天津地铁某标段冻结加固工程施工组织设计

天津市地下铁道二期工程XX线XX站～XX站站区间隧道联络通道道及泵站冻结加固工程施工组织设计二○○九年十二二月编号：编制：审核：批准：目录TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc251069742"1工程概况44HYPERLINK\l"_Toc251069743"1.1工程概概述4HYPERLINK\l"_Toc251069744"1.2地质条条件4HYPERLINK\l"_Toc251069745"1.3地质特特点及技术措措施4HYPERLINK\l"_Toc251069746"1.4联络通通道结构概况况5HYPERLINK\l"_Toc251069747"2施工方案的的选择5HYPERLINK\l"_Toc251069748"2.1采用的的设计规范及及技术标准55HYPERLINK\l"_Toc251069749"2.2设计基基础资料6HYPERLINK\l"_Toc251069750"2.3其它资资料6HYPERLINK\l"_Toc251069751"2.4施工方方案设计的基基本原则6HYPERLINK\l"_Toc251069752"2.5冻结加加固方案设计计的主要技术术要点6HYPERLINK\l"_Toc251069753"2.6施工方方案7HYPERLINK\l"_Toc251069754"3冻结帷幕设设计7HYPERLINK\l"_Toc251069755"3.1冻结帷帷幕7HYPERLINK\l"_Toc251069756"3.2冻结孔孔8HYPERLINK\l"_Toc251069757"3.3测温孔孔及泄压孔88HYPERLINK\l"_Toc251069758"3.4冻结主主要设计参数数9HYPERLINK\l"_Toc251069759"4制冷系统设设计9HYPERLINK\l"_Toc251069760"4.1冷冻机机的选择9HYPERLINK\l"_Toc251069761"4.2冻结系系统辅助设备备10HYPERLINK\l"_Toc251069762"4.3其它110HYPERLINK\l"_Toc251069763"5冻结施工110HYPERLINK\l"_Toc251069764"5.1施工准准备10HYPERLINK\l"_Toc251069765"5.2冻结孔孔施工11HYPERLINK\l"_Toc251069766"5.3施工总总体布置133HYPERLINK\l"_Toc251069767"5.4积极冻冻结13HYPERLINK\l"_Toc251069768"6开挖与构筑筑14HYPERLINK\l"_Toc251069769"6.1施工方案案14HYPERLINK\l"_Toc251069770"6.2施工准准备15HYPERLINK\l"_Toc251069771"6.3开挖117HYPERLINK\l"_Toc251069772"6.4施工方方法17HYPERLINK\l"_Toc251069773"6.5开挖及及支护质量要要求22HYPERLINK\l"_Toc251069774"6.6结构注注浆22HYPERLINK\l"_Toc251069775"6.7冻胀、融融沉控制措施施22HYPERLINK\l"_Toc251069776"6.8防腐、钻钻孔补强等收收尾工作244HYPERLINK\l"_Toc251069777"7信息化施工工监测24HYPERLINK\l"_Toc251069778"7.1监测内容容25HYPERLINK\l"_Toc251069779"7.2监测方方法、手段及及说明26HYPERLINK\l"_Toc251069780"8冻结开挖施施工进度及配配套计划311HYPERLINK\l"_Toc251069781"8.1施工进度度计划31HYPERLINK\l"_Toc251069782"8.2劳动力力配备计划332HYPERLINK\l"_Toc251069783"8.3设备与与材料供应计计划32HYPERLINK\l"_Toc251069784"9质量管理及及环境保护措措施39HYPERLINK\l"_Toc251069785"9.1冻结孔孔施工质量技技术措施399HYPERLINK\l"_Toc251069786"9.2冻结运运转质量技术术措施40HYPERLINK\l"_Toc251069787"9.3开挖构构筑质量技术术措施40HYPERLINK\l"_Toc251069788"9.4地面建建筑、管线保保护技术措施施41HYPERLINK\l"_Toc251069789"9.5环境设施施保护措施442HYPERLINK\l"_Toc251069790"10安全措施施、文明施工工及治安消防防措施42HYPERLINK\l"_Toc251069791"10.1安全全及治安消防防措施42HYPERLINK\l"_Toc251069792"10.2文明明施工措施445HYPERLINK\l"_Toc251069793"11应急预案案46HYPERLINK\l"_Toc251069794"11.1总则则46HYPERLINK\l"_Toc251069795"11.2工程程风险分析446HYPERLINK\l"_Toc251069796"11.3冻结结孔施工应急急预案47HYPERLINK\l"_Toc251069797"11.4冻结结施工应急预预案48HYPERLINK\l"_Toc251069798"11.5开挖挖施工应急预预案48HYPERLINK\l"_Toc251069799"11.6应急急预案操作程程序49HYPERLINK\l"_Toc251069800"11.7应急急预案组织机机构50HYPERLINK\l"_Toc251069801"11.8应急急材料及设备备50HYPERLINK\l"_Toc251069802"12施工用电电设计与安装装51HYPERLINK\l"_Toc251069803"12.1概述述51HYPERLINK\l"_Toc251069804"12.2用电电负荷计算551HYPERLINK\l"_Toc251069805"12.3供电电线路51HYPERLINK\l"_Toc251069806"13附图522HYPERLINK\l"_Toc251069807"14附表：6611工程概况1.1工程概概述XX站～XX站站区间是天津津地铁XX线工程的的一个重要组组成部分，本本区间隧道工工程起讫点里里程为：右线线DK4+2214.9774～DK5+1110.2000，长895.2226；左线DK4+2214.9774～DK5+1110.9771(含短链0.5655m)，长895.4432m。本区间设设联络通道及及泵站1座，里程为DK4+7771.5。本工程采用盾构构法施工，衬衬砌采用预制制钢筋混凝土土管片，通缝缝拼装。管片片内径：5500mmm；管片外径径：6200mmm；管片厚度度：350mm；管片宽度度：1200mmm；管片混凝凝土强度C55；抗渗等级≥S10。