6冷冻加固箱体接收施工工艺工法.doc

冷冻加固箱体接收施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-DT-0205-2014城轨公司 严淦1 前言1.1工艺工法概况我国的城市轨道交通工程正在蓬勃开展,盾构隧道的市场将越来越大,盾构施工的安全可靠变得非常重要盾构接收是盾构法施工最后一个风险点与难点，接收的工艺也不断的更新与完善盾构接收工艺随着盾构掘进技术开展，施工工艺逐渐成熟，目前相比照拟安全的工法主要有钢护筒接收与箱体接收，接收时不会发生盾构机与托架接触而无常向前推进的情况，能够保证安全接收箱体接收工艺在地铁3号线第10A标段解放桥站～站区间采用，同样在地铁2号线17标段也采用冻结加固和箱体接收工艺，保证了盾构接收的安全，并取得了比拟好的接收效果，下面对这项工法的实施过程与应用情况做一个全面的介绍1.2工艺原理冷冻加固箱体接收是在接收井施工密闭的混凝土箱体，通过箱体顶板的2个预留洞口对箱体进展砂浆填充，盾构机在密闭的箱体进展接收，经隧道封堵无渗漏后，拆除箱体结构，盾构机解体吊出2 工艺工法特点2.1 工艺先进盾构接收工艺随着盾构掘进技术开展，施工工艺逐渐成熟，由正常的橡胶帘布密封接收到盾构二次接收工艺，接收过程更加安全，但还是不能完全保证盾构接收的安全，目前相比照拟安全的工法主要有钢护筒接收与箱体接收，能够保证掘进安全接收，钢护筒与箱体在使用的作用方面根本一样。

2.2 盾构接收安全可靠采用箱体接收，接收过程中不会出现涌水、涌砂现象能够保证车站施工的安全，盾构掘进过程中不会出现磕头、接收时不会发生盾构机与托架接触而无常向前推进的情况2.3 适应复杂地层与周围环境富水砂层、承压水层、砂层和接收地面存在重要建筑物等，均可以适用，该工法在施工时可不受周边建筑物或环境的影响3 适用围周围环境复杂，地面存在重要建筑物，接收地段地层较复杂，存在承压水层，容易发生涌水涌砂的地段4 主要引用标准盾构区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告、补充地质勘查报告，盾构区间工程施工设计图纸、接收井施工设计图纸等资料《岩土工程勘察规》〔GB50021-2001〕《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规》〔GB50307-1999〕《地下铁道工程施工与验收规》〔GB50299-1999〕《盾构法隧道施工与验收规》〔GB 50446-2008〕等国家现行有关施工与验收规、质量技术标准5 施工方法箱体接收是在接收井施工密闭的混凝土箱体，通过箱体顶板的2个预留洞口对箱体进展砂浆填充，盾构机在密闭的箱体进展接收，经隧道封堵无渗漏后，拆除箱体结构，盾构机解体吊出盾构掘进过程中加强姿态控制与轴线控制，保证盾构机顺利贯穿，通过对盾构掘进参数的控制，保证同步注浆，并与时进展二次注浆，保证洞门封堵效果，防止涌水涌砂现象发生，确保地面沉降可控，防止地面建构筑物破坏，最终确保盾构机安全接收与盾构吊出。

6 施工工艺流程与施工操作要点6.1 施工工艺流程箱体接收的施工工艺流程主要包括：端头加固、箱体施工、测量控制、洞门凿除、冷冻管拔除、箱体回填、盾构掘进、洞封、箱体凿除、盾构机解体，见图6-1图6.1 盾构箱体接收施工工艺流程6.2 端头加固盾构接收端头采用水平注浆和水平冻结相结合的加固方案，全断面分层注浆纵向加固长度为地连墙外12m，径向加固围隧道开挖工作面与开挖轮廓线以外3m冻结帷幕设计冻结孔按水平角度布置，冻结孔数53个，圈冻结管长度为3m，外圈冻结管11m6.2.1全断面分层注浆全断面分层注浆纵向加固长度为地连墙外12m，径向加固围隧道开挖工作面与开挖轮廓线以外3m全断面分层注浆设计图如图6.2.1-1、图6.2.1-2所示左右线每个洞门注浆各布65个孔，注浆孔成圆形分布，圆形直径1.5m、2.7m、3.9m、5.1m、6.1m 图6.2.1-1 洞门水平注浆管布置图 图6.2.1-2 水平注浆管布置纵剖面示意图AZ圈注浆角度与洞门轴线成13°放射状布置，孔深8.6m；BZ圈注浆角度与洞门轴线成13°深度12m；CZ圈注浆角度与洞门轴线成5°深度为5.2m；DZ与EZ圈注浆角度为水平方向，与洞门轴心方向一样，深度为5m。

