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1、联络通道冷冻法施工作业指导书郑州市轨道交通2号线一期工程土建施工Ol工区经理部-邓胜1.适用范围本作业指导书适用于采取冷冻法加固矿山法开挖的联络通道施工作业。2.技术要求2.1技术质量标准2.1.1冻结加固施工技术要求1）冻结孔开孔位置误差不大于IoOmiIi,应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板:2）冻结孔最大允许偏斜15Omm（冻结孔成孔轨迹及设计轨迹之间的距离）。最大允许间距通道处1300mm,泵站处1400mm；3）冻结孔有效深度（管片表面以下冻结管循环盐水段长度）不小于冻结孔设计深度。冻结管管头碰到冻结站对侧隧道管片的冻结孔，不能循环盐水的管头长度不得大于150mm；4）冻结管用8
2、9X8mm低碳钢无缝钢管。冻结管耐压不低08Mpa,并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍；5）设透孔用于冷冻排管及冻结站对面冻结孔供冷，排管敷设应密贴隧道管片；6）施工冻结孔时的土体流失量不得大于冻结孔体积，否则应及时进行注浆控制地层沉降；7）打透孔复核两隧道预留口位置。如两隧道预留口相对位置误差大于IOonIm,则应按保证冻结壁设计厚度的原则对冻结孔布置进行调整；8）设计积极冻结时间内，要求冻结孔单孔流量不小于5m7h;积极冻结7天盐水温度降至-20。C以下；冻结15天盐水温度降至-24C以下；开挖时盐水温度降至-28C以下，去、回路盐水温差不大于2C。如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，
3、应延长积极冻结时间，保证达到设计的冻结壁厚度及温度；9）积极冻结时，在冻结区附近200m区域内的透水砂层中不得采取降水措施，并且在冻结区内土层中不得有集中水流；10）在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温层，敷设范围至设计冻结壁边界外2m。保温层采用阻燃的软质塑料泡沫材料，导热系数不大于0.04W/mko保温板采用专用胶水密贴在隧道管片上不留空隙，板材之间搭接宽度不小于150mm。保温层厚度为40mm；11）开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁及隧道管片交界面处平均温度不高于-5O其它部位设计冻结壁平均温度小于等于T0。C；12）当施工中地层及环境条件及原设计依据资料有重大变化时，应及时及设计院联系修改冻
4、结壁设计。冻结施工主要技术参数见表2.I-I0冻结施工主要技术参数表表2.1-1序号参数名称单位数量备注1冻结壁设计厚度m2.0喇叭口1.7m2冻结壁平均温度WTO冻结壁及管片交界面W-5C3冻结壁交圈时间天20254最低盐水温度C-28-30冻结7天达-20以下5单孔盐水流量m3h576积极冻结时间天根据设计确定7冻结孔个数个根据设计确定8冻结孔开孔误差mm1009冻结孔允许偏斜mm15010冻结管总长度m根据设计确定11冷冻排管总长度m根据设计确定12测温孔个根据设计确定13泄压孔个根据设计确定14冻结总需冷量万根据设计确工况条件kcal/h定2.1.2开挖构筑施工技术要求1）开挖前应具备
5、条件检验冻结壁厚度和平均温度均达到设计值。对发现冻结异常处应补打探孔进行测温检验：按设计安装好隧道支撑和防护门:在两隧道钢管片上冻结壁内侧设泄压孔或打探孔，泄压孔和探孔无压力的水、泥流出或初期有少量出水并渐止；冻结设备运转正常并有备用；开挖、支护、结构施工所需人员、材料、设备准备就绪，相关安全技术措施及开挖报告已履行审批手续；2）开挖步距及初期支护间距一致，特殊情况下最大不超过800mm；3）开挖断面超挖不大于30un;开挖中心线偏差不大于20mm；4）冻结壁暴露时间不大于24小时，并要求冻结壁暴露面收敛不大于20mm；5）初期支护钢支撑垂直度偏差不大于20mm,标高偏差不大于20mm,水平高
6、差不大于20mm；6）钢支撑支撑间距偏差不大于30mm,支撑间拉杆焊接牢固。初期支护轴线偏差不大于20mm；7）初期支护木背板厚度误差不大于5mm,背板间隙不大于8mm,背板搭接钢支撑长度不小于35mm；8）木背板后砂垫层充填密实，不留空洞;9）挂网喷射混凝土强度等级为C20,厚度同临时型钢支撑断面高度;喷射混凝土施工按锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）要求进行:10）在开挖期间不得擅自停止或减少冻结孔供冷。如确因施工需要停止个别冻结孔供冷时，应分析对冻结壁整体稳定性的影响，并制定相应技术措施，确保开挖和结构施工安全；11）每天要定时监测初期支护收敛、变形和支护层后冻土温度
