冷冻法在滨海地区地铁区间联络通道施工中的应用.docVIP

冷冻法在滨海地区地铁区间联络通道施工中的应用 　　摘 要：城市地铁的区间联络通道施工由于受地面、地下、空间等诸多因素的限制，施工难度较大，冷冻法技术在区间联络通道施工中具有很强的实用性和操作性。关键词：冷冻法；地铁；区间隧道；联络通道 　　Abstract: The city subway construction of connecting passage due to ground, underground, space constraints and other factors, difficult construction, freezing technology in the construction of cross passage interval has very strong practicability and operability. 　　Key words: freezing method; subway; tunnel; cross-passage 　　 　　 　　中图分类号：U415.6 献标识码：文章编号：2095-2104（2013）1-0020-02 　　 　　1引言 　　冷冻法施工工艺最早出现在欧洲，在矿井施工中广泛使用，其工艺就是利用冷冻机对冷冻液进行降温，并通过循环管路输送到需要冷冻的区域，并保持温度，使温度向外扩散产生冻结效果。因其安全系数高，工作环境因无水而施工方便，在我国早期主要应用于矿山垂直巷道的施工。近年来，随着环渤海经济圈的开发建设，天津的城市轨道交通得以迅猛发展，冷冻法工艺在天津地铁区间联络通道施工中也逐步得以运用和推广。 　　2工程概况 　　天津地铁9号线某标段联络通道工程，通道拱顶覆土深度约17.5m，区间左、右线隧道中心距离13m，通道开挖区域处于第Ⅳ陆相层粉质粘土和粉沙层上，该土层液限平均在27％，且可塑性强，为可塑和软塑状态，孔隙率0.68～0.77，原设计为地面旋喷桩加固，考虑交通导行、管线切改、拆迁、以及在过深土体中的加固效果差等综合因素的影响，决定采用冻结法施工。 　　3冷冻法施工 　　冷冻法施工工艺流程为钻冻结孔、埋冻结管→冷冻系统安装→积极冻结→围护冻结、开挖构筑→停冻→融沉注浆。 　　3.1 开孔钻进施工开孔前，结合结构尺寸，对冻结管的长度、数量、位置及角度等进行充分的计算，本案例冻结孔设计间距0.8～1.0m，总共设置冻结孔77个，冻结线路循环长度785m 。为考虑通道底泵房施工方便和安全，以及冻结管道打设到右线后产生偏差，在右线隧道内的通道顶部和底部也打设若干冻结管，与左线冻结管连接成一体共同作用，确保冻结效果满足设计要求。 　　在布孔范围内先打若干小探孔，探测地层稳定情况，若发现砂层，立即进行双液注浆，以提高孔口附近土体稳定性。待开孔条件具备之后，在隧道内根据设计图现场放样孔位，开孔前先将金刚石取芯钻机的导向基座固定在孔位附近，用地质罗盘对导向轨进行方向和角度复核，然后进行开孔，控制孔位偏差在1％以内。 　　为防止开孔后发生涌沙涌水现象，采用特殊孔口管进行孔口防护，两次钻进的方法进行开孔，首先用金刚石钻机开出一个稍大的孔(Φ120mm)用于安装封口管（此时不能钻透管片，以防涌水），封口管一端安装法兰和阀门，同时在侧面预留φ25mm注浆孔（兼做逆止阀），如果封口管处漏水涌泥，则从逆止阀中注入浆液，然后从阀门内用小直径钻头打穿管片，并迅速将冻结管打入，如图1、图2所示： 　　 　　 　　图1 封口管 　　 　　 　　图2 两次开孔示意图 　　当右线也具备施工条件时，最好打设冻结管以利于泵房施工和弥补冻结管远端打设偏差，为保证冻结管能连成一体，从左线用强制水平钻机打设四个对穿孔，一方面用于检验左右线钢管片的里程差异以便调整通道的位置，另一方面用于将左线的循环管路引到右线，钻杆就用冻结管，在冻结管的前端装上钻头即可，钻进角度严格按照施工组织设计图控制，对穿孔在后期还用作冻结回路的一部分。除了对穿孔用强制水平钻机钻进外，其余的冻结管均用夯管锤强行夯入土体。此时需要将冻结管的前端做成平口（若做成锥状，在夯进过程中遇到硬物后容易发生偏移），孔端密封焊接，这样保证在在夯进过程中土体始终处于密封状态。冻结管加长时，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。 　　钻进过程中若发现偏斜要及时纠偏，下好冻结管后，用灯光测斜仪进行测斜。冻结管长度和纠偏合格后，再进行密封打压实验，确保管路密封良好。冻结管考虑安全系数，比设计加长0.3m，安装完成后，以冻结管作为回液管，在冻结管内插入供液管，将冻结管端盖焊接密封，冻结回路单管示意图如图3所示： 　　 　　 　　图3冻结回路单