盾构先从XXX站右线出发发，到XX站西端头头井处出洞。盾盾构机再从XXX站左线西西端头井处进进洞，前往XXX站，如图图1所示。图1盾构推进方方向图1.2地质条条件根据地质资料，XX站～XX站区间隧道联络通道从上至下依次为：①1杂填土、④1粉质黏土（灰色）、⑤4粉质黏土（灰白色）、⑥1粉质粘土（灰黄色）、⑥2粉土（褐黄色）、⑦1粉质粘土（褐黄色）、⑦2粉砂（褐黄色）。联络通道主要穿穿越第四系全新统统下组河床~河漫滩相沉沉积层，所处处土层为⑥1粉质粘土（灰灰黄色）、⑥2粉土（褐黄黄色）；泵站处于第四四系上更新统统五组河床~河漫滩相沉沉积层，所处处土层为⑦1粉质粘土（褐褐黄色）、⑦2粉砂（褐黄色）层层。其中⑥1、⑦1层为流塑状态态。1.3地质特特点及技术措措施由于联络通道所所穿越土层含水水量大，强度度低，且上方方为交通繁忙忙的道路，无无地面施工条条件，设计采采用隧道内水水平冻结加固固土体、矿山暗挖法法施工，以确保保施工安全，同同时减少对周周围地面环境境的影响。根据该位置置工程地质及及其他施工条条件，施工中中采取如下技技术措施：⑴打钻过程中中严格按照打打钻程序进行行，切实做好好孔口密封，防防止漏砂、突突水现象发生生。充分考虑虑承压水的不不利影响，制制定打钻应急急预案；⑵粘土层冻结结发展速度较较慢，采取多多打探孔，在在冻结帷幕薄薄弱部位多布布测温孔的方方案，依据监监测数据及时时进行总结和和分析；⑶为减少冻融融产生的隧道道及地面、周周边环境的沉沉降，采取按按需注浆措施施。1.4联络通通道结构概况况联络通道处左线线、右线盾构构隧道中心距距19.115m，联络通道道处左线隧道道中心标高为为-14.6227m，处右线隧道中心心标高为-14.633m，地面标高高约+3.236m。联络通道道由与隧道钢钢管片相连的的喇叭口、水水平通道和泵泵房构成(见图2)。联络通道的水平平通道为直墙墙圆弧拱结构构，通道采用用的初次衬砌砌（钢支架喷喷射混凝土）厚厚度为250mm，二次衬砌厚厚度为400mm的C30-S88模筑防水钢钢筋混凝土，通通道的开挖轮轮廓高约为5.1m，宽约为4.1m，开挖区标标高范围为-12.5m~-18.7m。图2联络通道道结构示意图图联络通道详细结结构以设计院院设计施工图图为准，详见见附图1。2施工方案的的选择2.1采用的的设计规范及及技术标准《矿山井巷工程程施工及验收收规范》（GBJ2113-90）。《煤矿井巷工程程质量检验评评定标准》（MT50009-94）。《混凝土结构设设计规范》GB500010-22002。《钢结构设计规规范》》GB500017-20003。《地基基础设计计规范》GB500007-20002。《建筑结构荷载载规范》GB500009-20008。《建筑抗震设计计规范》GB500011-20006。《地下铁道设计计规范》GB501157-20003。《圆隧道联络通通道冻结法技技术规程》上上海地铁建设设有限公司2005年11月。2.2设计基基础资料《天津市地下铁铁道二期工程程XX线XX站～XX站区间地质勘勘察报告（详详勘）》，天津市地质工工程勘察院。《天津市地下铁铁道二期工程程XX线XX站～XX站区间盾构隧隧道联络通道道平面位置图》，天津市市市政工程设设计研究院。《天津市地下铁铁道二期工程程XX线XX站～XX站区间盾构隧隧道联络通道道、泵站结构构设计图》，天津市市市政工程设设计研究院。《天津市地下铁铁道二期工程程XX线XX站～XX站区间盾构隧隧道联络通道道及泵站冻结工程冻结结法设计施工图》，中中煤邯郸设计计工程有限责责任公司。