7、，发现支护变形或冻土融化应分析原因，及时采取加强措施；12）通道衬砌未设变形缝，施工完通道衬砌后应监测通道的不均匀沉降，发现问题及时联系设计单位，采取注浆等措施处理；3.施工工艺3.1总体施工方案根据联络通道及泵站冻结法设计，并依据地层特点和同类工程施工经验，采用隧道内钻孔，冻结临时加固土体，矿山法暗挖构筑的施工方案，即：在隧道内利用水平孔和倾斜孔+冷冻排管冻结加固地层，使联络通道及泵站外围土体冻结，形成强度高、封闭性好的冻土帷幕，在冻土中采用矿山法进行开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。选用冻结法加固土体具有冻结壁均匀性好，及隧道管片结合严密，强度高，封水性好，安全可靠的
8、优点，极适于本工程的土体加固。3.2施工工艺流程图图3.2-1联络通道及泵站施工工艺流程图3.3施工步骤及要求3.3.1冻结加固施工冻结加固施工工序为：施工准备冻结钻孔施工一冻结制冷系统安装一溶解氯化钙和机组充氟、加油-积极冻结一维护冻结。1)施工准备(1)要求提前供电到联络通道施工场地附近，并清理隧道及施工场地，保证施工通行顺畅。(2)在隧道内铺设两根2钢管至联络通道施工工作面，用于冻结孔打钻供水、排污和冻结时的供、排水。在端头井中安装潜水泵一台，在施工工作面安装排污泵一台，流量均为40m7ho安装3台7.5kw的轴流风机，用于隧道通风。(3)用16#工字钢架和厚5cm的木板在联络通道处铺设
9、长约45m的施工平台。(4)按不同位置的冻结孔钻进要求，用1.5钢管搭建冻结孔施工脚手架，安装钻孔施工升降平台。(5)在联络通道施工工作面附近围砌高约0.5In的泥浆围墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内施工环境整洁。(6)施工设备进场。由于隧道内交通不便，受施工的影响大，应合理安排施工设备运抵安装地点的时间顺序。(7)合同签定后，开工前进行加工件加工。2）冻结钻孔施工冻结钻孔施工工艺为：定位开孔及孔口管安装一孔口装置安装一钻孔f测量一封闭孔底部一打压试漏。现具体说明如下：（1）定位开孔及孔口管安装依据施工基准点，按冻结孔施工图布置冻结孔。根据各孔孔位在碎管片和钢管片上定位开孔。碎管片上：首
10、先注意碎管片内受力钢筋干涉时，调整孔位。选用J-200型金刚石钻机，配中133mm金刚石取芯钻头按设计角度开孔，当开到深度300mm时停止钻进（管片要留50mm以上的保护层），用钢楔楔断岩心，取出后安装孔口管。孔口管用中133X5mm无缝钢管加工，头部加工250mm长的鱼鳞扣。孔口管的安装方法为：首先将孔口处凿平，安好四个膨胀螺丝，而后在孔口管的鱼鳞扣上缠好麻丝或棉丝等密封物，将孔口管砸进去，用膨胀螺丝上紧，上紧后，再去掉螺母，装上DN125闸阀，再将闸阀打开，用中IIOmnl金刚石钻头从闸阀内开孔，一直将碎管片开穿，这时，如地层内的水砂流量大，就及时关好闸门。钢管片上：在钢管片焊好孔口管，在
11、孔口管上接好闸阀，用钻机接上金刚石钻头，从闸阀内切割钢管片钻进。（2）孔口装置安装用螺丝将孔口装置装在闸阀上，注意加好密封垫片。当第一个孔开通后，没有涌水涌砂可继续钻进，但以后钻孔仍要装孔口装置，以防突发涌水涌砂现象出现；若涌水涌砂较厉害，还应注水泥浆（或双液浆）止水。孔口管及孔口装置详见图3.3-1。隧道管片地层孔口管膨胀螺丝闸阀孔口装置图3.3-1孔口管及孔口装置示意图图3.3-2加工好的孔口管图3.3-3DNlOO钢球阀图3.3-4绑好麻丝之后涂抹环氧树脂的孔口管(3)二次开孔及冻结器安装使用MD-60A型钻机一台，扭矩2000NM,推力17KN。选用BW-200/50泥浆泵一台，流量为
12、200l/min0钻机和泥浆泵总功率为45kw0利用冻结管作钻杆，冻结管采用丝扣连接，接缝要补焊，确保其同心度和焊接强度，冻结管达到设计深度后用丝堵密封孔底部，具体方法是利用接长杆将丝堵上到孔的底部，利用反扣在卸扣的同时，将丝堵上紧。按冻结孔施工方位要求调整好钻机位置，并固定好，将钻头装入孔口装置内，并将盘根轻压在盘根盒内，首先采用干式钻进，当钻进费劲不进尺时，从钻机上进行注水钻进，同时打开小阀门，观察出水、出砂情况，利用阀门的开关控制出浆量，保证地面安全，不出现沉降。二次开工如下图所示:图3.3-5水钻二次开孔为了保证钻进精度，开孔段是关键。钻进前2m时，要反复校核冻结管方向，调整钻机位置，