全断面分层注浆参数如表6.2.1所示表6.2.1 全断面注浆参数表序号参数名称参数值备注1加固围纵向12m径向工作面与开挖轮廓线外3m2浆液扩散半径1.5m3注浆终压1.5～2MPa4注浆孔直径φ50mm5注浆速度110 L/min6注浆方式前进式、后退式分段长度0.5～1m7注浆孔数量65个8孔口管L=1.0m，φ100mm，壁厚5mm6.2.2水平冻结施工1 冻结孔的布置采用“杯状〞冻结，加固围为：冻结长度为11m，前3m全断面冻结加固，后8m环形冻结加固单侧隧道沿盾构进洞纵向方向盾构机的外侧为1.2m〔冻结壁杯壁厚度〕；连续墙处冻结壁厚度为3.0m〔见图6.2.2-1〕第一圈〔外圈〕：冻结孔31孔，圈径7.5m，长度11m，冻结壁厚1.2m，冻结壁径6.8m，外径9.2m，见图6.2.2-2第二圈：冻结孔14孔，圈径5.1m，长度3m第三圈：冻结孔7孔，圈径2.7m，长度3m第四圈〔中心〕：冻结孔1孔，长度3m图6.2.2-1 冷冻加固布孔剖面图图6.2.2-2 冷冻加固布孔平面图2 冻结参数冻结施工参数如表6.2.2表6.2.2 冻结加固主要施工参数一览表序号参 数 名 称单位参数备 注1冻结孔深度m11/3洞圈/洞圈外2冻结帷幕有效设计厚度m1.2冻结杯体3冻结帷幕平均温度℃-104积极冻结时间天555冻结孔〔总〕数个53每个洞门6冻结孔开孔间距m0.805～1.4667冻结孔偏斜mm≤1%8设计最低盐水温度℃-28～-30冻结7天盐水温度达到-18℃以下9单孔盐水流量m3/h510冻结管规格mmφ89×820#低碳钢无缝钢管11测温孔总数个5个Φ48×4mm12泄压孔总数个2Φ48×4mm13冻土开展预计速度mm/d24～28单侧开展6.2.3 控制地表隆沉措施1 冻胀控制卸压孔的启动：泄压孔设置在槽壁附近，成孔后充填泥浆，根据情况可以在孔设置袖阀管，当冻胀过大时泄压孔的土体会被挤出地面，为冻胀的释放提供空间。

采用间歇式冻结方式控制冻胀融沉2 融沉注浆1〕解冻原那么采取自然解冻方法，利用信息化监测系统监测土体温度、沉降变化，利用浅部注浆管和深部注浆管进展压密注浆立足信息化施工，根据监测反应与时跟踪注浆2〕信息化监测控制地面和隧道的沉降变形是注浆的目的因此，解冻过程中，要加强地面和隧道变形监测、冻土融化温度监测另外，注浆施工过程中，浆液的压力可以通过在相邻注浆孔安装压力表来反映以上综合监测数据是注浆参数调整的依据 a监测地表沉降〔包括道路、管线、周边建筑物〕；b监测管片隆沉和变形3〕注浆顺序依据解冻情况，分区域针对注浆，目的是隧道能够依靠空间整体作用，而不至于土体在还未注浆情况下产生沉降4〕注浆管的布置a利用管片压浆孔，必要时再利用钻机开孔布设注浆孔；b预埋管结构：选用2寸的焊接收，顶端接带螺纹的管箍，并用丝堵封闭3、注浆工艺1〕浅部注浆孔注浆工艺a注浆材料与参数浆液重量配比为：水泥：粉煤灰：膨润土：水＝0.1：0.4：0.5：1具体要根据隧道变形和地面变形监测情况做适当调整b注浆的原那么与方法为消除底层融沉引起的地面沉降，在隧道管片上预埋浆管，视地面沉降情况采取跟踪注浆的方法加以补偿，一般要求：地表沉降大于0.5mm/天或累计沉降量大于3mm时应进展融沉补偿注浆；底层隆起达到3mm时应暂停注浆。

