隧道工程盾构进洞冻结加固方案.doc

上海市轨道交通13号线 世博园站—长清路站区间隧道工程 盾构进洞冻结加固方案 编制： 审核： 审定： 中煤特殊凿井集团有限责任公司 上海第十二项目部 2008年8月目 录 1.工程概况 2 1.1工程简介 2 1.2地层条件 3 2.冻结壁结构设计 4 2.1设计依据及设计工况 4 2.1.1.设计依据 4 2.1.2设计工况 4 2.2 荷载计算 5 2.3冻结孔布置 6 3.冻结施工 8 3.1主要技术参数（单洞） 8 3.2主要冻结施工设备 8 3.3冻结站安装 8 3.4用电负荷 9 3.5 其它 9 4 垂直冻结孔的布置及施工 10 4.1垂直冻结孔布置（单洞） 10 4.2冻结孔施工 10 4.3局部冻结工艺 10 5施工工序、工期安排及劳动力配备 12 5.1施工工序 12 5.2工期计划 12 5.3劳动配备 12 6融沉控制 13 6.1注浆材料 13 6.2 融沉注浆 13 6.3 隧道内注浆 15 6.4 地面注浆 15 7 盾构进洞的条件 17 8 拔冻结管措施 18 8.1拔管方案 18 8.2冻结管起拔 18 9 破壁及盾构穿越冻结区的保证措施 19 9.1破壁保证措施 19 9.2盾构穿越冻结区保证措施 20 10 确保工程质量的主要技术要求与措施 20 10.1冻结工程质量的主要措施 20 10.2冻结孔施工方面的具体要求及措施 20 11 应急预备方案 21 11.1应急措施 21 11.2应急指挥网络图 21 附图1 盾构进洞冻结组织结构网络图 23 附图2 安全管理网络图 24 附图3 质量管理网络图 25 附图4 质量保证体系 26 附图5 钻孔质量控制程序图 27 附图6 冻结质量控制 28 附图7 29 1.工程概况 1.1工程简介 上海市轨道交通13号线世博段工程，包括卢浦大桥站、世博园站、长清路站3个车站；世博园站～长清路站区间始于世博园站南端头井（里程K22+150.849），穿越措施井，至长清路站站首，于长清路站北端头井（里程K22+933.680）进洞。区间线路全长约782.831m（单线）。隧道最小平面曲线半径R 799.932m，基本呈南北走向。最大坡度26.206‰，隧道中心标高-17.142~-8.513，左线里程K22+589.722~ K22+660.658过盾构措施井。 采用盾构法隧道施工，拟采用土压平衡式盾构机，隧道外径为φ6200mm，内径为φ5500mm，装配式衬砌管片通缝拼装；衬砌块宽度1200mm，厚350mm，衬砌管片砼设计强度为C55，抗渗等级≥S10。端头井已经过旋喷、搅拌加固，如图1，端头井旋喷、搅拌加固示意图。 本工程主要是采用冻结法将措施井盾构进洞端头井以及长清路站盾构进洞端头井加固区搅拌桩与地墙间的30cm空隙完全胶结，确保盾构安全顺利进洞。 图1 端头井加固示意图 1.2地层条件 盾构进洞施工时隧道主要埋置于⑤1层灰色粘土、⑤2灰色砂质粉土土层呈如软塑～流塑状态，土质较软弱，灵敏度高，施工时易产生流砂等不良地质现象。 根据工程及地质条件，本工程区间风井的盾构进洞拟采用冻结法加固施工，为减少冻结需冻量和控制土体冻胀、融沉，设计采用局部冻结加固地层方式施工。 2.冻结壁结构设计 2.1设计依据及设计工况 2.1.1.设计依据 1．《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ-213-1990）； 2．《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009－94）； 3．《钢结构设计规范》（GB50017-2003）； 4．《圆隧道旁通道冻结法技术规程》上海市工程建设规范（DG/TJ08-902-2006）。 2.1.2设计工况 盾构进洞：盾构进洞是指盾构机在区间隧道推进完成后，由正常段隧道进入措施井和长清路站的过程。 盾构进洞过程中，需预先对工作井基坑连续墙外侧一定范围内的含水地层进行加固，使之具有封水性。这样盾构机在连续墙凿除后可保证不会出现地层涌砂出水、坍塌等问题。 2.2 荷载计算 图1　冻土加固体、荷载、计算模型示意图 应用重液理论计算水土压力，其出洞口的水土压力为：P ＝ 0.013H 式中：P ——计算点的水土压力（Mpa）； H ——计算点深度（m）。 以洞门的下部底缘处为荷载计算点，则深度为24.438m 。则计算得到水土压力为： P ≈0.3MPa 说明：水土压力也可按照朗金土压力理论计算，因物理力学指标不全面，在设计计算时按重液理论进行计算，该理论是一种常用的安全计算方法。 冻土平均温度为-10℃，冻土抗拉强度σ拉 1.8MPa，冻土抗剪强度σ剪 1.6MPa。 冻结加固体厚度计算 假定加固体为整体板块而承受水土压力，运用日本计算理论计算加固体的厚度 ,计算得冻土墙厚度为1.83m。 运用日本计算理论的数据及结果 表