地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术
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目录一、前言二、特点三、使用范围四、工艺原理五、工艺流程六、施工操作要点七、机具设备八、质量标准九、劳动力组织十、安全环境保护十一、效益分析十二、工程实例冻结法施工工法一、前言作为一种成熟的施工方法,冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中,已有100多年的历史,我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史,主要用于煤矿井筒开挖施工,其中冻结最大深度达435m,冻结表土层最大厚度达375m。
自1992年起,冻结法工艺被广泛应用于XX、北京、深圳、南京等城市地铁工程施工中。
XX集团在XX地铁M8线Ⅲ标段XX站~XX中路站区间隧道旁通道工程施工中,采用了冻结法加固的施工方法,通过对施工工艺的归纳总结,以及参考有关施工技术资料,形成本工法。
二、特点冻结法适用于各类地层尤其适合在城市地下管线密布施工条件困难地段的施工,经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点:1、可有效隔绝地下水,其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的,对于含水量大于10%的任何含水、松散,不稳定地层均可采用冻结法施工技术;2、冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件,地质条件灵活布置和调整,冻土强度可达5-10Mpa,能有效提高工效;3、冻结法是一种环保型工法,对周围环境无污染,无异物进入土壤,噪音小,冻结结束后,冻土墙融化,不影响建筑物周围地下结构;4、冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业,能有效缩短施工工期。
三、使用范围冻结法适用于各类地层,主要用于煤矿井筒开挖施工。
目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面也得到了广泛的应用。
四、工艺原理冻结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,以便在冻结壁的保护下,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,当工程需要时冻土可具有岩石般的强度,如不需要加固强度时,又可采取强制解冻技术使其融化。
地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术发布时间:2023-02-01T03:27:42.754Z 来源:《工程管理前沿》2022年第18期作者:张松[导读] 目前,我国的地铁工程已经进入了加速阶段,许多线路正在施工,一些大的工程正在进行,张松中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司江苏省无锡市 214000摘要:目前,我国的地铁工程已经进入了加速阶段,许多线路正在施工,一些大的工程正在进行,已经有30多个城市已经建成。
跨线隧道施工是地铁隧道建设中的一个关键环节,也是一个危险累积期。
合理的冻结方案对确保项目的安全运行至关重要,通过实际应用,证明了冻结法是一种有效、安全可靠的方法。
传统的跨槽孔冻结技术在设计、施工方面较为成熟,但在特殊环境、承压含水层、特殊环境等条件下,仍然存在一些技术问题。
因此,本文就地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术展开了详细的论述。
关键词:地铁隧道;联络通道;冻结法1.冻结法施工技术的原理冻结技术在地层加固中得到了广泛的应用。
以人工制冷技术为主,建立了低温管路系统。