2.3其它资资料天津市地下铁道道二期工程XXX线招标文件。2.4施工方方案设计的基基本原则采用冻结法加固固土体安全可可靠，适应该该区工程地质质和水文地质质条件。本施工方案案设计的基本本原则是：水平孔冻结帷幕幕技术性能必必须满足联络络通道施工的的安全和质量量要求，加固固土体的厚度度和强度应达达到设计要求求。2.4.2水水平孔冻结方方案应符合现现场实际条件件，具有可操操作性。2.4.3施施工方案应在在满足工程要要求工期的前前提下具备优优化潜力。2.4.4施施工方案中考考虑相关公共共设施的位置置及其安全保保障，满足城城市环境保护护及节能要求求。2.4.5减减小冻胀与融融沉的危害，采采取相应措施控制制联络通道和管管片变形在允允许范围内。2.5冻结加加固方案设计计的主要技术术要点为控制冻结孔钻钻进、地层冻冻胀和融沉等等对隧道及地地面的影响，根根据国内外最最新研究成果果和施工经验验，提出以下下冻结设计技技术要点：在已贯通的隧道道内钻冻结孔孔，根据联络络通道的结构构采用近水平平成孔或斜孔孔，每个钻孔孔都设孔口管管，并安装孔孔口密封装置置，以防钻进进时大量泥水水涌出。冻土帷幕的厚度度及强度应满满足联络通道道开挖的要求求，尤其保证证喇叭口处冻冻结帷幕的厚厚度，同时确确保冻结帷幕幕与隧道管片片的完全胶结结。做好冻结结和开挖的配配合工作，并并根据开挖后后冻结帷幕变变形情况及时时调整开挖构构筑工艺。为减小冻胀对隧隧道的影响，采采用小开孔距距、较低盐水水温度、较大大盐水流量等等措施，以加加快冻结速度度，并在适当当部位布设泄泄压孔，在冻冻胀力达到一一定值时进行行手动泄压。通过测温孔和泄泄压孔，监测测冻土帷幕的的形成过程和和形成状况。重重点监测冻土土帷幕与对面面隧道管片的的胶结情况。在联络通道底板板、两侧、顶顶部及集水井井混凝土中预预埋注浆孔，必必要时在隧道道管片上钻注注浆孔，以便便注浆防止冻冻土融沉引起起的地面沉降降及隧道、联联络通道的沉沉降变形。进进行冻结地层层温度监测、地地层沉降变形形的监测、隧隧道变形的监监测，以指导导联络通道的施施工。2.5.6为为减小冻融的的不利影响，实实施按需注浆的方案，以控制地面的的不均匀沉降降。2.6施工方方案根据工程地质条条件及其它施施工条件，确确定采用“隧道内钻凿凿，布设水平平孔、近水平平孔冻结临时时加固土体，矿矿山法暗挖构构筑”的施工方案案，即：在隧隧道内利用水水平孔和部分分倾斜孔冻结结加固地层，使使联络通道及及集水井外围围土体冻结，形形成强度高，封封闭性好的冻冻土帷幕，然然后根据“新奥法”的基本原理理，在冻土中中采用矿山法法进行联络通通道及泵站的的开挖构筑施施工，地层冻冻结和开挖构构筑施工均在在区间隧道内内进行，其主主要施工顺序序为：施工准备→冻结结孔施工(同时安装冻冻结制冷系统统，盐水系统统和检测系统统)→进行隧道支支撑→积极冻结→探孔试挖→拆钢管片→联络通道掘掘进与临时支支护→联络通道永永久支护→泵站开挖与与临时支护→泵站永久支支护→结构注浆→进行融沉注浆浆充填。冻结孔施工和联联络通道临时时支护施工为为本工程的关关键工序；排排水管的敷设设及与钢管片片的连接为重重要控制点；；冻结温度检测、土体变形、压力监测及及联络通道永永久支护施工工为特殊工序序。3冻结帷幕设设计中煤邯郸设计工工程有限责任任公司的设计计，冻结帷幕幕设计主要有有如下三个方方面的内容：：3.1冻结帷帷幕3.1.1冻冻土强度的设设计指标为：：单轴抗压3.6Mppa，抗折2Mpa，抗剪1.5Mpa（－10℃）。