地铁旁通道冻结法工艺

《地铁旁通道冻结法工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地铁旁通道冻结法工艺（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、地铁施工旁通道冻结法施工工艺一刖言作为一种成熟地施工方法，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多年地历史，我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年地历 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上海、北京、深圳、南京等城市 地铁工程施工中.公司在上海地铁隧道旁通道工程施工中，采用了冻结法加固地施 工方法，通过对施工工艺地归纳总结，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地施工， 经过多年来国内外施工地实践经验证

2、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地，对于含水量大于 10%地任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术；2、冻土帷幕地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

3、程堵漏抢救施 工等方面也得到了广泛地应用.四、工艺原理冻结法是利用人工制冷技术，使地层中地水结冰，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，以便在冻结壁地保护下，进行地下工程掘砌作业.它 是土层地物理加固方法，是一种临时加固技术,当工程需要时冻土可具有岩石般地 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.五、工艺流程冻结法六、施工操作要点施工时，应不断对每个施工工序进行管理.控制冻结孔施工、.冻结管安装、冻结站安装、冻结过程检测地质量1、冻结孔施工1.1开孔间距误差控制在土20mm内.在打钻设备就位前，用仪器精确确定开孔孔位, 以提高定位精度.1.2准确丈量钻杆尺寸

4、，控制钻进深度.1.3按要求钻进、用灯光测斜，偏斜过大则进行纠偏.钻进3m时，测斜一次,如果偏 斜不符合设计要求，立即采取调整钻孔角度及钻进参数等措施进行纠偏，如果钻孔 仍然超出设计规定,则进行补孔.2、冻结管试漏与安装2.1选择6 63 X 4mm无缝钢管，在断管中下套管，恢复盐水循环.2.2冻结管（含测温管）采用丝扣联接加焊接.管子端部采用底盖板和底锥密封.冻结管安装完，进行水压试漏,初压力0.8MPa,经30分钟观察，降压W0. 05MPa,再 延长15分钟压力不降为合格，否就近重新钻孔下管.2.3冷冻站安装完成后要按矿山井巷工程施工及验收规范要求进行试漏和抽 真空，确保安装质量符合设计

5、要求.3、冻结系统安装与调试3.1按1.5倍制冷系数选配制冷设备.3.2为确保冻结施工顺利进行，冷冻站安装足够地备用制冷机组.冷冻站运转期间， 要有两套地配件，备用设备完好,确保冷冻机运转正常，提高制冷效率.3.3管路用法兰连接，在盐水管路和冷却水循环管路上要设置伸缩接头、阀门和测 温仪、压力表、流量计等测试元件.盐水管路经试漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑 料保温，保温厚度为50mm，保温层地外面用塑料薄膜包扎.集配液圈与冻结管地连 接用高压胶管，每根冻结管地进出口各装阀门一个，以便控制流量.3.4冷冻机组地蒸发器及低温管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用50mm厚地聚 苯乙烯泡沫塑料板保温.3.5

6、机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书地要求进行.首先进行制冷系统 地检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后,再充氟加油.3.6设备安装完毕后进行调试和试运转.在试运转时，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备要求地技术参数条件下运行.4、积极冻结阶段在冻结试运转过程中，定时检测盐水温度、盐水流量和冻土帷幕 扩展情况，必要时调整冻结系统运行参数.冻结系统运转正常后进入积极冻结.积极冻结，就是充分利用设备地全部能力，尽快加速冻土发展，在设计时间内把 盐水温度降到设计温度.旁通道积极冻结盐水温度一般控制在-25-28C之间.积极冻结地时间主要由设备能力、土质、环境等决定地，上海

7、地区旁通道施工 积极冻结时间基本在35天左右.5、维护冻结阶段在积极冻结过程中，要根据实测温度数据判断冻土帷幕是否交圈 和达到设计厚度，测温判断冻土帷幕交圈并达到设计厚度后再进行探孔试挖，确认 冻土帷幕内土层无流动水后（饱和水除外）再进行正式开挖.正式开挖后，根据. 从而进入维护冻结阶段，提高盐水温度,冻土帷幕地稳定性.维护冻结，就是通过对冻结系统运行参数地调整，提高或保持盐水温度,降低或 停止冻土地继续发展，维持结构施工地要求.旁通道维持冻结盐水温度一般控制在 -22-25C之间.维护冻结时间由结构施工地时间决定.6、工程监测6.1工程监测地目地工程量测作为该工法地一项重要施工内容.其目 地

8、就是根据量测结果，掌握地层及隧道地变形量及变形规律，以指导施工.由于旁 通道施工位于地下十多M处，为防止施工时对地面周边建筑、地下管线、民用及 公共设施带来不良影响,甚至严重破坏.对施工过程必须有完善地监测.6.2工程监测地内容工程监测贯穿整个施工过程,其主要监测内容为：地表沉降监 测,隧道变形监视，通道收敛变形监测，冻土压力监测.6.1.1冻结孔施工监测内容为：冻结管钻进深度；冻结管偏斜率；冻结耐压度； 供液管铺设长度.6.1.2冻结系统监测内容为：冻结孔去回路温度；冷却循环水进出水温度；盐水 泵工作压力；冷冻机吸排气温度；制冷系统冷凝压力；冷冻机吸排气压力；制冷 系统汽化压力.6.1.3冻

9、结帷幕监测内容为：冻结壁温度场；冻结壁与隧道胶结；开挖后冻结壁 暴露时间内冻结壁表面位移；开挖后冻结壁表面温度.6.1.4周围环境和隧道土体进行变行监测内容为：地表沉降监测；隧道地沉降位 移监测；隧道地水平及垂直方向地收敛变形监测；地面建筑物沉降监测.七、机具设备1、冻结法施工旁通道所用设备见表1表1旁通道冻结施工主要机械设备表序号设备名称 规格、型号数量额定功率能力1螺杆冷冻机组JYSGF300II2 台110KW87500Kcal/h2盐水泵IS125-100-2002 台45KW200m3/h3冷却水泵IS125-100-200C4 台15KW120m3/h4冷却塔NBL-504 台15