13、并用精密罗盘或经纬仪检测偏斜无问题后方可继续钻进。冻结管下入孔内前要先配管，保证冻结管同心度。下好冻结管后,采用经纬仪灯光测斜法检测，然后复测冻结孔深度，并进行打压试漏。冻结孔试漏压力控制在0.81.OMPa,稳定30分钟压力无变化或前30分钟压降0.05MPa,后15分钟不降为试压合格。在冻结管内下入供液管。供液管底端连接150mm长的支架，中8钢筋焊接。然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管及孔口管之间的间隙,然后拆卸孔口密封装置。测温孔、泄压孔施工方法及冻结管相同。泄压孔也可利用钢管片上的注浆孔。（4）管漏处理试压不合格的冻结管必须进行处理达到密封要求后
14、方可使用。若钻进时无水砂涌出，管漏时可逐根提出孔内管，并用泥浆泵对逐个焊缝打压，找出泄漏焊缝及原因，及时处理，并作好记录，二次下入后仍须自检。若在实际施工中地层不允许提出冻结管，管漏时要采用在不合格冻结管内下入小一级冻结管（套管）或打补孔的方法处理此类事故。3）冻结制冷系统安装(1)冻结站布置及设备安装根据区间隧道场地情况，冻结站可以设在联络通道及泵站附近隧道内、也可以设置在车站中板上或者地面。站内设备主要包括冷冻机组、配电柜、盐水箱、盐水泵、冷却水泵、冷却塔及冷却水池等。冻结站安装包括氟系统、盐水系统及冷却水系统安装，要求根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将
15、三大循环系统分别进行安装，并按井巷工程施工及验收规范要求试压、检查验收。设备安装按设备使用说明书的要求进行，如下图所示：图3.3-6冻结站安装布置图(2)管路连接、保温及测试仪表安装盐水和冷却水管路用法兰连接，并用管架架设在施工平台上或隧道管片上。盐水管路要离地面安装，避免浸水和高低起伏。集配液圈及冻结管的连接用高压胶管，冻结管每35个一串联，串联尽量间隔进行，应以每组冻结孔总长度相近和每路盐水循环阻力接近为宜。在配液圈及冻结器之间安装阀门二个，以便控制冻结器盐水流量。集配液圈如下图所示:图3.3-8集配液圈上图3.3-7集配液圈方的排气口在冷冻机进出水管上安装温度计，在去、回路盐水管路上安装
16、压力表、温度传感器和控制阀门。在盐水管出口安装流量计。在盐水箱安装液面传感器。在去路盐水干管上安装单向阀。在盐水管路的高处安装放气阀。盐水和冷却水管路耐压分别为O.7MPa和0.3MPa。在对侧隧洞管片内侧冻结加固范围内敷设冷冻排管，敷设方法为用膨胀螺栓和压板直接固定在管片上。冷冻排管及穿透冻结孔之间用胶管连接。冻结加固范围内铺设40mm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板。冷冻机组的蒸发器及低温管路、盐水箱、盐水干管表面用40mm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板保温。冷冻管盐水管路如下图所示：图3.3-9冷冻盐水去、回路分组温度计、压力表和流量计安装要按有关规范进行。4）溶解氯化钙和机组充氟、加油先在盐水箱
17、内注入约1/4的清水，盐水箱上部要设过滤网，然后，启动泵并逐步加入固体氯化钙，直至盐水浓度达到设计要求。溶解氯化钙时要除去杂质。盐水箱内的盐水不能灌得太满，以免高于盐水箱口的冻结管盐水回流时溢出盐水箱。机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。首先进行制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再充氟加油。充盐、充氟过程如下图所示：图3.3-10融化氯化钙溶液图3.3-11波美度测量计图3.3-12充氟利昂图3.3-13R22罐装氟利昂5)积极冻结(1)冻结系统试运转及积极冻结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计要求
18、的技术参数条件下运行。在冻结过程中，每天检测盐水温度、盐水流量和冻土壁扩展情况，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。要求7天内盐水温度降至-20。C以下，15天内降至-24以下，开挖时盐水温度降至-28以下。每天检测测温孔温度，并根据测温数据，分析冻结壁的扩展速度和厚度，预计冻结壁达到设计厚度时间。(2)探孔实测冻结壁温度和厚度达到设计值后，打开探孔确认无泥水涌出或初期有少量出水并渐止，即可试挖。(3)停止冻结联络通道及泵站主体结构施工结束后方可停止冻结。3.3.2开挖构筑施工联络通道及泵站开挖构筑施工占用一侧隧道，在联络通道开口处搭设工作平台，利用隧道作为排渣及材料运
