联络通道冷冻法施工组织设计.doc
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1、 杭州地铁2号线XXXX站XXXX站区间隧道联络通道及泵房施工方案编制: 审核: 审定: 中煤第三建设集团有限责任公司(沪)第五项目部二一二年六月xxxx站xxxx站区间联络通道及泵站施工方案 目 录1概述11.1 工程概况11。2 工程地质条件22施工方案的选择及编制依据22。1冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案的选择22.2方案编制依据及参照的标准、规范32。3 方案设计技术要点32。4 联络通道主要施工顺序43冻结加固设计53。1冻结帷幕的设计53。2冻结孔布置及制冷设计53.3制冷设计64冻结孔施工74.1冻结孔施工顺序74。2冻结孔的定位74。3冻结孔开孔及孔口密封装置74.4冻结孔钻
2、进与冻结管设置74.5钻孔质量技术要求84。6钻孔质量控制程序85冷冻站安装85。1需冷量计算85。2冻结设备选型95.3管路选择95。4其它95.5冻结站布置95.6设备安装、管路连接、保温96积极冻结与维护冻结106.1冻结系统试运转与积极冻结106。2维护冻结106。3冻结施工参数一览表106.4冻结质量控制程序 117开挖与构筑施工127。1具备开挖冻结技术指标127。2施工准备127.3开挖147.4收尾工作197.5开挖与构筑质量控制程序198融沉控制218。1解冻原则218.2信息化监测218。3注浆顺序228。4 注浆管的布置228.5注浆工艺238。6融沉注浆结束标志249监
3、测监控设计249.1监测内容249。2监测方法2510 临时用电组织设计2510。1冻结工程用电电压等级2510。2施工用电负荷统计2510.3供电方案2610。4规范标准2611 安全与文明施工等保证措施2711.1现场安全生产、消防、治安施工措施2711。2市容环卫和文明施工措施2711.3质量保证措施2711.4 思想保证措施2811.5 组织保证措施2811.6过程保证措施2811.7检验保证措施2812施工进度及资源配置计划2812.1 施工进度计划2812。2 劳动力配备计划2812.3设备与材料供应计划2813施工难点及风险源3113.1 冻结孔施工应急措施3113。2 开挖施工
4、应急安全措施3414 附件42附表1 1#、2 联络通道及泵站施工进度计划42附图1、1#联络通道冻结加固范围图43附图2、1联络通道冻结孔立面布置图45附图3、1冻结孔平面布置图47附图4、冻结站布置图49附图5、 预应力支架图50附图6、 安全门安装图51附图7、联络通道工程监测点布置图52附图8、联络通道工程组织结构网络图53附图9、 联络通道工程安全管理网络图54附图10、 联络通道工程质量管理网络图55附图11、 联络通道文明施工管理网络图56附图12、质量保证体系5721概述1。1 工程概况 杭州地铁2号线xxxx站xxxx站区间隧道1联络通道、2#联络通道及泵站工程,1#联络通道
5、位置里程上行线为SDK2+146。3975、下行线为XDK2+149。572,线间距13.001m,联络通道处隧道中心标高为10。244m,地面标高约为+5.41m.2#联络通道及泵站位置里程上行线为SDK2+556.109、下行线为XDK2+556。8805,线间距13.005m,联络通道处隧道上行线中心标高为16.455m, 下行线中心标高为-16。457m,地面标高约为+6。65m。联络通道位于市心南路下方,地面无建筑物,地下埋设有各类管线见下表11 1联络通道,表1-2 2联络通道及泵站。表1-1 1#联络通道表1-2 2联络通道及泵站构筑联络通道所在位置的隧道管片为钢管片,隧道内径为
6、5.5m,管片厚度350mm.衬砌采用二次衬砌方式;临时支护层和永久结构层之间设防水层,在联络通道结构层底部上、下行线各预埋一根排水管,1、2#联络通道及泵站结构图见图11、12.图11 1# 联络通道结构示意图图1-2 2联络通道及泵站结构示意图1。2 工程地质条件根据杭州市勘测设计研究院杭州市地铁2号线xxxx站xxxx站区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告工程区间隧道纵断面图,该区间的两个联络通道处的土层自上而下依次为: 淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土,打孔涉及以上三种土层。2施工方案的选择及编制依据2.1冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案的选择根据联络通道的特点以及所处地层的特性,采取
7、冻结法加固土体,然后用矿山暗挖法进行开挖构筑施工。 本公司结合以往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。2。2方案编制依据及参照的标准、规范1) xxxx站xxxx站区间隧道1、2联络通道及泵站工程结构图;2) xxxx站xxxx站区间隧道1#、2#联络通道及泵站工程冻结法设计;3) 煤矿井巷工程施工规范(GB50511-2010);4
