XX站盾构始发端头垂直冻结施工方案解析.docx

XX站盾构始发端头冻结加固施工方案目录1概况-1-1.1 工程概况-1-1.2 工程地质条件-1-1.3 水文地质条件-1-1.4管线分布-1-1.5 始发端头加固概况-1-2 始发端头冻结加固体设计-3-2.1 设计依据-3-2.2 冻结设计的原则-3-2.3 冻结设计的基本参数-4-3 施工方案-9-3.1 钻孔施工-9-3.2 冻结制冷系统安装-9-3.3 积极冻结与停止冻结-12-3.4 配电系统-13-3.5 凿洞门、强制解冻和盾构始发-15-4 冻结系统的监测-16-4.1 监测目的-16-4.2 监测内容-16-4.3 监测方法-17-5 施工进度计划-17-IXX站盾构始发端头冻结加固施工方案6 应急预案-18-6.1 拔断冻结管-18-6.2 盾构始发地层沉降、塌陷-18-6.3 冻结管盐水漏失-19-7 质量记录清单-19-IIXX站盾构始发端头冻结加固施工方案1概况1.1 工程概况XX市轨道交通2号线一期工程XX站〜风井区间隧道采用盾构法施工，左右线盾构均从XX站始发，至风井始发1.2 工程地质条件根据地质资料，场区地势比较平坦，属松花江漫滩区左右线始发端头地层从上至下依次为：①杂填土、①素填土、②粉砂、②细砂、②中砂。

112223241盾构机主要穿越②细砂、②中砂层，为保证盾构机安全始发，采用冻结法对始发3241端头进行加固施工1.3 水文地质条件本工点位于松花江河床、低漫滩地貌中，勘察期间勘察范围内地表水深度最大约8.0m，地表水水位变幅较大根据地下水赋存条件，地下水类型主要为第四系孔隙水及微承压水第四系孔隙潜水在松花江低漫滩普遍分布，含水层岩性主要为粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂等砂类土，夹黏性土层，含水层厚度一般为35.4〜48.2m受松花江江水的影响，该类型地下水有较统一的自由水面，主要受大气降水入渗和江水侧向径流补给，排泄方式主要为蒸发、向河流径流排泄本次勘察期间孔隙潜水初见水位埋深为0.0〜8.9m，稳定水位埋深为0.0〜8.8m（高程109.07〜117.32m），水位变幅较大1.4 管线分布在盾构始发区域正上方及一侧主要管线无重要管线1.5 始发端头加固概况始发端头已采用双管旋喷桩对土体进行加固施工加固范围：沿轴线方向为12m，垂直轴线方向从隧道左右线中心上下左右各6.1m加固区域见图1-1鉴于盾构穿越区域为②细砂、②中砂，孔隙潜水，中等透水，水泥搅拌桩成桩效果3241-#-较差，为了保证盾构始发前洞门能安全破除，拟对洞圈周围区域采用冻结法进行加固施工。

20M丄.1沁-A二Ai：2oo1:200图1-1双管旋喷桩加固区平剖面图2 始发端头冻结加固体设计2.1设计依据(1)《XX市轨道交通2号线一期工程XX站〜风井端头加固图》(铁道第三勘察设计院集团有限公司)2《XX市轨道交通2号线一期工程XX站至XX站区间隧道岩土工程勘察报告》(铁道第三勘察设计院集团有限公司)3)采用的设计规范及技术规范1) 《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ-213-90)2) 《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009-94)3) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)4) 《钢结构设计规范》(GB50017-2003)5) 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)6) 《地基基础设计规范》(GB50007-2002)7) 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)8) 《地下铁道设计规范》(GB50157-2003)9) 《上海地铁旁通道冻结法技术规程》，(DG/TJ08-902-2006)，上海市工程建设规范4)根据设计方端头加固图，在端头土体与地连墙交接处采用冻结法进行封水施工冻结加固体为长方体，在隧道轴线方向上冻结壁厚均为2m,隧道左右侧和上方冻结壁厚均为3m,隧道下方冻结壁厚为4m。

2.2冻结设计的原则冻结设计应满足的设计原则包括：(1)盾构始发前破洞门期间，冻结壁能隔断洞门正前方和四周与水的联系2)形成的冻结壁与地连墙外表面完全胶接，与原来的搅拌桩有效的连为一体4)满足施工安全的前提下减少工程量，缩短工期，降低工程造价2.3冻结设计的基本参数2.3.1 冻结深度根据提供的资料，洞圈的外径6700mm，隧道的外径6200mm，隧道的中心埋深13250mm,搅拌桩埋深20600mm采用局部冻结法,上部冻结至地表、下部冻结至隧道中心线向下7350mm处2.3.2 加固体尺寸确定根据设计要求，在隧道轴线方向上冻结壁厚均为2m,隧道左右侧和上方冻结壁厚均为3m,隧道下方冻结壁厚为4m；冻结加固体平剖面图分别见图2-1〜2-22.3.3 冻结孔和测温孔的布置根据总设计要求,在满足施工需要的同时,本着科学合理、经济务实的原则,拟在左右线始发端头连续墙外侧分别布置2排冻结孔,单个端头34个冻结孔,孔间距750mm为了准确掌握冻结帷幕的发展状况,在每个端头冻结围幕范围之内设置3个测温孔测温孔位置可根据测斜的实际情况来布置通过连续墙外侧冻结孔的加强冻结,尽快形成所需要的冻结帷幕,保证盾构始发前洞门安全、顺利凿除。