19、输通道。经冻结加固分析冻结壁达到设计要求，探孔试挖确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，进行矿山法施工。开挖构筑施工工序为：施工准备-*开挖侧开洞门一通道开挖和初期支护一喇叭口开挖(刷大)和初期支护f对面隧道侧开洞门一防水层施工-钢筋绑扎、预埋件安设一立模一混凝土浇筑。1)施工准备(D供电除了隧道内冻结用电外，另外分一路用于开挖构筑施工供电，用电量约65kwo(2)通讯将工作面和地面现场办公室实现有线电话联系及安装远程视频监控系统，确保上下信息畅通。(3)提升运输端头井提升采用汽吊或安装SMZ150型自升式门架升降机。隧道内运输采用手推车或小型翻斗车。(4)隧道内工作平台搭设按联络通道出口尺寸及
20、施工需要，工作平台由上下两层平台和一个斜坡道构成。在联络通道开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输手推车换向之用，面积约为4mX5m=20m?。在联络通道运输侧，搭设施工及抢险物资平台，为节省材料，平台面可低于4j间平台0.9m,面积为15X3,4m=51平台梁用长3,4n1,间距为2m的16#型钢架，直接搭在混凝土管片上，台面用5cm厚木板铺盖而成。为方便翻斗车运输，另搭设斜坡道及施工物资平台相连接，斜坡道宽约3m,坡长约5mO(5)初期支护支撑架、防护门、隧道预应力支架加工提前根据设计图纸要求制作。在地面按尺寸加工好后，在工作面组装安设。(6)钢管片接缝焊接将联
21、络通道口部的钢管片之间(欲拉开的管片除外)接缝采用满焊的方式将每条拼装缝一一焊接好，以提高其整体性。焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。焊接时，采取对称方式焊接，以防止应力集中，引起钢管片和隧道的变形。焊接材料选J422型结构钢焊条，用手工电弧焊焊接。(7)隧道预应力支撑架安装冻结壁交圈之前，按设计图间距在联络通道洞口两侧安装隧道预应力支撑架，以减轻冻胀力和联络通道开挖构筑施工对隧道产生的不利影响。每座联络通道共设4福隧道支架分别安装在联络通道预留洞口两侧的第一条隧道管片环缝处。隧道支撑安装偏离设计安装位置应不大于20mm。如下图所示：图3.3-14预应力支架安装（一）图3.3-1
22、5预应力支架安装（二）架设时要有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧，高处千斤顶应系在主架上，防止脱落。要定期检查千斤顶压力情况，发现卸压或漏油等情况要及时处理。安装好隧道支撑后顶实千斤顶，但每个千斤顶的顶力不得大于100KN,且各个千斤顶的顶力要基本均匀。根据实测隧道收敛变形调整各个千斤顶的顶力，收敛大的部位要求千斤顶力大，不收敛的部位千斤顶不加力。隧道收敛达到报警值IOmm时,千斤顶顶力达到设计最大值500KN。如千斤顶顶力达到设计最大值后隧道仍继续收敛，则应采取其它措施加强隧道支撑。（8）防护门安装联络通道开挖施工前，按设计图在开挖侧隧道预留洞口上安装应急防护门，并配备风量不小于6m7min
23、的空压机为防护门供气。防护门由门框、门及门闩组成。防护门开关应便于人工操作，紧固螺栓、风管及连接件、扳手等配件及操作工具应准备到位。防护门应能灵活开关，关闭后应能承受安装位置的地下水压，有效阻止联络通道及泵站内水、土流出，开启后不得影响正常的开挖和结构施工。防护门设计耐压值为033Mpa,打压试验值不得超过0.26Mpa。安装好防护门后应进行水密性试验，先用水泵在防护门内注满水，再用空压机加压，要求在不停止空压机时，压力能保持0.26MPa为合格。当开挖时发生透水、冒砂事故，应立即关闭防护门，并向防护门内压气，使防护门内气压维持在设计压力。挖通水平通道完成初期支护后方可拆除防护门。防护门安装如
24、下图图3.3-16防护门安装及打压(9)通风及供排水系统利用隧道和联络通道冻结通风及供排水系统。2)开管片钢管片可以用千斤顶及手拉葫芦拉开。拆除顺序如图3.3-17、3.3-18,先拉一号，接着拉二、三、四，待通道贯通后拆除安全门再拉底下两块。开管片时，准备2台32t千斤顶，5t和2t手拉葫芦各一个。两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根横梁同钢管片直接相连，通过顶推横梁向外推拉钢管片，5t葫芦作为主拉拔管片用，一端钩住欲拆管片，一端套挂在对面隧道管片上，水平方向加力向隧道内拉拔管片。2t葫芦悬吊在欲拆管片上方管片上，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。在用千斤顶及5t葫芦拉