冻结壁已完全融化，且实测地层沉降持续一个月，每半个月不大于0.5mm可停止融沉补偿注浆注浆以少量屡次为原那么单孔一次注浆量控制在约0.5 m3左右注浆前，将待注浆的注浆管和其相邻的注浆管阀门全部打开，注浆过程中，当相邻孔连续出浆时关闭邻孔阀门，定量压入惰性浆后即可停止本孔注浆，关闭阀门，然后接着对邻孔注浆遇到注浆管窜浆固结而引起堵管时，需用加长冲击钻头通管根据地面变形情况，调整劳动组织，适时进展反复注浆，直至地面变形根本稳定2〕深部注浆孔注浆工艺a浆材料与参数浆液为双液浆，材料为水泥与水玻璃双组分混合料配合比为水泥浆：水玻璃溶液＝1：1水泥浆的配比为水：水泥＝1：1b注浆管设置利用管片预埋的注浆孔，在孔插入直径为32mm的芯管作为注浆管，芯管分4节，每节1m长，丝扣连接注浆芯管前端部200mm为均匀花管一次将注浆芯管下到设定的注浆深度c注浆方法先注深层，后注浅层，由下而上具体做法是：注浆芯管下到设定的注浆深度后，开泵注5分钟，注浆量为40升，注浆管向上提200mm，再注浆40升，注浆管向上提200mm注浆管每提1m高，注浆量为200升单孔双液注浆完毕后，用惰性浆液封孔，以便复用6.3 测量控制1 接收端站测点复合对接收车站的导线点进展复合，并经公司精测队复测合格后才能使用。

2 洞门钢环的复测测量组对洞门钢环板进展准确测量，确定实际洞门中心与设计洞门中心的偏差，为盾构机进洞的姿态调整提供依据3 联系测量在盾构机距接收端头100～150环处进展一次洞导线准确复测和联系测量，确保隧道贯穿精度1〕在贯穿测量中所使用的仪器，必须在施工前后和施工过程中定期进展检验与校正，确保仪器质量合格2〕各种测量点标志要妥善保护标识和点之记的记录资料要清楚，并存档保管3〕当贯穿剩50米时，应当进展贯穿的平面和高程联测，并计算和调整贯穿的实际方向4〕当贯穿精度要求较高，应当考虑在支导线总长度的2/3处加测陀螺定向边，在计算中参加两面差等改正4 管片姿态测量在最后100环加强管片姿态的测量频率，并与时告知土建工程师，以便与时做出判断，保证盾构机显示姿态与管片姿态最大限度保持一致5 沉降监测加强地面沉降监测和隧道的拱顶沉降，与时盾构机司机，以便控制好土仓压力和同步注浆量6.4 箱体施工箱体结构按临时结构进展设计〔见图6.4-1、图6.4-2〕，盾构接收完成后进展凿除，凿除时应做好对既有结构的保护；箱体混凝土强度等级为C30，抗渗等级P8，钢筋φ为HPB235级，Φ为HRB335级，保护层厚度30mm；箱体顶板、侧墙、端墙设Φ12mm拉筋，拉筋横纵间距为受力筋间距2倍，梅花形布置；支座两侧1.5m围拉筋横向间距150mm，纵向间距150mm；箱体结构与侧墙、底板侧墙间采用植筋连接，同时避开板纵梁，植筋应满足相关规程规要求，受力筋满足锚固长度后方可截断。

图6.4-1 箱体结构立面示意图图6.4-2 箱体结构剖面图示意图为保证盾构进洞要求，箱体结构顶板设置在结构中板上，与中板紧贴，箱体侧墙钢筋贯穿中板，伸入箱体顶板，并满足锚固要求，采用改性环氧树脂对钻孔进展密封、回填箱体结构施做时应预留冻结作业空间，并预留注浆孔和观察孔在盾构机到达前，应确保箱体结构达到设计强度，同时应完成盾构接。