浙江某轨道交通工程盾构区间冻结法联络通道及泵房施工组织设计(附图丰富).doc

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1、宁波市轨道交通2号线一期工程黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间盾构区间冻结法联络通道（泵站）施工组织设计及安全技术措施编制： 审核： 审批： 中煤第三建设（集团）有限责任公司上海分公司第六项目经理部2013年5月 目 录1编制依据42工程概述42.1工程概况42.2工程地质63施工方案的选择73.1冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案73.2方案设计技术要点73.3主要施工流程83.4施工布署84冻结加固设计94.1冻结帷幕的设计要求94.2冻结孔布置104.3制冷设计135施工方案145.1准备工作145.2冻结孔施工155.3冷冻站安装175.4冻结运转185.5开挖与构筑施工195.6融沉控制

2、306监测监控设计326.1监测内容326.2监测方法337临时用电组织设计337.1冻结工程用电电压等级337.2施工用电负荷统计337.3供电方案347.4规范标准368施工计划368.1施工进度计划368.2劳动力配备计划368.3设备与材料供应计划379现场安全生产、消防施工措施399.1现场潜在火灾危险及防范措施399.2现场潜在触电危险及防范措施399.3氧气瓶、乙炔瓶潜在爆炸危险及防范措施409.4高空坠落和物体打击潜在危险及防范措施409.5现场潜在冻伤危险及防范措施4110市容环卫和文明施工措施4211质量保证体系4211.1建立严密的组织体系4411.2制定严格的质量制度4

3、411.3保证质量的管理措施4612应急预案4712.1总则4712.2冻结孔施工风险分析及主要技术措施4712.3冻结施工风险分析及主要技术措施4812.4开挖与构筑施工风险分析及主要技术措施5012.5施工应急预案5112.6应急预案组织机构及职责5213附图56 1 编制依据（1） 宁波市轨道交通号线一期工程施工图设计 第五篇区间工程 第二十二册黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间 第二分册盾构法区间隧道 第六部分联络通道（泵站）中铁二院工程集团有限责任公司；（2） 宁波市轨道交通号线一期工程施工图设计 第五篇区间工程 第二十二册黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间 第二分册盾构法区间隧道 第六

4、部分联络通道（兼泵站）土层冻结加固大地工程开发（集团）有限公司；（3） 联络通道冻结法技术规程（DG/TJ08-902-2006，J10851-2006）；（4） 煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）；（5） 煤矿井巷工程质量验收规范（GB50213-2010）；（6） 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；（7） 地基基础设计规范（GB50007-2002）；（8） 地下铁道设计规范（GB50157-2003）。2 工程概述2.1 工程概况宁波市轨道交通号线一期工程TJ2102标的黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间隧道设有1个联络通道，联络通道(含泵站)采用冻结法施工，地

5、面标高约3.1米。黄-鄞区间联络通道的技术参数如下表所示。表2-1 联络通道及泵房技术技术参数表区间线间距(m)位置中心标高结构形式黄隘车辆段鄞州大道站出入段线18.204DC1K0+305.400-12.405联络通道及泵房拟构筑联络通道所在位置的隧道管片为钢管片，隧道内径为5.5m，管片厚度350mm。联络通道采用土体冻结加固，型钢喷射混凝土初期支护+钢筋混凝土二次衬砌的支护、结构形式；初期支护层和结构层之间设防水层。在通道结构层底部预埋DN200不锈钢管作为排水管，联络通道结构见下图所示（结构施工以联络通道结构施工图为准）。联络通道及泵站采用暗挖法施工，由于在地面无条件进行地面地层加固，

6、故采用冷冻法对土体进行加固，然后再采用暗挖法施工。图2-1 联络通道及废水泵房结构图图2-2 联络通道及废水泵房结构剖面图2.2 工程地质 根据提供的联络通道部位的地质资料，联络通道施工深度范围内的土层分布如下：黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间联络通道位于1粘土层、1a砂质粉土层中。3 施工方案的选择3.1 冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案根据上述联络通道施工条件并结合地铁联络通道施工的经验，采用“隧道内水平冻结加固土体、隧道内矿山法开挖构筑”的隧道施工方案。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

7、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 方案设计技术要点由于联络通道所处地层复杂，所以工程施工风险较大。在施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保联络通道施工的安全并保证施工工期。根据本公司施工联络通道经验，提出以下技术要点：（1）根据联络通道冻结孔施工的经验，采用从隧道两侧打钻，用金刚石取芯钻开孔，跟管钻进法下冻结管。冻结孔开孔前，在布孔范围内打小孔径探孔，探测地层稳定情况。每个钻孔设有孔口管，并安装钻孔密封装置，以防钻进时大量水、砂涌出。（2）针对施工冻结孔时可能产生冒泥涌水现象，采用强力水平钻机，尽量实现无泥浆钻进。如发现钻孔泥水流失，及时进行补浆充填

8、。（3）由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，会影响隧道管片附近土层的冻结速度，从而影响冻结帷幕的整体稳定性和封水性。管片外面采用PEF板隔热保温，以减少冷量损失。（4）加强冻结过程检测。在冻结帷幕内布置测温孔，以便正确判断冻结帷幕是否交圈和测定冻结帷幕厚度。对侧隧道管片附近土层的冻结情况将成为控制整个联络通道冻结帷幕安全的关键，为此，在对侧隧道管片上沿冻结帷幕四周布置测温孔，以全面监测冻结帷幕的形成过程。（5）在联络通道未冻区域布设卸压孔，以减小土层冻胀对隧道的影响。可利用管片上的注浆孔来卸压，该孔亦可作为冻结帷幕压力变化的观测孔。 （6）联络通道开挖前，在隧道开口环位置安装4榀钢支架