25、拔期间要注意观察管片外移情况，并随时注意调整2t葫芦拉紧程度和方向。因管片锈蚀拉出困难时,应用大锤锤振管片，减小拔出拉力。图3.3-17混凝土管片拆除过程图3.3-18钢管片拆除顺序3）土方开挖根据工程结构特点，联络通道及泵站开挖采取分区分层方式进行，施工顺序如图3.3-19所示，先开挖1”通道，再开挖2、3”喇叭口，最后开挖“4”泵站。由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高，冻结壁承载能力大，因而开挖时（除喇叭口侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖，开挖步距视土体加固情况，一般控制在0.5m。喇叭口处考虑到断面较大，而且一端冻结管分布较为密集，另一端冻土强度相对较弱，该处采取分断面开挖，缩短支
26、护时间。图3.3-19联络通道及泵站开挖顺序图人工开挖的工具根据土体强度，可用风镐或手镐。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短冻土暴露时间，风镐尖需做特殊处理。由于通道中环境温度在0。C以下，在冻土中掘进，输风管路及风镐中的冷凝水容易结冰，影响风镐的正常工作。每个掘进班配备56把风镐，一方面把风管悬吊起来，另外每隔12小时向风管内注入酒精，防止冰屑的出现，保证施工的顺利进行。开挖断面严格按照施工图进行，尽量避免超挖。要根据暴露土体的加固效果及施工监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，必要时对暴露的冻结壁进行保温，确保安全施工。开挖的土方用手推车或小型翻斗车运至隧道口，转由提升系统运至地面指定堆
27、放处，再集中运出场地。4）初期支护联络通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移,而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开挖后就要对冻结壁进行及时的支护，所以联络通道的初期支护即做为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为结构层的一部分，是支护工艺最为关键的一步。初期支护层采用Q235b型钢加工成的直腿拱形支架结合素喷C20早强混凝土，厚度为250mm。钢拱架为封闭形式用于喇叭口及通道内的初期支护，为增加
28、支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，通道的开挖步距及拱形支架的间排距相对应，相邻支架间加有纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。为了控制支架间冻结壁的变形，减少冻结壁冷量损失，所有钢支撑架后用木背板密背，少量空隙用木楔背严。开挖面及木背板之间的空隙，应采用黄砂或砂浆充填密实。待通道开挖贯通后，钢支架外挂钢丝网，用混凝土喷射机喷射混凝土进行初期支护。喷射混凝土强度为C20,厚度要包住钢支架。喷射完毕,要及时进行表面的修整，以方便防水层施工。喷射混凝土前在开挖面按注浆孔布置图预埋注浆管，注浆管规格为2寸注浆管初期支护中喷射碎是很关键的一个工序，为减少回弹量，提高喷射碎质量，拟采用湿喷工
29、艺，喷射混凝土应分层施工，每层厚度不大于5cm。其流程为：安装调试一注水、送风一搅拌并按配比上料一喷射。注意事项为：上料保持连续性；喷射机的工作压力控制在050.7Mpa；严格控制好喷嘴及喷射面的距离及高度，喷嘴及受喷面要垂直,距离控制在0.8LOnI的范围内；喷射顺序自下而上，先墙角后墙顶，避免死角；喷射碎材料：水泥：普通32.5R硅酸盐水泥；砂：中粗砂；石子：采用坚固碎石，粒径小于15mm；速凝剂：水泥用量5%；增粘剂：STC增粘剂，掺量810%；喷碎标号为C20。喷碎配合比：水泥：砂：石子=1:2,5:2G在开挖和初期支护过程中，布设通道收敛变形测点，及时掌握冻结壁位移发展速度，通过调整
30、开挖步距和支护强度来控制冻结壁的位移量,确保施工安全和施工进度。初期支护的支护间距及结构形式和注浆管位置及结构根据设计图纸要求进行施工。图3. 3-20初支钢拱架图3.3-21已喷完的初支结构5)防水层施工按设计要求选择防水材料和铺设工艺。铺设防水层前必须对初期支护大致找平，拱墙补喷找平，底部砂浆找平，对外部的钢筋接头切除、磨平，并在防水材料内外侧均铺设土工布，以保护防水层不受损坏。防水层紧贴初期支护结构内侧，铺平之后，用射钉将其固定。防水材料接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接。防水板接缝搭接长度应为7mm,焊接宽度为IOmn1。防水层及管片之间用专用胶粘接。喇叭口处防水层施工如下图所示：图3.