利用低温制冷剂的循环系统,将制冷能力持续传输至地表,从而将土壤含水量降至零点以下,从而实现冻结。
在此基础上,通过冰的黏结作用,将土壤固化为不渗透的整体结构,从而提高土壤的强度、稳定性和不渗透性,从而在地下排水中起到防护的作用,并能有效地抵御岩土的压力,保证施工和支护的安全。
按照制冷方式的不同,冷冻方式可以分为两种:循环制冷和直接制冷。
循环制冷系统的核心理念是:以氨、氟利昂为制冷剂,以盐水为制冷剂。
这种方法具有成本低廉、应用范围广等特点。
低温液态氮及其他有关物质是直接制冷的制冷剂。
利用水泵装置,将低温流体经冷却管道送入地层,冻结地层。
鉴于循环制冷方式和直接制冷方式的特性,本工程选择了循环制冷方式。
2.冻结加固方案的设计要点 (1)根据现场条件,横穿隧道应按水平或斜向设置,并在各孔内设置有孔板。
针对钻机施工中,泥浆水易于涌出,在钻孔入口处设有专用的封堵装置。
地铁联络通道冻结法施工技术第一篇:地铁联络通道冻结法施工技术联络通道冻结法施工技术摘要:结合上海地区地铁所处地层的特点,对联络通道的冻结施工作了详细的分析。
对水平冻结工艺、冻结施工、冻土开挖、冻胀融沉等几方面提出了有参考价值的施工参数及控制措施。
最后对施工的一些安全问题提出建议。
关键词:轨道交通;联络通道;冻结法;施工上海市地铁区间隧道所处地层常常遇到松软含水地层,稳定性差,因此,在联络通道土体开挖前,必须对周围土体进行加固。
用冻结法加固土体具有强度高、封水性好、安全可靠等优点,特别适用此类工程。
由于传统的垂直钻进冻结孔在城市中施工缺乏打钻空间,故以采用水平冻结[1,2]为宜。
1、联络通道施工联络通道及泵站常设在地铁区间隧道的最低点。
其由与上、下行线正交的水平通道和通道中部的集水井组成。
通道为直墙圆弧拱结构,集水井为矩形结构。
在冻结法施工过程中[3],通常用“隧道内钻孔,冻结临时加固土体,矿山法暗挖构筑”的施工方案,即:在隧道内利用水平孔和倾斜孔冻结加固地层,使联络通道及泵站外围土体冻结,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及泵站的开挖构筑施工。
地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。
2、水平冻结工艺 2.1冻结帷幕设计冻土帷幕厚度设计,通常根据类似工程施工经验和设计试算,然后采用有限元对冻土帷幕受力与变形进行验算,直到满足要求。
2.2冻结孔的设置根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔按上仰、近水平、下俯3种角度布置在联络通道和泵站的四周,在通道下部布置2排冻结孔,加强通道冻结效果,把泵站和通道分为2个独立的冻结区域。
通常冻结孔的布置根据管片配筋情况和钢管片加强筋位置,在避开主筋的前提下可适当调整。
2.3制冷设计 1)确定冻结参数。
(1)设计盐水温度为-25~-30℃。
(2)冻结孔单组流量≥3 m3/h。
(3)冻结孔应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板,开孔位置误差≤100 mm。
怎样在地铁联络通道布置冻结孔在城市地铁联络通道的施工中,由于地质条件和地面工况影响,通常采用冻结法施工联络通道。
即在联络通道四周布设冻结孔,采用跟管钻进法,用水平钻机按照一定的水平角和垂直角将冻结管钻入地层,然后用人工制冷方法将联络通道部位的地层冻结,形成能抵抗地层水土压力和封水的冻土帷幕。
在冻土帷幕的支护下进行联络通道的开挖与构筑。
冻土帷幕能否完好形成是联络通道施工成败的关键因素,而冻结孔正确施工是冻土帷幕完好形成的关键,又是首要工序。
因此,在施工中正确确定冻结孔的水平角和垂直角,对冻土帷幕的形成起着至关重要的作用。
冻结管的垂直角设计图纸已经给出,施工时无须调整;水平角设计图纸给出的均是0°。
在盾构隧道的推进中,因施工误差,通常左、右线联络通道的钢管片不在原设计位置;有的联络通道布置在隧道曲线段上,因此,在施工中必须根据隧道钢管片中心的实际位置计算冻结孔的水平角,然后按计算出的水平角打设透孔,进行核准后,再开始冻结孔的布设和钻进。