9、，左右线内各两榀，两榀间距2环，以防打开预留钢管片时隧道变形和破坏。施工完联络通道临时支护层后再打开对侧隧道联络通道的预留钢管片。在联络通道衬砌中预埋压浆管，采用注浆方式以补偿土层融沉，注浆应配合冻结帷幕融化过程进行。（7）开挖前必须安装通道安全应急门。（8）在开挖过程中必须及时进行冻结帷幕变形和温度观测，如遇冻结帷幕有明显变形，立即用钢支架加木背板支撑，调整开挖构筑工艺，并同时加强冻结。（9）由于冻胀力和冻土融沉的作用，影响周围土层的力系平衡，使隧道产生水平位移和沉降，故在整个施工过程中，加强隧道变形的监测，确保隧道安全。在冻结帷幕关键部位，多布置测温孔，监测冻结帷幕的形成过程和形成状况。（

10、10）采用快速冻结减少冻胀；加强融沉注浆。3.3 主要施工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3-1所示。施工准备冻结孔封堵冷冻站系统拆除图 1融沉注浆充填冻结孔施工冻结站安装开挖、临时支护冻结运转(积极冻结和维护冻结)二次衬砌开挖准备图3-1 联络通道施工流程图3.4 施工布署根据现场施工的总体安排，该区间内布置一个冻结站。区间的联络通道按照钻孔、积极冻结、开挖、融沉注浆的顺序流水线施工。隧道内总体布置如图3-2所示：图3-2 区间隧道内施工平面布置图4 冻结加固设计此部分的设计根据冷冻设计要求和我单位的施工经验设计编制。4.1 冻结帷幕

11、的设计要求图3-3 冻结帷幕设计图（1） 冻土强度的设计指标为：按冻结帷幕平均温度-10，单轴抗压不小于3.05Mpa，抗拉不小于2.42Mpa，抗剪不小于1.37Mpa ；（2） 在开挖轮廓外对土体进行加固，加固厚度为：联络通道兼泵房1.8m，冻结加固范围详见附图中所示。（3） 冻结壁与隧道管片交界面处平均温度不高于-5C，其部位设计平均温度不高于-10C；4.2 冻结孔布置4.2.1 冻结孔布置联络通道冻结孔的布置采取从左、右线隧道两侧打孔方式进行。冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置。冻结孔的布置详见图中所示，相关参数如下表所示。表5-1 冻结孔的布置参数表隧道区间冻结管规格总孔数透孔数

12、黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间联络通道89*8734图3-6联络通道兼泵房冻结孔布置立面图图3-7 联络通道兼泵房冻结孔布置开孔位置图施工技术要求：（a） 冻结孔的开孔位置误差不宜大于100mm，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。冻结孔最大允许间距及允许偏斜量要满足设计或规范要求。（b） 冻结孔有效深度不小于冻结孔设计深度。冻结管管头碰到冻结站对侧管片的冻结孔，不能循环盐水的管头长度不得大于150mm。（c） 冻结管用898mm,20#低碳钢无缝钢管，冻结管耐压不低于0.8Mpa，并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。（d） 冻结管接头抗拉强度不低于母管的75%。（e） 施工冻结孔时

13、的土体流失量不得大于冻结孔体积，否则应及时注浆控制地层沉降。（f） 首先施工透孔以复核对侧隧道预留口位置的偏差及钻孔施工质量，如大于100mm应按保证冻结壁设计的厚度的原则对冻结孔布置进行调整。4.2.2 测温孔布置联络通道测温孔布置8个，目的主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全（详细布置见附图冻结孔布置图中所示。）。测温管：选用323mm和898无缝钢管。（1） 测温管长度每个3.5-5.0m；（2） 管前端焊接密封，管内不得渗水。4.2.3 卸压孔布置在冻结帷幕封闭区域内布置2个卸压孔，左、右线各1个。在卸压孔上安装压力表，可以很直观的监测

14、冻结帷幕内的压力变化情况，通过每日观测，及时判断冻结帷幕的形成，并可直接释放冻胀压力。4.3 制冷设计4.3.1 冻结参数（1） 冻结期间7天盐水温度达到-20以下，冻结15天盐水温度达到-24以下，开挖前盐水温度将至-28以下，去回路温差不大于2，维护冻结期盐水温度不高于-28。（2） 开挖前冻结时间:4045天。（3） 维护冻结时间即实际为从开挖开始至主体结构施工结束约为30天（暂定时间）。（4） 冻结孔单孔流量不小于5m3/h。4.3.2 需冷量计算冻结需冷量计算：=1.3 qA式中:A冻结总表面积，m2；q冻结管总吸热能力,kcal/ m2h；计算得出需冷量结果如下表所示。 表4-1 需冷量计算表隧道区间冻结管总长度m冻结管外直径mm冷冻排管总长度m冷冻排管外直径mm散热系数kcal/m2 h富裕系数需冷量kcal/h