10、m3/h5钻机MK-501台6电焊机BS-402台7抽氟机1台说明：以上1-4项冻结设备均备用一台.冻结设备详见附图2、冻结法施工旁通道所用量测设备见表2表2旁通道冻结施工主要量测设备表序号设备名称规格、型号数量备注1经纬仪J21台2测温仪GDM81451台测量冻土温度3精密水准仪1台冻结器打压试漏台20MPa1打压机45收敛仪1台冻土帷幕收敛6钢卷尺20m1把八、质量标准由于冻结法施工工程技术难度高，施工风险大,工程中不可预测因素多，故此对质 量要求极高.目前主要参照煤炭行业煤矿井巷工程施工及验收规范?GBJ213-90、 煤矿井巷工程质量检验评定标准? MT5009-94标准要求进行施工.

11、除了参照国家有关标准外，还应着重注意以下几点：1、冻结帷幕设计时应选择比较安全地计算模型，要有足够地安全系数；2、冷冻机组制冷量在设计时,取较大地备用系数；3、钻孔地偏斜应控制在1%以内；4、终孔间距不大于1.0m；5、在冻土帷幕关键部位，多布置测温孔，监测冻土帷幕地形成过程和形成状况.九、劳动力组织冻结法施工技术要求高，专业性强，且由于其特殊性，现场需配备土建工程师、机械 工程师、电气工程师和测量工程师.作业人员配备人员见表3：表3作业人员配备人员工作工程工种 人数 备 注冻结孔施工打钻工15人进入冻结阶段可转为普通工冻结管安装冻安工9人 进入冻结阶段可转为普通工机械维修机修工3人电气维修电

12、工 2人电焊电焊工冻结管焊接工程监测环境变化监测测温测温孔测温辅助施工（包括设备数据采集）2人测量工3人技术员 1人普通工4人当班负责 施工员 2人总计41人十、安全环境保护1、设计要考虑各种最不利条件，保证方案安全可靠：2、设计计算地各种最不利条件，在施工组织设计及施工中,做到重点防范，采取切. 实可行、有效地措施加以控制.3、选用无污染、效率高、体积小、重量轻、制冷量大、安装运输方便地螺杆冷 冻机组作为制冷系统地主机.以适应地铁施工场地小、工期紧地需要.4、采用通讯系统和视频系统有效地监控施工现场，对施工中发现地问题及时汇报 处理，杜绝一切不安全地施工现象和违章地操作，把事故制止在萌芽状态

13、.5、旁通道设安全防水门，以备发现险情关闭防水门，保护隧道之用.6、在对面隧道内，增设冷冻板，冷冻板排管外设置泡沫保温材料，以确保对面隧道 交接处地完好冻结状态；在旁通道地左右侧各钻一个中89地冻结孔，作为冷冻板 盐水循环地进回液管.7、在管线交底后也可对地下管线和隧道进行必要地支撑.对离冻结区较近地管线 与建筑物进行暴露或保温，防止冻坏.8、旁通道开挖期间工程管理人员采用二十四小时值班制，对施工地各个环节要 起到及时地检查和督促作用，在施工现场准备足够地备用设备和物资，以备应急之 用.9、为预防开挖中停电等导致停工，甚至出现冒顶、涌砂事故，采取以下预案：在旁 通道开挖期间，通道内准备3M长1

14、6#槽钢（或钢管）6根，粘土 2.0t和足够地砂袋, 以在必要时堆粘土和砂袋封闭通道，预防淹隧道.10、冻结加固中打设地冻结孔将穿越、号土层，该土层局部夹有粉砂薄层，有 钻孔突水、涌砂地可能.A、加大钻具推力，强行顶入套管B、利用原钻具系统注 浆,浆液选用水泥一水玻璃或丙烯酸盐类浆液.C、必要时压紧孔口管密封装置，封 闭该孔.11、采取必要地措施,防止打冻结孔时水土流失；在钻孔施工期间加强沉降地监 测，发现跑泥漏沙水土流失严重引起地沉降，影响到建筑物和地下管线，应立即停 止施工，立即注浆，防止沉降影响周围建筑物和地下管线，到没有沉降为止,待地层较稳定后再施工钻孔.12、加大盐水在冻结管内地流量

15、，采用串并联循环方式，加快冻结管地热交换.13、用逐步降温地过程,防止冻结管由温度应力造成地开裂.冻结孔每三个串联供 液，并根据流量及去回路温差监控冻结器地盐水流量及均匀性，确保冻结帷幕支护 可靠.14、根据监测地测温孔温度计算地各个剖面冻结壁地平均温度，对温度偏高地部 位，调整盐水流量予以调控.实现信息化施工，加强冻结壁地监测监控.根据监测情 况调控冻结壁强度和变形.15、加强冻胀与融沉监测，发现冻胀影响到建筑物和地下管线，通过打地卸压孔减 小冻胀或打冻结孔加热循环，进行解冻；预留注浆孔，进行跟踪注浆,防止融沉影响 周围建筑物和地下管线.十一、效益分析自我国采用冻结法施工技术以来，作为一种特殊地施工方法,其抗渗透性能是其它 任何方法不能相比地.近年来，城市地下工程施工进入了高峰，复杂地施工环境使 一些大型地设备往往束手无测，而冻结法这种仅在施工范围内钻孔就可解决问题 简易手段正好有了用武之地，本