1.联络通道位置无偏差当联络通道位置所在隧道左、右线均为直线段,且左、右线联络通道的钢管片位置都符合设计图纸要求时,冻结孔的水平角无须进行计算,按照冻结孔设计图纸中标示的水平角度即可(一般为0°)。
水平角的定向可采用拉线法进行,为方便定向,以联络通道中心左、右线钢管片环缝为参照物,在联络通道中心钢管片的隧道环缝处拉一条水平线,在水平线上按1m间距选取3个点,用3个线坠分别系在这3个点上,形成3道垂线,用钢卷尺在靠近垂线的部位水平量取垂线与冻结孔的距离,用同样的方法,在另外2条垂线附近,量取同样的距离定出2个点,钻机按这两个点进行就位,即完成了冻结孔水平角度的定向。
2.联络通道位置有偏差当联络通道位置所在隧道左、右线均为直线段,联络通道左、右线钢管片的实际位置与设计位置有偏差时,应根据偏差大小计算冻结孔的水平角度,一般情况下,盾构推进测量人员只提供联络通道部位左、右线钢管片中心与隧道轴线交点的坐标,可用作图法求出联络通道轴线与左、右线钢管片中心环缝的水平夹角。
联络通道冻结法(冷冻法)施工方案一、工程概况让我们来了解一下工程概况。
本次工程位于城市繁华地段,地下管线复杂,为了保证施工安全、顺利进行,我们决定采用联络通道冻结法施工。
1.工程地点:市路2.工程性质:地铁联络通道施工3.施工方法:联络通道冻结法二、施工原理及设备我要详细介绍一下联络通道冻结法的施工原理及设备。
1.施工原理:通过在联络通道周围布置冻结管,注入液态二氧化碳,使土壤中的水分结冰,形成冻结帷幕,从而隔离地下水,达到安全施工的目的。
2.施工设备:冻结管:用于注入液态二氧化碳,形成冻结帷幕。
冷却系统:用于将液态二氧化碳冷却至所需温度。
循环泵:用于循环液态二氧化碳,保持冻结帷幕的稳定性。
三、施工步骤及要点1.施工前期准备:主要包括现场调查、编制施工方案、办理相关手续等。
2.冻结管布设:根据设计要求,在联络通道周围布置冻结管,确保冻结帷幕的完整性。
3.注入液态二氧化碳:通过冷却系统将液态二氧化碳注入冻结管,形成冻结帷幕。
4.冻结帷幕监测:实时监测冻结帷幕的稳定性,发现问题及时调整。
5.施工过程中注意事项:确保冻结管布设的准确性,避免因冻结管位置不准确导致冻结帷幕不完整。
控制液态二氧化碳的注入速度,避免因注入速度过快导致冻结帷幕不稳定。
加强现场监测,发现异常情况立即采取措施,确保施工安全。
四、施工安全及环保措施1.安全措施:加强现场安全管理,严格执行安全规定。
配备专业的施工队伍,提高施工人员的安全意识。
定期进行安全培训,提高施工人员的安全技能。
2.环保措施:严格控制液态二氧化碳的排放,避免对环境造成污染。
采用先进的施工设备,降低噪音污染。
施工过程中,加强对周围环境的影响评估,确保施工对环境的影响降到最低。
五、施工进度及验收1.施工进度:根据工程要求,制定详细的施工计划,确保工程按时完成。
2.验收标准:按照国家相关标准,对冻结帷幕的稳定性、施工质量等进行验收。
我要感谢团队的支持与配合,让我们一起为这个项目努力,共创辉煌!1.冻结管布设精准度注意事项:冻结管的位置必须精确,稍有偏差就可能导致冻结帷幕不完整,影响施工安全。
冻结法在地铁盾构隧道联络通道施工技术总结1工程概况杭州地铁九堡东站~乔司南站盾构区间隧道联络通道及泵站位于区间隧道中部,联络通道及泵站采取合并建造模式,距离联络通道上部地面正上方14m处有一居民房,联络通道上方无重要管线。
拟构筑联络通道所在位置的隧片为钢管片,隧道内径为φ5.5m,上、下行线隧道中心线距离15.46m。
联络通道结构见图1。
图1 联络通道结构示意图2工程地质及水文地质条件根据离联络通道最近的地质勘探孔提供的地质情况,联络通道所处地层上部和中部为③5砂质粉土、下部③6粉砂夹砂质粉土,见图1所示。
该土层具有高压缩性、低强度、灵敏度高、透水性强等特点,在动力作用下易产生流变现象。
在该地层内进行联络通道开挖构筑,须对土体进行稳妥、可靠的加固处理。
冻结法加固土体具有强度高,封水性好,安全可靠的优点,极适于本工程。