31、 3-22喇叭口的防水层图3. 3-23防水卷材、止水胶及预埋注浆管6)结构层施工(1)钢筋绑扎：钢筋间排距应严格按结构设计图纸进行绑扎，钢筋搭接部分应调直理顺，绑扎牢固，搭接部分长度应符合设计要求，在结构混凝土及钢管片接触部位应按规定焊接锚筋，且纵筋及钢管片搭接处应采用T形焊接。按结构层施工顺序先扎通道墙部钢筋，再扎顶板钢筋。绑扎钢筋时，先扎外筋，再扎内筋。受力钢筋当直径d25mm时可采用搭接，d25mm时采用焊接，焊接长度单面焊IOd,双面焊5d0受拉钢筋的单节长度：接头面积百分率W25%时，不应小于1.21aE,接头面积百分率W50%时，不应小于1.41aE,且不应小于30Omm。受压钢
32、筋的搭接长度不应小于0.851aE,且不应小于30Onnn。受力钢筋接头位置应相互错开，在同一接头区段内受力钢筋面积不应超过受力钢筋总截面积的：搭接时为25%(受拉区)及50%(受压区):焊接时受拉为50%,受压不限。(2)立模板：按结构尺寸定制钢模板。立模时净宽放大10mm,净高放大20mm以防下沉。严格按线立模，误差控制在3mm以内，不能小于设计，支架固定应牢靠，浇筑碎时应经常检查校核，以防位移走动。模板接缝严密，接茬平整，并检查模板的垂直度、水平度、标高、钢筋保护层的厚度及结构内层尺寸。校正合格后将模板固定。模板就位前，应在模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装模板，并检查模板的垂直度
33、、水平度、标高以及钢筋保护层的厚度。校正合格后，将模板固定。在安装模板时预留振捣孔。(3)浇筑混凝土：结构层混凝土选用商品防水混凝土。先浇筑底板再侧墙最后浇筑拱顶。搅拌好的混凝土直接装手推车推至工作面用人工法将混凝土送入支好的模板内并用插入式振捣棒反复均匀振捣。由于结构的特殊性，通道拱顶内的混凝土浇筑较为困难，可采取分段浇筑的施工方式，必要时采用气动输送泵输送混凝土，附着式振动器振捣，以提高工作效率，确保施工质量。每次搅拌的混凝土用试模制成标准试块，用于检测混凝土强度及抗渗性。图3.3-24钢筋绑扎图3.3-25钢模板架立加固3.3.3充填注浆及融沉注浆O衬砌后充填注浆停止冻结后37天内进行衬
34、砌后充填注浆。注浆时衬砌混凝土强度应达到设计强度的60%以上。采用1：0.8-1单液水泥浆。注入水泥浆前应先注清水，检查各注浆孔之间衬砌后间隙是否畅通。注浆宜按由下而上的顺序进行，当上一层注浆孔连续返浆后即可停止下一层注浆，直至注到拱顶结束。集水井处注浆压力不大于0IMPa,通道处注浆压力不大于静水压力。2)融沉补偿注浆充填注浆结束后，根据地层监测情况进行冻结壁融沉补偿注浆。融沉补偿注浆通过预埋的注浆管和隧道内的管片注浆管进行。本工程采用自然解冻的方式进行融沉注浆。(1)注浆材料融沉补偿注浆浆液以水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅。水泥-水玻璃双液浆配比为：水泥浆和水玻璃溶液体积比为：1：
35、1,其中水泥浆水灰比为1：1,水玻璃溶液采用B35-B40水玻璃和加12倍体积的水稀释。(2)注浆顺序及范围注浆的顺序是先底板后侧墙。底板注浆时，先从通道中部的注浆孔开始注浆，然后依次向两端的注浆孔灌注。注浆范围为整个冻结区域。(3)注浆原则及方法融沉补偿注浆应遵循多次少量均匀的原则。单孔一次注浆量为O.5m最大不超过IiA注浆压力不大于0.5MPa。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。遇到注浆管内窜浆固结而引起堵管时，需用加长冲击钻头通管。(4)注浆施工过程的监测控制地面沉
36、降变形是注浆的目的。因此，化冻过程中，要加强地面变形监测、冻土温度监测、冻结壁后水土压力监测。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。(5)融沉注浆开始和结束条件充填注浆结束，当一天内联络通道及泵站沉降大于05mn,或联络通道累计沉降大于InlnI时，应进行融沉补偿注浆；当联络通道隆起2m应暂停注浆。具体要根据变形监测情况做适当调整。融沉注浆的结束是以地面沉降变形稳定为依据。若冻结壁已全部融化，且不注浆的情况下实测地层沉降，当连续半个月地面日沉降量保持在03三以内，累计沉降量小于Imn1,可以结束融沉注浆。3.3.4施工监测1