3.1.2积积极冻结时，在在冻结区附近近200m范围内不得得采取降水措措施。在冻结结区内土层中中不得有集中中水流。在冻结帷幕附附近隧道内侧侧敷设保温层层，敷设范围围至设计冻结结壁边界处2m。保温层采采用阻燃（或或难燃）的软软质塑料泡沫沫保温材料，厚度50mm。导热系数不大于0.04W/MK；塑料软板与管片之间用万能胶粘贴密实。设计积极冻结时时间为45天。要求求冻结孔单孔孔流量不小于于5m3/h；积极冻结7天盐水温度度降至－18℃以下；积极极冻结15天盐水温度度降至－24℃以下，去、回回路盐水温差差不大于2℃；开挖时盐盐水温度降至至－28℃以下。如盐水水温度和盐水水流量达不到到设计要求，应应延长积极冻冻结时间。每每米冻结管（包包括冷冻排管管）的设计散散热量不应小小于100kccal/h。开挖区外围冻冻结孔布置圈圈上冻结壁与与隧道管片交交接面处温度度不高于－55℃。其它部位位设计冻结壁壁平均温度为为－10℃。当施工中地层层及环境条件件与原设计依依据资料有重重大变化时，应应及时与设计计院联系修改改冻结帷幕设设计。3.1.7冻冻结帷幕设计计详见附图22。3.2冻结孔孔联络通道冻结孔孔数70个（冷冻站侧侧隧道内布置置52个冻结孔，冷冷冻站对侧布布置18个冻结孔）。具具体冻结孔的的布置见附图图3、4；冻结孔特特征见附表1。具体要求如如下：冻结孔开孔位位置误差不大大于100mm，应避开管管片接缝、螺螺栓、主筋和和钢管片肋板板。冻结孔最大允允许偏斜150mm（冻结孔成成孔轨迹与设设计轨迹之间间的距离）。联络通道冻结孔终孔最大允许间距为1300mm，泵站处冻结孔终孔最大允许间距为1400mm。设4个对穿孔孔用于冷冻排排管供冷和冷冷冻站对侧冻冻结孔盐水循循环。冻结孔有效深深度（管片表表面以下冻结结管循环盐水水段长度）不不小于冻结孔孔设计深度。冻冻结管管头碰碰到冻结站对对侧隧道管片片的冻结孔，不不能循环盐水水的管头长度度不得大于150mm。冻结管采用220＃（Q235B）钢材的φ89×8mmm的低碳无缝缝钢管。冻结结管耐压不低低于0.8Mppa，并且不低低于冻结工作作面盐水压力力的1.5倍。冻结管接头抗抗压强度不低低于母管的75％。施工冻结孔时时的土土体流失量量不不得大于冻冻结结孔体积，否否否则应及时时进进行注浆控控制制地层沉降降。打透孔复核两两隧道道预留口位位置置。如两隧隧道道预留口相相对对位置误差差大大于100mm，则应按保保证冻结壁壁设设计厚度的的原原则对冻结结孔孔布置进行行调调整。冻结站侧隧道上上沿沿冻结孔外围敷敷设2排冷冻排管管，冻结站对对侧隧道上上沿沿通道外围围冻冻结壁敷设设66排冷冻排管管，排管间间距距为450mm；冷冻排管管采用φ45×5无缝缝钢管。排排管管敷设应密密贴贴隧道管片片。3.3测温孔孔及及泄压孔测温孔7个，分分别别布置在通通道道内外和两两侧侧隧道内，其其其中冷冻站对侧隧隧道布置5个，深度2..3m、3.5m；泄压孔布布置4个，布置在在冻结帷幕幕中中间，上、下下下行线各两两个个，深度均为3m。测温孔及及泄压孔的的布布置详见附附图图3，详细特征征情况见附附表表2。