3施工工艺过程3.1施工方案选定根据上述联络通道施工条件,决定采用“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,使联络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联络通道及泵站的开挖构筑施工,地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。
3.2冻结法的施工工艺图2 冻结法施工流程图3.3冻结加固设计3.3.1冻结帷幕的加固范围联络通道冻结帷幕按冻结加固设计图的要求进行施工。
冻结壁平均温度设计为-10℃,相应的冻土强度的设计指标为:单轴抗压3.6Mpa,抗折1.8Mpa,抗剪1.6Mpa,无侧限抗压强度qu≥3.0Mpa,土体渗透系数k≤1×0-8cm/sec。
3.3.2 冻结孔、测温孔与卸压孔的布置3.3.2.1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,其中上行线64个,下行线14个。
设置穿透孔4个。
冻结孔的布置详见图3、图4。
地铁联络通道远端制冷冻结加固施工工法地铁联络通道远端制冷冻结加固施工工法一、前言地铁联络通道是连接不同地铁线路的重要通道,为确保其结构稳定和安全运营,需要进行冻结加固施工。
本文将介绍地铁联络通道远端制冷冻结加固施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点地铁联络通道远端制冷冻结加固施工工法具有以下特点:1. 通过冷冻技术实现地下土层的冻结,形成冻土体,增加地下土壤的稳定性。
2. 采用冷却剂循环系统,保持冻土体的稳定温度,确保联络通道的结构不受影响。
3. 施工工期相对较短,对地铁运营影响较小。
4. 施工成本较低,适用于不同规模的地铁联络通道。
三、适应范围地铁联络通道远端制冷冻结加固施工工法适用于各类地铁联络通道,包括新建和已建成的联络通道,以及不同地质条件下的施工需求。
四、工艺原理地铁联络通道远端制冷冻结加固施工工法基于以下工艺原理:1. 冷冻技术:通过在地下土层中注入冷却剂,形成冻土体。
冻土体能增加地下土壤的稳定性,保证施工过程中的安全性。
2. 冷却剂循环系统:通过冷却剂的循环,保持冻土体的稳定温度。
冷却剂循环系统需要具备稳定的制冷效果,以确保整个施工期间的冻土体稳定。
五、施工工艺1. 初期准备:对联络通道的远端区域进行现场勘察和土层分析,确定冻结加固方案。
2. 设计冷却剂循环系统:根据现场实际情况,设计冷却剂循环系统,并进行系统组装和调试。
3. 钻孔施工:在联络通道远端区域进行钻孔施工,将冷却剂注入地下土层。
4. 冻结加固施工:通过冷冻技术,形成冻土体,增加土层的稳定性。
5. 监测与调整:持续监测冻土体的温度和变形情况,根据监测结果进行系统调整和控制。
六、劳动组织地铁联络通道远端制冷冻结加固施工需要组织专业团队,包括工程师、技术人员和施工人员。
各个岗位的工作职责需要明确划分,确保施工过程的顺利进行。
七、机具设备1. 钻孔设备:用于在地下土层进行钻孔施工。
地铁项目联络通道冷冻法施工论述摘要:本文主要对地铁项目中采用冷冻法施工的运用和发展,对冷冻法施工的设计、施工工艺及设备的论述关键词:地铁工程冷冻法0 引言冻结法是一种特殊的施工方法,是在修建地下时,使用人工制冷手段暂时加固地层并阻绝地下水的进入含水地层时所采用的方法。
本文介绍地铁联络通采用冻结法施工,取得相关技术参数及经验。
1 工程概况此地铁项目区间设置两个联络通道,其中1#联络通道及泵站中心处隧道中心线间距13.000m,联络通道所在位置的轨面高程左约+54.018m(右线为+54.017m),2#联络通道处隧道中心线间距13.750m,联络通道所在位置的轨面高程左约+56.334m(右线为+56.392m)。
2施工准备2.1技术准备在正式施工前必须做好充分的准备工作,施工现场先进行自检,合格后报监理单位审批通过后方可正式开工。
1.结合国家现行规范、标准,理解业主对工程的要求。
2.根据现场提供的基准坐标、高程资料及设计图纸,进行现场中心轴线的测量放样和复核。
