层及隧道上覆地层均为透水地层,渗透系数分别为:<3-1>粉细砂层2.5m/d; <2-2>淤泥质细中砂层1.8m/d。
由于地层渗透性强,又距离江边较近,联络通道位置地下水与三枝香水道有直接水力联系。
1.2冷冻法施工工艺及特点1.2.1施工工艺流程联络通道施工可分为冻结孔施工、冻结施工和开挖构筑施工三个主要部分,其主要施工顺序见下图所示。
联络通道冷冻法原理宝子们!今天咱们来唠唠联络通道冷冻法的原理,这可超有趣的呢!联络通道啊,就像是在地下给各个空间搭起的小桥梁。
那冷冻法在这当中就像是一个神奇的魔法。
想象一下,咱们的地下有好多土啊、水啊之类的东西,就像一个大杂烩。
冷冻法呢,就是要把这个大杂烩里的一部分变得像冰块一样硬邦邦的。
这冷冻法啊,主要靠的就是制冷设备。
这些制冷设备就像是超级大冰箱里的制冷部件一样厉害。
它们会把一种叫做冷媒的东西变得超级冷。
冷媒呢,就像是一个超级冷的小使者,在联络通道要施工的地方到处跑。
冷媒是怎么让周围变冷的呢?它通过管道在地下穿梭。
就好比冷媒在地下的土里和水里开着小火车,一边跑一边把冷能量散发出去。
周围的土和水一碰到这冷能量,就开始发生变化啦。
土里面的水分会先被冻住,然后慢慢的,连土颗粒也被这寒冷给“定住”了。
就像一群调皮的小娃娃,本来在乱跑乱跳,突然被施了魔法,站在那儿动不了了。
这时候啊,联络通道周围的地层就变得超级坚固了。
坚固到什么程度呢?就像给施工的地方穿上了一层厚厚的冰铠甲。
这样做有啥好处呢?那可太多啦!对于施工人员来说,就像是在一个被保护起来的小空间里干活。
原本那些软趴趴的、可能会塌下来的土,现在变得像石头一样可靠。
施工的时候就不用担心突然冒出来个塌方之类的危险啦。
而且啊,冷冻法还能很好地控制地下水。
地下水就像一个调皮的小水怪,老是想在施工的时候出来捣乱。
但是冷冻法把周围的地层一冻,就像是给小水怪造了个冰笼子,它想跑也跑不了啦。
这样就不会出现地下水突然涌出来,把施工场地变成一个大水池的情况。
那这冷冻法要冻到什么程度才合适呢?这也是有讲究的。
如果冻得不够,那地层就还不够坚固,还是有危险。
要是冻得太过了呢,又可能会对周围的地层产生一些不好的影响,就像你把一个东西冻得太狠了,它可能会裂开一样。
所以啊,那些搞工程的专家们就得像大厨做菜掌握火候一样,精确地控制冷冻的温度和范围。
在联络通道施工完成之后呢,冷冻法也不是就拍拍屁股走人了。
1 冷冻站位置
1、冷冻站安装在联络通道施工不影响侧,具体位置及各种机电的布置位置见图4-3;
主冷冻机
备用冷冻机
冷却塔
水箱盐
水
箱
盐水泵
联络
通道
水管
盐
水
管
通 道
图4-3 冷冻站安装平面布置图
2、冷却塔若散热不及时,可用轴流风机通风;
3、冷却塔产生的高温水蒸汽要排除隧道,避免在联络通道方向排放,以免影响冻结效果;
2 冷冻站安装
1、重物运输:
采用自制的平板车进行运输。
2、重物卸车及安装
如图,重物运至相应位置后,用手拉葫芦卸车,注意,钢管固定于螺栓上时要保证牢固性,固定钢管的直径50以上,壁厚6mm以上。
固定到螺栓固定到螺栓
钢管
重 物
自制平板车
机械卸车图
3、冷冻站安装后要搭设平台,平台要覆盖整个冷冻站;搭设平台的材料可用木板;
4、电路要整体规划,不能有凌乱的电线在平台上面,最好隐蔽架设。
5、配电箱、开关箱等统一安装到一起,便于管理,并粘贴设备标识牌。
6、盐水循环系统最高部要设置排气阀,干管及主管路上安装流量计。
7、冷却水循环管路要涂刷油漆,颜色不做要求。
3三通一平
1、供水,将水管接送至施工场地,水量为10m3/h;排水,从联络通道口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、供电,200kw电量接送至施工场地。
3、通风,将隧道掘进使用的主风机接通风管至隧道口,并接通风机电源,保持待使用状态。
4、道路,能允许5~10t卡车进出施工场地,必要时应提供市内运输通行证。