冻结孔和测温孔的具体布置见图2.3〜2.4XX站盾构始发端头冻结加固施工方案-#-12图2-1冻结加固体平面图12700图2-2冻结加固体剖面图uMOB/测温孔图2-3冻结孔和测温孔布置平面图LIIIKI44-2i■；oIrlE图2-4冻结孔和测温孔布置剖面图2.3.4冻结的基本参数1、设计积极冻结期最低盐水温度为-28〜-30°C，并要求冻结7天达到-25°C，凿开洞门时盐水温度达到最低值2、维护冻结期温度为-25C~-28C；3、冻结壁与地下连续墙交界面处温度不低于-5C，其它部位设计冻结壁平均温度不宜小于-10C4、冻结孔采用串并联方式，单孔盐水流量不小于5m3/h5、冻结管规格：①127x6mm低碳钢无缝钢管，采用内衬管对焊连接6、测温管规格：①48x3.5mm焊接钢管，采用直接对焊连接7、供液管选用①60x6mm塑料管8、盐水干管和集配液圈选用①165x5.5mm螺旋钢管9、清水水管选用①165x5.5mm螺旋钢管10、每排冻结孔终孔间距Lmax<1000mm，冻结帷幕交圈时间为15~18天，达到设计厚度时间为25天11、Q=1.5X3.14qNHd=11.4x104kcal/hXX站盾构始发端头冻结加固施工方案表2.1单个端头冻结设计基本参数表序号项目单位参数备注1隧道底埋深m19.222最大地压值MPa0.253冻结壁厚度m2上部、左右侧均3m,隧道底部厚4m4冻结壁平均温度°C-105设计最低盐水温度°C-28冻结7天盐水温度达到-20C以下6单孔盐水流量ms/h57冻结孔数个348冻结孔深m23.229开孔间距m0.7510允许偏斜%<411冻结管规格mm申127X6mm12供液管规格mm申60X6mm13测温管规格mm申48X4mm焊接钢管14造孔工程量m733.26含测温孔15冻结高峰期需冷量万kcal/h11.416总工期d4517打钻d1018安装d519积极冻结d2520维护冻结d10含凿洞门、拔管和盾构进洞21冻结总工期d352.3.5造孔所需材料和设备表2.2单个端头造孔所需材料和设备项目名称规格数量单位备注材料钢筋01630米无缝钢管0127X5733.26米20#低碳钢塑料管060X6733.26米钢板a=6mm2平方米设备钻机M3002台自吸泵2KW2台泥浆泵5KW2台电焊机3KW2台无齿轮锯1KW1台角磨机1KW2台坡口机1KW1台手压泵一1台3 施工方案3.1 钻孔施工3.1.1 施工工序冻结孔施工工序为：定位f钻孔f下冻结管f测斜f打压试验。

具体为：(1) 定位：根据设计在槽壁外定好各孔位置，以保证冻结孔开孔位置误差不超过10mm2) 钻孔：按设计要求调整好钻机位置，保持钻机水平、钻杆在孔位正上方并垂直水平面，并固定牢固，开始钻孔在钻进过程中，每加一根钻杆，都要复测一次钻机是否平、钻杆是否在孔位正上方并垂直水平面为防止孔偏斜，可加长钻铤长度，缓慢钻进为防止塌孔，钻孔时要预留足够的沉淀空间3) 下冻结管：下冻结管前要进行冲孔，若泥浆浓度过大，冻结管下放时因浮力过大不能一次下放到位冻结管下放深度不得少于设计深度0.5m4) 测斜：冻结管下放完要及时进行灯光测斜，冻结孔和测温孔的最大允许偏斜不超过100mm若终孔的偏斜超过设计值，可拔出冻结管进行扫孔若相邻两孔终孔的间距超过设计间距200mm，必须增设补孔5) 打压试验：封闭好孔口，用水压泵向孔内打压，当压力达到0.8Mpa时，停止打压，关好阀门，观测压力的变化，记录下30分钟内压力，压力无变化为合格3.2冻结制冷系统安装3.2.1 冻结系统安装流程(1) 设备安装设备基础放样f施工设备基础(或锚固地脚螺栓)f设备就位、调平、固定f敷设电缆f安装电控系统f冷冻机试漏f冷冻机充氟、加油f清、盐水箱加水f化盐f制冷系统试运转f盐水箱和冷冻机低温容器及管路保温。

2) 冻结站管路安装-#-XX站盾构始发端头冻结加固施工方案主管路放样f安装管架f安装主管路f安装分支管路f安装压力表接口与温度插座f管路试漏f盐水管路保温3.2.2安装准备工作（1）验收现场施工设备、检测仪表、工程材料，确保设备、仪表、材料的相关资料齐全，设备型号和材料规格等符合设计及有关标准的要求2）制作盐水箱、清水箱、管架等加工件3）清理场地，设备（包括盐、清水箱）基础和主管线放样应根据实际场地情况对冻结站布置设计进行适当调整，以便于设备安装、操作，增加美观4）冻结系统材料和设备见表3-1表3-1冻结系统材料和设备项目名称规格备注材料有缝钢管0165X5.5DN125X4.5钢板。