8、) 煤矿井巷工程质量验收规范(GB50213-2010);5) 锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB500862001);6) 混凝土结构设计规范GB50010-2010;7) 建筑结构荷载规范GB50009-2001;8) 建筑抗震设计规范GB50011-2010;9) 联络通道冻结法技术规程DG/TJ08902-2006;10)钢结构工程施工质量验收规范GB 502052001;11)地基基础设计规范GB500072002;12)地下铁道设计规范GB501572003;2。3 方案设计技术要点由于该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
9、工的安全并保证施工工期。根据以往施工联络通道经验,提出以下技术要点:(1)根据以往联络通道冻结孔施工的成功经验,用金刚石取芯钻开孔,跟管钻进法下冻结管.冻结孔开孔前,先打设卸压孔作为探孔,探测地层稳定情况.如发现有严重漏水冒泥现象,先进行水泥-水玻璃双液壁后注浆,以提高孔口附近地层稳定性,然后再钻进冻结孔。每个钻孔设有孔口管,并安装钻孔密封装置,以防钻进时大量涌水、涌砂。(2)针对施工冻结孔时容易产生冒泥涌水现象,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.(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
10、稳定性和封水性。所有冻结范围内的钢管片及水泥管片都采用PEF板隔热保温,以减少冷量损失.在对侧隧道布置5排冷冻排管。在冻结帷幕与管片胶结处放置测温点,以加强对冻结帷幕与管片胶结状况的检测。(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)在联络通道两端布设卸压孔,以减小土层冻胀对隧道的影响.该孔亦可作为冻结帷幕压力变化的观测孔。 (6)联络通道冻结立圈前在隧道内设预应力支架,以防打开预留钢管片时
11、隧道变形和破坏。开挖前必须安装通道安全应急门,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;泵房开挖前安装安全应急盖。(7)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.(8)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.(9)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.(10)加强地面建筑、管线的
12、保护:加强地面建筑物、地下管线的监测;采用快速冻结减少冻胀;加强融沉注浆。2.4 联络通道主要施工顺序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,具体的施工顺序安排如下图所示。针对目前杭州地铁2号线xxxx站-xxxx站盾构推进施工进度,我单位施工该区间两座联络通道及泵站施工,先施工1联络通道再施工2#联络通道及泵站。施工顺序及两座联络通道施工交叉作业时间详见附表:施工进度计划表。施工准备冻结孔施工冻结站安装开挖准备工作冻结运转通道开挖,结构施工泵站开挖,结构施工充填和融沉注浆安装防火门施工结束图21 联络通道施工流程图3冻结加固设计 此部分的设计由专业的冻结设计单位,详
13、细内容可参见相关设计图纸。3。1冻结帷幕的设计1) 冻结帷幕厚度1#联络通道及泵站不小于1.8,2#联络通道不小于2,冻结帷幕平均温度设计为不高于-10;2) 相应的冻土强度的设计指标(-10)为:单轴抗压不小于3.6Mpa,抗折不小于2.0Mpa,抗剪不小于1。5Mpa;3) 冻结加固范围见附图1。3。2冻结孔布置及制冷设计3.2.1冻结孔布置联络通道冻结孔的布置采取从上、下行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,1联络通道共布置冻结孔53个,其中冻结站侧46个,冻结站对侧7个。2联络通道及泵站共布置冻结孔73个,其中冻结站侧57个,冻结站对侧16个。冻结孔施工前,由
14、盾构推进测量技术人员结合推进实际参数,从测量导线端从新复合联络通道中心标高。施工单位根据四个透孔的施工情况,通过经纬仪测量,计算透孔的实际角度及深度与设计参数比较,如误差大于设计值,施工单位对冻结孔角度及长度予以调整并申报监理单位、设计单位审核。冻结孔的布置示意图见附图2附图3。该联络通道设置4个穿透孔,供对侧隧道冻结孔和冷冻排管需冷用.技术要求:(1) 冻结孔的开孔位置误差不大于100mm,应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板.冻结孔最大允许偏斜不大于150mm。(2) 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。(3
15、) 冻结管用898mm20#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。(4) 冻结管接头采用螺纹加焊接,抗拉强度不低于母管的75%。(5) 施工冻结孔时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.(6) 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。(7) 冻结站对侧隧道上沿冻结壁敷设冷冻排管,冷冻排管采用453mm无缝钢管。3。2。2测温孔布置联络通道测温孔布置8个,冻结站对侧为6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