3.根据设计要求和施工现场情况编制施工方案和进度计划。
4.制定各种技术措施,组织进行“三级”技术交底。
2.2现场准备1、现场供、排水系统①从盾构施工用水接驳口接一路供水路至联络通道位置,供钻孔和冻结施工用,水管规格2寸,供水能力不小于10m3/h。
②现场排水经沉淀后排出到指定的地方,严禁将泥浆排放在市政排水系统内。
2.临时供电系统①现场的供电能力不小于350kw。
供电系统可以采用10KV高压电直接供到联络通道位置。
②施工配电按照三级配电,两级保护布置。
由现场配电室接电缆敷设到地面总配电箱总配电箱至各分配电箱,再由各分配电箱至各开关箱和用电设备。
③沿墙敷设的电缆可靠固定。
电缆穿过施工道路时,采用埋地或架空铺设。
3.施工工艺技术3.1冻结加固设计3.1.1设计要求1.冻结施工严格按照设计要求执行。
2.设计的主要内容:冻结帷幕、冻结孔、测温孔、管片保温、盐水温度、积极冻结时间,隧道钢支架、应急门及冻胀与融沉控制等。
用户■施工CONSUMERS & CONSTRUCTION-4地铁隧道联络通道冻结法施工技t K■谷丹中铁十八局集团市政工程有限公司广西南宁530031摘要:以福州地铁6号线潘墩站-林浦站区间联络通道冻结法施工为丨:程背景,对冻土帷幕发展规律进行分析研究,并通过开挖 时暴露的冻结壁情况对分析结论进行进一步佐证,研究结果表明:冻结开始时,冻土帷幕的温度随若时N的延长呈现出快速下降 的;B势;待冻k帷幕接近;度时,K降的趋势放缓直到趋于稳定;冻结帷幕未胶圈前,泄压孔压力接近K!始地层压力,当泄压孔 压力升高时,说明冻结壁已交圈:随《时间推移,冻结帷幕逐步发展成为设计要求的冻结壁厚度和平均温度。
关键词:冻结法;冻土帷幕;施工技术管理1工程概况福州地铁6号线潘墩站-林浦站区间隧道左线长682m,右线长728m。
本区采用盾构法施工,衬砲采用预制 钢筋混凝土符片,管片内径55(K>mm,管片外径6200mm,管片厚度350m m,管片宽度1200mm。
左右线盾构机均从 林浦站始发,至潘墩站接收。
区间设联络通道一座,联络通道处左右线隧道里程为 XK0+742.269,中心距为13_60m,左右线隧道中心标高-8.417m/-8.4l>6m,联络通道所处位H地面标高(根据勘 探孔资料)左右线约为+7.30ni /+5.75m,联络通道上方覆 土厚度约为13m,通道埋深约为21.7m。
本工程风险等级 为n级。
联络通道上方为福泉高速连接线路面和路边绿化带,距联络通道中心约43m是东城御景高层住宅区。
一根1)L 35(1 X270电缆线从联络通道上方穿过,为铁路10k v电缆线,直埋在地表以下0.8 ~ l m位罝。
因联络通道所处地层为砂层,在施工时需对联络通道 位H土体进行冻结加固m。
冻土帷幕具备强度高、防水性 能优越、对周围环境影响小的优势pl,因此冻结法在工程 建设中得到广泛的应用,尤其针对软弱土层中的联络通道 建设起到丫关键促进作用|V51。
联络通道冻结法施工流程一、施工前的准备工作。
施工之前呀,那得先把各种材料和设备都准备好。
就像我们出去旅行要带齐东西一样,施工也不能少了重要的家伙事儿。
像冷冻设备得确保能正常运行,还有那些用于冻结的管道啊,得保证质量没问题。
而且场地也要清理干净,不能乱七八糟的,要是场地乱得像个垃圾场,那施工起来可就麻烦大啦。
人员也要安排好,每个人都得知道自己干啥,就像一个足球队,每个队员都有自己的位置和任务。
二、冻结孔的施工。
接下来就是冻结孔的施工啦。
这个就像在地上打孔一样,不过可不是随随便便打个孔就行哦。
得按照设计好的位置和角度来打孔。
钻孔的时候要特别小心,要是钻歪了,那后面的冻结效果可就大打折扣啦。
而且这个过程中还得注意安全,毕竟是在施工场地,要是不小心出了啥意外,那可就糟糕了。
钻孔完成后呢,还要对孔进行检查,看看是不是符合要求,就像检查一件做好的衣服有没有瑕疵一样。
三、安装冻结管。
冻结孔弄好了,就该安装冻结管啦。
这冻结管就像是给土地降温的小管道。
把冻结管小心翼翼地放进冻结孔里,可不能把它弄破或者弄弯了。
这就像把宝贝放进盒子里一样,得轻拿轻放。