37、)冻结孔监测包括冻结孔开孔位置监测、成孔偏斜监测、冻结孔耐压试验监测、冻结孔长度及供液管下放长度监测。2)冻结系统监测(1)去、回路盐水温度监测：在去、回路盐水干管上安装精密水银温度计。测量频率为每天1次。(2)冻结器盐水温度监测：在每个冻结器回路上设数字温度传感器测量冻结器盐水回路温度。测量频率为每天1次。(3)冻结器盐水流量检测：及集液圈并联盐水流量测量回路测量各冻结器的盐水流量。在开冻时检测，或在发生问题时检测。(4)测温孔温度监测：每个测温孔设35个测点，分别布置在冻结壁及隧道管片交界处、管片后1m、测温管中部和测温管尾部。温度量测用仪表为多点半导体测温仪，精度为0.5。测量频率每天1
38、次。(5)在测定冻结壁及隧道管片界面温度时，应在界面内外两侧各布置1个测温点，通过差值方法确定界面处温度。(6)泄压孔压力变化监测：通过在泄压管口安装压力表测量压力变化。测量频率不少于每天1次。(7)冻结壁形成后的探孔监测：根据测温资料及测压孔资料，计算冻结壁是否按设计要求形成，需要对联络通道内外侧进行探孔监测，即在推算的冻土内外边缘处开32的小孔。并下测温线监测其温度的变化，监测频率为每6小时1次。在监测中其数据及推算的相同(接近Oc)说明整个冻结壁已形成，要是不一致，再反推算出冻土壁的发展情况。根据探孔情况，断定联络通道是否安全开挖。(8)在盐水箱中安装液面监测、报警装置。(9)开挖工作面
39、温度和变形量测：开挖时测量开挖工作面冻土或未冻土的表面温度及收敛值。测量频率为每个掘砌循环1次。(10)冻结制冷系统工况的常规监测：冻结站各参数要求值班人员每4小时观察一次，作好记录。3)施工不良影响监测(1)监测内容及范围在施工期间监测地面及周围管线沉降、隧道管片变形、建构筑物变形；监测范围为：不小于联络通道及泵站两侧隧道管片各20环，不小于联络通道及泵站正上方地面投影外侧20m以内。地面及周围管线沉降、隧道管片变形、建构筑物变形监测会同监测单位编制专项监测设计，并经有关方面批准后实施。以沈阳地铁工文区间联络通道施工位例，监测点布置如方式如下图所示：图3.3-261号通道地面监测点布置图3.
40、3-272号通道地面监测点布置图3.3-28隧道水平方向和垂直方向收敛点布置图(2)监测频率及计划具体监测频率及时间安排计划如下：施工前3天进场布设监测点，施工前2天测量各监测点的原始值，施工前1天提交各项监测的原始数据；施工开始，按方案进行常规监测,待结构施工结束后，跟踪监测待地层稳定后结束监测。施工期间一般为:钻孔期间每2天1次；冻结加固期间每3天1次；开挖构筑期间每天1次:养护期间每3天1次；融沉注浆前期同步监测，后期可根据监测数据变化情况适当调整。3.4特殊部位施工3.4.1排水管、预埋件、预留洞施工1）排水管施工排水管安装前，在结构内部的部分，需外包5mm厚自粘性丁基橡胶带。丁基橡胶
41、带厚度要达到要求，并旦外包牢固。在安装排水管前，将钢管片和限位套管内的钢板沿割除线割除，割除时，严格控制割除大小。将加工好的排水管插入限位套管内，在限位套管内剩余未割除的钢板前设置两个O型橡胶圈，并在DN219不锈钢管外围压紧245*8钢管。在浇筑混凝土前，首先将排水管管口封堵，防止混凝土进入管内堵塞排水管。具体施工方法详见施工设计图纸。2）预埋件施工预埋件施工按照图纸大样照图施工。3）预留洞施工施工预留洞前，在预留洞设置处放置相应口径的铁管，然后封堵管口支模板浇筑混凝土，拆模板后将预留洞疏通即可。3.4.2冻结孔封孔及钢管片处理1）冻结结束后应割除隧道管片上的孔口管和冻结管，隧道管片上割除孔