16、措施,确保施工的安全,测温孔布置图见附图2附图3。(1) 测温管选用:浅孔323mm、深孔898mm;(2) 测温管长度每个27m;(3) 管前端焊接密封,确保管内不得渗水.3。2。3卸压孔布置在冻结帷幕封闭区域内各通道均布置4个卸压孔,上、下行线各2个,卸压孔布置图见附图2附图3。在卸压孔上安装压力表,可以很直观的监测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。卸压管选用323mm无缝钢管;卸压管长度每个3m,管前端开口,进入土体段管壁上钻若干孔,呈梅花状分布,以确保冻结帷幕内的压力有效传递。3。3制冷设计(1) 积极冻结期盐水温度为-28以下。(2
17、) 积极冻结时间:1#联络通道为45天(2联络通道及泵站为50天),维护冻结时间为30天(暂定,实际从开挖临时支护到主体结构施工结束)。(3) 冻结孔单孔流量不小于5m3/h。4冻结孔施工4。1冻结孔施工顺序先施工透孔,根据穿透孔的偏差,进一步调整有关的钻进参数。然后根据联络通道施工的孔位,采用由上向下的顺序进行施工,这样可防止因下层冻结孔的施工引起上部地层扰动,减小钻孔施工时的事故发生率。图4-1 冻结孔开孔及钻孔示意图4.2冻结孔的定位依据施工基准点,按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线,孔位布置首先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置,在避开主筋、管缝、螺栓及钢管片肋板的前提下可适当调整,不
18、大于100mm.4。3冻结孔开孔及孔口密封装置开孔选用J-200型金刚石钻机,配130mm金刚石取芯钻头进行钻孔,深度约300mm,控制不得钻穿管片。用钢楔楔断岩心,取出后,打入加工好的孔口管,并用至少有4个固定点固定在管片上,然后安装孔口密封装置,如图4-1所示。4。4冻结孔钻进与冻结管设置(1) 钻孔设备使用MD80钻机一台,配用BW250型泥浆泵,钻具利用898冻结管作钻杆;冻结管之间采用套管丝扣连接,接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接,确保其同心度和焊接强度。(2) 正常情况下,钻进时安装简易钻头,直接无水钻进。如果钻进困难时,在钻头部位安装一个特制单向阀门,采用带水钻进。冻结管到达设计
19、深度后冲洗单向阀,并密封冻结管端部。(3) 钻进过程中严格监测孔斜情况,发现偏斜要及时纠偏,下好冻结管后,进行冻结管长度的复测,然后再用灯光测斜仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。(4) 在冻结管内下供液管,然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。4.5钻孔质量技术要求(1) 冻结孔钻进深度应不小于设计深度。钻头碰到隧道管片的,不参与制冷循环的长度不大于150mm。(2) 钻孔的偏斜应控制在150mm以内.(3) 冻结孔终孔最大允许间距为1300mm,超出最大允许间距的,可进行补孔或作延长冻结时间进行处理。(4) 冻结管长度和偏斜合格后再进行打压试漏,压力控制在0。8MPa,前15分钟压力损失小于0。05M
20、Pa,后30分钟压力稳定无变化者为试压合格。试压不合格的,可拔出冻结管进行重新钻孔,或下套管进行处量。4.6钻孔质量控制程序纠偏测斜生产准备开孔,安密封装置正常钻进钻机安装找正测斜、检漏正单孔完成正钻孔结束正冻结孔测量定位图42钻孔质量控制流程图5冷冻站安装5。1需冷量计算1#联络通道冻结需冷量计算:Q=1.2dHK式中:H冻结总长度:421.542md冻结管直径:89mmK冻结管散热系数;将上述参数代入公式得出各通道需冷量如下表所示:5.104104最大需冷量(Kcal/h)。2联络通道冻结需冷量计算:Q=1。2dHK式中:H冻结总长度:531。613md冻结管直径:89mmK冻结管散热系数
21、;将上述参数代入公式得出各通道需冷量如下表所示:6.336104最大需冷量(Kcal/h).5.2冻结设备选型两座联络通道及泵站施工在隧道内,1、2联络通道设置一个冻结站,冻结站主要设备选型见下表:1#联络通道2#联络通道及泵站序号设备名称规格型号数量序号设备型号规格型号数量1冷冻机组1LSLGF50011冷冻机组2LSLGF50012盐水泵1IS200-150-250A12盐水泵2IS200-150-315A13清水泵IS150120315A13冷却塔28012514冷却塔180-1251备注:清水泵1#、2联络通道共用一台,且有备用,冻结机组安装时要互为备用。(1) 根据需冷量,选用LSL
22、GF500螺杆机组两台套,单台机组设计工况制冷量为8。75104 Kcal/h,完全满足联络通道的制冷需求。(2) 盐水循环泵选用IS150-125315型2台,单台流量200m3/h.(3) 冷却水循环选用IS150-125315型1台,流量200m3/h。(4) 冷却塔选用KST-80型2台。5。3管路选择(1)供液管选用483.5钢管,采用焊接连接。(2)盐水干管和集、配液圈选用1596mm无缝钢管。(3)冷却水管选用1274.5mm无缝钢管.(4)冷冻排管选用453mm无缝钢管。5.4其它(1) 制冷剂选用氟立昂F-22。(2) 冷媒剂选用氯化钙(Cacl2)溶液。5。5冻结站布置根据
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