安装的时候还要注意密封,要是密封不好,那制冷的东西跑出来了,就不能很好地给土地降温啦。
四、开始冻结。
冻结管安装好后,就可以开始冻结啦。
这时候那些制冷设备就开始工作啦。
就像打开冰箱的制冷功能一样,不过这个规模可比冰箱大多了。
土地在制冷设备的作用下,温度一点点下降。
这个过程得有人时刻盯着,就像照顾小婴儿一样,要随时关注温度的变化,要是温度降得太快或者太慢都不行。
而且在这个过程中,还要注意周围环境有没有受到影响,可不能因为冻结土地把旁边的建筑或者设施给弄坏了。
五、挖掘与支护。
等土地冻结到合适的程度,就可以开始挖掘联络通道啦。
挖掘的时候也不能太莽撞,得按照计划来。
一边挖还要一边进行支护,就像给挖出来的洞穿上一件保护衣一样。
要是不支护,那这个洞很可能就塌了。
而且在挖掘过程中要是发现什么异常情况,比如说有没冻结好的地方或者遇到大石头之类的,就得及时调整施工方案。
联络通道冻结法施工流程联络通道冻结法施工可是个很有趣的事儿呢,咱来好好唠唠它的流程。
一、冻结孔施工。
这可是整个冻结法施工的第一步哦。
施工人员要先确定冻结孔的位置,这个位置的确定可不能马虎,得根据工程的设计要求和地质情况来。
就像是给每个冻结孔找一个专属的“小窝”。
然后呢,就开始钻孔啦。
钻孔的时候呀,机器嗡嗡响,就像小蜜蜂在工作一样。
钻出来的孔要保证直直的,可不能歪歪扭扭的,不然后续的冻结效果就不好啦。
而且呀,在钻孔过程中还要注意安全,施工人员得时刻盯着各种参数,就像照顾小婴儿一样细心呢。
二、冻结管安装。
三、制冷系统安装与调试。
接下来就是制冷系统的安装与调试啦。
这个制冷系统就像是整个冻结法施工的“大空调”。
先把制冷设备安装好,各种管线要连接正确,这可考验施工人员的技术啦。
安装好之后,就得调试啦。
调试的时候就像给这个“大空调”做个全面的检查,看看各个部件是不是都能正常工作。
如果发现有问题,就得赶紧调整,就像医生给病人治病一样,要对症下药呢。
制冷系统正常工作后,就能开始给冻结管里面的冷媒降温,让地层慢慢冻结起来啦。
四、地层冻结。
地层冻结这个过程可神奇啦。
随着制冷系统的运行,冷媒在冻结管里不断循环,就像一群小冰精灵在里面跑来跑去,把周围的热量都带走了。
地层的温度就会慢慢降低,里面的水分就会结冰啦。
这个过程需要一定的时间,就像小树苗长成大树一样,不能着急。
施工人员要不断地监测地层的温度变化,看看冻结的范围是不是达到了设计要求。
要是发现冻结得不够或者冻结过头了,就得调整制冷系统的参数,就像调整小帆船的帆一样,要让它朝着正确的方向前进呢。
五、联络通道开挖与支护。
当地层冻结达到要求后,就可以进行联络通道的开挖啦。
开挖的时候要小心翼翼的,因为冻结后的地层虽然变得比较硬,但也不能乱挖一气。
就像在冰雕上雕刻一样,要按照设计的形状和尺寸来。
而且呀,在开挖的同时还要进行支护呢。
支护就像是给联络通道穿上一层保护铠甲,防止它坍塌。
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。
针对圆砾地层成孔难的这一特点,开孔设备选用
J-200型金刚石钻机。
在冻结过程中,为了使冻土帷幕覆盖范围内的整体温度分
布均匀,冻结孔采取“上仰,水平,下俯”三种成孔形式,总长度356.734m。
为
了充分利用冷冻机制冷输出,最大化地降低管片温度对冻结壁形成的影响,需在
冻结站对侧隧道沿着冻结壁边缘布设5排冷冻排管。
2.2钻孔施工和质量检测
钻孔采用MD-50型钻机,配备BW250型泥浆泵,利用Φ89×8mm无缝钢管制
作的冻结管作钻杆。
冻结管(包括测温管和卸压管)采取丝扣加焊接的连接方法。
待接头螺纹紧固后,再使用手工电弧焊接方法将接头处焊接牢固,以增强冻结管
连接的稳固性。
钻孔时安装简易钻头,全程均在无水条件下钻进。
因某些特殊原
因而导致钻进难度较大时,可在钻头处安装单向阀门,采取带水钻进方式,保证
钻进作业的顺畅性。
当冻结管到达设计深度后,清理安装在钻头处的单向阀,并
对冻结管端部做密封处理。
钻孔时存在较多干扰因素,需监测孔位的偏斜情况,
若出现偏斜应及时纠正。