3.4冻结主主要要设计参数数冻结主要设计参参数数详见表1表1XX站～XXX站区区间联络通道道冻结主要技术术参数表序号参数名称单位数量备注1两隧道中心间距距m19.1152两隧道中心标高高m-14.6277//-14..663左线隧道/右线线隧隧道3冻土墙设计厚度度m2.0喇叭口处≥1..55m4冻土墙平均温度度℃≤-105冻土帷幕交圈时时间间d28～326积极冻结时间d457冻结孔个数个668冻结孔成孔控制制间间距m1.3集水井处为1..44m9冻结孔允许偏斜斜mm15010设计最低盐水温温度度℃-28～-300冻结7天盐水温温度达到－－18℃以下11单孔盐水流量m3/h512冻结管规格mmφ89×8低碳钢无缝钢管管,,丝扣连接13测温孔个7材质同冻结管，φφφ45×514测温孔深度m2.3、3.5515泄压孔个数个4兼作冻胀孔16冻结管总长度m731.823317冷冻排管长度m157.5922材质同冻结管，φφφ45×518泄压管长度m12材质同冻结管，φφφ89×819冻结总需冷量104Kcall//h16.07工况条件20JYSLGF33000型冷冻机台21台备用21施工工期d110打钻、冻结、掘掘砌砌4制冷系统设设计4.1冷冻机机的的选择冻结需冷量的计计算算：Q=1.3.ππ式中：H—冻结结管管总长度；；d—冻结管直径径；K—冻结管散热热系数；；经计算Q=16600722Kccal/hh根据计算选用JJYYSLGFF3300型螺杆机机组2台，其中1台备用。4.2冻结系系统统辅助设备备4.2.1盐盐水水泵选用IS2000-1500--315型2台，给冻结结孔提供盐盐水水，流量303m3/h，电机功率30kw，其中1台备用；冷却水循环选选用IIS1500--125--2250型清水泵2台，流量240m3/h，电机功率率11kw，其中1台备用。冷冷却塔选用NBL-1100型2台。冻结管选用Φ8899×8mm，丝扣连连接。冷冻冻排排管选用Φ45×5mm，20#低碳无缝钢钢管，6排布置，排排管间距为为4450mm。测温孔管选用用Φ445×3mm，20#低碳无缝钢钢管。4.2.5供供液液管选用Φ45×3mm，20#低碳无缝钢钢管。盐水干管和集集配液液管选用Φ165×5mm有缝钢管。4.3其它用电负荷：用用电负负荷约320kw/h。冷冻机油选用用N446冷冻机油。制冷剂选用氟氟立昂昂R-22，冷媒剂选选用氯化钙钙溶溶液。5冻结施工5.1施工准准备备5.1.1加加工工件工期较较长长，需开工工前前进行加工工。具具体加工件件见见表2。5.1.2用用″″钢管在出入入端头井搭脚手架，作作为连接隧隧道道与地铁车车站站底层平台台的的便桥。5.1.3若若地地面配电站站离离冻结隧道道内内冻结站距距离离小于400m，可在隧道内内敷设2条5芯VV-1220mm2动力电缆；否否则，应在在隧隧道内敷设1条动力电缆缆，同时在在隧隧道内安装SCB9--400KKVVA/100((6)/0..4，容量为400KVVA的箱式变电电站1台，满足冻冻结孔施工工、冻冻结系统运运转转及开挖构构筑筑施工供电电。施工所需380V电源由总包方方提供至施工工现场。低压压供电系统按按照三相五线线制的要求实实施。5.1.4在在隧隧道内铺设2趟″管路至施工工工作面，用用用于冻结孔孔打打钻及冻结结运运转供水和和排排污。5.1.5用用厚厚50mm的木板板在联络通道道处铺设施工工场地，冻冻结结孔施工时时，按按需要搭设设施施工脚手架架。表2主要加工件件一览表表序号加工件名称单位数量备注1钻头组合套74含泄压孔4套2冻结管（兼作钻钻杆杆）m8601m、1.5mm钻杆3孔口管个744上堵头用接长杆杆m305堵头个746盐水干管、集配配液液管套17冻结管头部个74含4个透孔8清水箱个19盐水箱个110隧道预应力支架架榀4使用型钢加工11端头井提升架套112联络通道防水门门套113集水井防水门套15.2冻结孔孔施施工5.2.1施施工工工序冻结孔施工工序序为为：定位、开开开孔→孔口管安装→孔口装置安安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试验。