42、口管深度要求进入管片不得小于60mmo2）混凝土管片上割除孔口管或冻结管后留下的孔口应立即用速凝堵漏剂封堵。3）所有冻结孔应用压缩空气吹干管内盐水，用强度不低于MlO的水泥砂浆压实充填封孔,孔口段充填长度不小于150Omnb孔口采用厚度IOmm的钢板焊接密封。4）待通道钢筋硅结构达到设计强度后，方可拆除隧道内临时支撑点，并再次拧紧特殊衬砌环内所有连接螺栓。5）封孔结束后，所有预留隧道钢管片隔仓采用标号C20混凝土填满钢管片隔仓，外露钢构件表面均需涂无溶剂超厚膜型环氧涂料。3.5施工注意事项1）施工地层含水量高，空隙比大，在冻结孔穿越该层时，受水头差的作用，易产生涌砂、涌水现象，这是施工中需要解
43、决的问题。2）施工过程中必须严格控制钻孔、开挖及冻胀融沉对地层造成的扰动和隧道变形，加强监测，跟踪注浆，以减轻对周围地面环境及地下管线的影响。3）结构施工环境差，空间小，联络通道及泵站拱顶部混凝土不易浇捣密实，要保证结构的抗渗要求。4）由于工程施工风险较大，在施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保联络通道及泵站的施工安全并保证施工工期。5）施工措施符合现场实际条件的施工可行性和良好的可操作性，满足安全施工、文明施工、环境保护及节能要求。6）确保施工方案科学合理，施工计划安排合理完整，劳动力安排、施工机具设备配备充足合理。7）联络通道及泵站施工必须严格按照设计图纸要求，优质高效的完成主体结构，
44、同时将冻结加固和开挖构筑引起的不利因素控制在相关验收规范允许的范围内.8）冻结孔施工、初期支护及永久结构施工为本工程的关键工序。冻结的温度检测、土体变形监测、压力监测为特殊工序。4.质量控制4.1质量验收标准及方法4.1.1冻结孔及冻结器质量验收标准应按设计和有关标准、规范要求对冻结孔实际开孔孔位、冻结管下入地层深度、冻结管和供液管的材质、规格、接头方式、冻结管耐压和冻结孔成孔间距等进行验收。冻结管和供液管的材质、规格、接头方式,冻结管和供液管深度，冻结管耐压，以及冻结孔成孔间距经验收合格后,方可使用。4.1.2冻结壁检测质量验收标准1）泄压孔水压应升高至超过初始水压O.IMpa以上，打开泄压
45、孔无水持续流出（少量滴水除外），泄压孔压力上涨超过7天。2）如泄压孔水压无升高，应查明有冻结壁不交圈之外的原因，并且要求打开泄压孔后24h以上无水流出，积极冻结时间不少于设计要求。3）根据测温孔实测温度计算的冻结壁厚度、冻结壁平均温度和冻结壁及隧道管片界面温度均应满足设计要求。5.人员、机械、物资配置5.1劳动力配备计划劳动力配备计划见表5.1-1。打钻工先进场进行施工准备，开钻后冻安工进场进行冻结系统安装。开冻后部分掘进工进行开挖施工准备。冻土壁达到设计后掘进工进场，进行开挖和构筑施工。开挖构筑完毕后，留人进行壁后充填注浆及融沉注浆，拆除设备等，其余全部撤场。同时施工最多人为34人。劳动力配
46、备计划表表5.1-1工种人数工种人数打钻工12辅助工冻安工6技术人员2掘进工26管理人员3机修工2电工2电焊工2合计595.2水、电供应计划5.2.1供水计划打钻期间施工用水量不大于l117h,冻结运转期间新鲜冷却水补给量15mho5.2.2供电计划1）负荷统计冻结钻孔施工和冻结站安装期间用电量约为127kw,积极冻结时最大用电量约为200kw;开挖用电量约为80kw；施工最大用电量250kw。2）供电系统如果联络通道及泵站离端头井较远，可以在隧道内工作面附近安装变压器一台，型号为S9-M-315/Io-0.4,容量为400KVA,以满足冻结钻孔、冻结制冷及开挖构筑供电；考虑冻结开挖期间，冷冻机不能因停电造成停机现象，供电高压系统采用双回路供电系统。如果联络通道离端头井距离较近，可以将冷冻站安装在车站中板上，可以采用低压供电或采用高压系统供电。施工区域用电设备均为04KV低压系统，三相五线制供电。采用电缆从箱式变配电间引至施工现场，系统为：箱式变配电间一低压干线一现场总配电箱一支线一漏电保护开关电箱一用电设备电缆在端头井垂直铺设，用支架固定，每隔2-3m安装支架一个，在隧道内采用挂钩铺设。并在电缆上挂上有电危险”警告牌。现场照明采用漏电开关保护接零。供电系统见图5.2-1o