冻结管深度满足要求且偏斜量得到有效控制后,则以
0.8MPa压力进行打压试漏,并维持该压力15min。
期间若无压力异常波动的情况,则冻结管安装完成。
此后,向冻结管内置入供液管,再以焊接方式设置端盖和出
入回路接头。
2.3冻结法施工工艺及要点
冻结时间约为40d。
冻结时间可分为主动冻结期和维持冻结期。
从地面冻
结到冻结壁,满足设计要求所需的时间称为主动冻结期。
为了保证在开挖和衬砌
结构过程中的安全,冻结壁将继续将制冷能力输送到冷冻机,以在冻结壁期间保
持冻结壁满足设计要求,这被称为维护周期。
冻结期结束后,部分土壤水变为冰,
然后将天然岩土转化为人工冻土。
大部分项目,包括这个项目,都用盐水冷冻,氯化钙溶液可以用于盐水中。
为了减少金属管的腐蚀,可以在溶液中加入钠重质络合剂或氢氧化钠。
此外,冻结壁的平均温度与开挖深度有关,最低盐水温度决定冻结壁的平均温度。
采用冻结法时,应注意以下几点:由于冻结过程中土体体积增大,为了顺利施工,必须设置泄压孔。
土壤的压力是由土壤中设置的压力计决定的。
精度应大于0.02Map,当压力计的量程达到0.2Map时应进行减压。
在施工过程中,必须监测地表沉降和其他沉降,以确保施工安全。
为了防止水流和沙流影响正常的开挖和施工,需要安装防护门,防护门的设计和安装应符合相应规范的要求。
由于冻结法施工温度较低,在施工中使用的混凝土应为特殊负温混凝土。
另外,由于冻结法施工需要大的供电,为了防止施工过程中的供电不足,需要在设备上增加一系列应急备用设备,如发电机等。
2.4融沉注浆技术措施
在维护冻结期结束后,形成的冻结帷幕开始慢慢消融,土层之间开始出现大面积的空隙,冻土融化后所产生的附加应力会造成地表产生沉降,围岩的不稳定程度骤增,如若不及时采取措施补救,则遗留下的安全隐患是巨大的。
对于自然解冻的工程,跟踪注浆是及时解决融沉问题较为常用的一种方法。
但是,许多施工单位因为选取的注浆浆液配比对所处的土层不适用,注浆时机的把控不严格,注浆管埋设位置过于随意而达不到理想的注浆效果。
由此可知,融沉注浆技术的提升需依靠施工工艺的优化来体现。
3展望
由上述分析可知,因为人工冻结法安全性高,对环境污染小,适用于绝大部分复杂环境,在地铁隧道建设中取得很好的反响,但人工冻结法也存在一定的弊端。
相对于其他施工工艺来说,人工冻结法施工费用较高且工期较长,如若土层中的水渗流流速较大则会影响冻结壁的形成,使冻土帷幕冻结厚度不均匀。
由于地下空间的不确定性,冻结法在施工中还存在很多的不确定性,从而引起了冻结壁的变形和地表冻胀危害等问题。
地表冻胀现象是主要研究问题,该问题如果得以解决人工冻结法将会更大程度的应用到地铁隧道施工中。
人工地层冻结法起源于天然冻结,天然冻土的形成过程可视为一维冻结问题,而人工冻土体中存在稳
定内冷源(冻结管),故其形成过程应视为二维或三维冻结问题。
冻结法在地铁隧道工程应用中,就冻结管的布置方式而言,大致可分为两类,即水平冻结和垂直冻结方式。
地铁联络通道的修建常采用水平冻结方式,但实际施工中的冻结管群一般设计为倾斜放射状,并不是严格意义上的水平冻结,均需穿越不同土层。
盾构进出洞口的土层加固常采用垂直冻结方式,冻结管群势必穿越不同土层。
土性不同,土体热物理力学参数也必然不同,不同土层的冻结温度场发展规律也会存在较大差异,加之如考虑冻结管壁的纵向温度分布不均匀特征,故在分析地层三维冻结温度场基础上,研究地层三维冻胀变形才能切实反映工程实际情况。
结语
冻结法施工可以防止施工过程中地下水的侵入,保证复杂地质条件下基坑开挖的安全性。
与注浆法相比,具有安全性好、适应性好、应用范围广、环境影响小等优点。
冻结法可分为六个阶段:钻孔、插管、冻结系统连接、设备调试、冻结、验收和解冻。
为了使地层温度变化更加均匀,应合理安排冻结孔的位置和数量。
冻结法可明显降低地表沉降和地层位移,其中地面沉降值减少约73%,联络通道地层位移减少约90%,最终结果符合要求。
因此,建议采用冻结法加固地质条件复杂的、含水率高的地层。
参考文献
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