具体为：⑴定位开孔及及孔口管管安装：根根据据设计在隧隧道道内用经纬纬仪仪定好各孔孔位位置。根据据孔孔位在砼管管片片和钢管片片上上定位开孔孔，分分述如下：：1)砼管片上上：：首先注意意孔孔位应避开开砼砼管片内受受力力主筋，然然后后用开孔器器（配配金刚石钻钻头头取芯）按按设设计角度开开孔孔，开孔直直径径130mm，当当开到深度度2280mmm时时停止取芯芯钻钻进，安装装孔孔口管，孔孔口口管的安装装方方法为：首首先先将孔口处处凿凿平，安好好四四个膨胀螺螺丝丝，然后在孔口管管的鱼鳞扣扣上上缠上麻丝或棉丝丝等密封物物，将将孔口管砸砸进进去，用膨膨胀胀螺丝上紧紧，上上紧后，再再去去掉螺母，装装装上DN125闸阀，再将将闸阀打开开，用用开孔器从从闸闸阀内二次开孔，开开孔直径为为1108mmm，一一直将砼管管片片开穿，出现现涌砂就及时时关闭闸门。2)钢管片上上：：在钢管片片上上焊好孔口口管管，在孔口口管管上接好闸闸阀阀和孔口装装置置，用钻机机接接上金钢石石钻钻头，通过过孔孔口装置，切切切割钢管片片钻钻进。⑵孔口装置安安装：用用螺丝将孔孔口口装置装在在闸闸阀上，注注意意加好密封封垫垫片。详见见图图3。图3孔口密密封装装置图⑶钻孔：按设设计要求求调整好钻钻机机位置，并并固固定好，将将钻钻头装入孔孔口口装置内，在在在孔口装置置上上接上”阀门，并将将盘根轻压压在在盘根盒内内，首首先采用干干式式钻进，当当钻钻进费劲不不进进尺时，从从钻钻机上进行注注水钻进，同同同时打开小小阀阀门，观察察出出水、出砂砂情情况，利用用阀阀门的开启度度控制出浆量量，保证地地面面安全，不不出出现沉降。钻钻钻机选用MD-50型锚杆钻机机，钻机扭扭矩矩2000NN·M，推力17KN。⑷封闭孔底部部：用丝丝堵封闭好好冻冻结孔底部，具具体方法是是，利利用接长杆杆将将丝堵上到到孔孔的底部，利利利用反扣在在卸卸扣的同时时，将将丝堵上紧紧。⑸打压试验：：封闭好好孔口，用用手手压泵打水水到到孔内，至至压压力达到0..8Mpa时，停止打打压，关闭阀门，观测压压力的变化化，30分钟内压力力无变化为为合合格。5.2.2钻钻孔偏偏斜⑴冻结孔开孔孔位置误误差不大于100mm，应避开管管片接缝、螺螺螺栓、主筋筋和和钢管片肋肋板板。⑵冻结孔最大大允许偏偏差150mm（冻结孔成成孔轨迹与与设设计轨迹之之间间的距离）。5.2.3冻冻结孔孔钻进与冻冻结结管设置⑴使用MD-550钻钻机1台，利用冻冻结管作钻钻杆杆，冻结管管采采用内衬箍坡坡口对接焊焊，确确保其同心心度度和焊接强强度度，冻结管管到到达设计深深度度后密封头头部部。⑵钻进过程中中严格监监测孔斜情情况况，发现偏偏斜斜要及时纠纠偏偏。下好冻冻结结管后，进进行行冻结管长长度度的复测，然然然后再用经经纬纬仪进行测测斜斜并绘制钻钻孔孔偏斜图。⑶冻结管安装装完毕后后，用堵漏漏材材料密封冻冻结结管与管片片之之间的间隙隙。⑷在冻结管内内下供液液管，然后后焊焊接冻结管管端端盖和去、回回回路羊角。5.3施工总总体体布置5.3.1冻冻结结站布置与与设设备安装冻结站占地面积积约约120m2，站内设备备主要包括括冷冷冻机、盐盐水水箱、盐水水泵泵以及箱式变变电站、清水水泵和冷却塔。设设备安装按按设设备使用说说明明书的要求求进进行。冷冻站站平面布置置图图见附图5。5.3.2管管路路连接、保保温温与测试仪仪表表管路用法兰连接接，隧隧道内的盐盐水水管用管架架敷敷设在隧道道管管片斜坡上上，以以免影响隧隧道道通行。在在盐盐水管路和和冷冷却水循环环管管路上要设设置置伸缩接头头、阀阀门和测温温仪仪、压力表表、流流量计等测测试试元件。盐盐水水管路经试试漏漏、清洗后后用用橡塑材料料保保温，保温温厚厚度为50mmm，保温层层的外面用用塑塑料薄膜包包扎扎。集配液液管管与冻结管管的的连接用高高压压胶管，每每组组冻结管的的进进出口各装装阀阀门一个，以以以便控制流流量量。联络通道道四周冻结管管每两个串串联联成一组，其其其他冻结管管每每三个串联联成成一组，分分别别接入集配配液液管。考虑两侧隧道内内管管片的散热热对对冻结效果果的的影响，在在冻冻结站侧和和其其对侧隧道管管片内侧安安装装冷冻板，加加加强冻结。在在在冻结壁附附近近隧道管片片内内侧敷设保保温温层，敷设设范范围至设计计冻冻结壁边界界外外2m。保温层采采用橡塑保保温温材料，保温温层厚度为50mm，导热系数不不大于0.004w/mmkk，保温层应密贴贴管片不留留空空隙。5.3.3溶溶解解氯化钙和和机机组充氟加加油油盐水（氯化钙溶溶液液）比重为为11.26，将系统管道道内充满清清水水，盐水箱箱充充至一半清清水水，在盐水水箱箱内（加过过滤滤装置）溶溶解解氯化钙，开开开启盐水泵泵，边边循环边化化盐盐直至盐水水浓浓度达到设设计计要求。机组充氟和冷冻冻机机加油按照照设设备使用说说明明书的要求求进进行。首先先进进行制冷系系统统的检漏和和氮氮气冲洗，在在在确保系统统无无渗漏后，再再再抽真空，加加加油充氟。5.4积极冻冻结结盐水降温按预计计降降温曲线进进行行，严禁直直接接把盐水降降到到低温进行行循循环。设计积极冻结时时间间为45天。要求冻冻结孔单孔孔流流量不小于于55m3/h；积极冻结7天盐水温度度降至－18℃以下；积极极冻结15天盐水温度度降至－24℃以下，去、回回回路盐水温温差差不大于2℃；开挖时盐盐水温度降降至至－28℃。如盐水温温度和盐水水流流量达不到到设设计要求，应应应延长积极极冻冻结时间。预预预计盐水降降温温曲线如图图44。图4预计盐水降降温曲线线图在积极冻结过程程中中，要根据据实实测温度数数据据判断冻土土帷帷幕是否交交圈圈和达到设设计计厚度和强度度，测温判断断冻土帷幕幕交交圈并达到到设设计厚度和强强度后打探孔孔，确认冻冻土土帷幕内土土层层基本无压压力力后再进行行正正式开挖。7信息化施工工监测应用人工制冷技技术术冻结加固固联联络通道周围围的土体，使使使之发展为为封封闭的冻土土结结构，为联络络通道的正常常施工创造造一一个可靠的的维维护结构。在在在整个施工工过过程中，包包括括从冻结开开始始到掘进以以及及永久支护护结结构形成的的整整个时期，冻冻冻结土体的的热热力学性质质经经历了剧烈烈的的变化，并并由由此对施工工环环境产生影影响响。若干重重要要参数的现现场场监测，为为适适时掌握和和控控制施工过过程程提供了依依据据，是工程程安安全的重要要保保证。现场场聘聘请在上海海具具有监测业业绩绩和良好信信誉誉的第三方方监监测。7.1监测内容容7.1.1钻钻孔孔施工监测测内内容：⑴钻孔长度⑵铺设冻结管管长度⑶冻结管偏斜斜⑷冻结器打压压值及稳稳压时间⑸供液管铺设设长度⑹焊缝的宽度度及强度度7.1.2冻冻结结系统监测测内内容：⑴冻结器去回回路盐水水温度⑵冷却循环水水进出水水温度⑶冷冻机吸排排气温度度⑷盐水泵工作作压力⑸冷冻机吸排排气压力力⑹制冷系统冷冷凝压力力⑺制冷系统汽汽化压力力7.1.3冻冻结结壁监测内内容容：⑴冻结帷幕内外外侧测测温孔温度度⑵冻结帷幕断断面内泄泄压孔内温度变化⑶开挖后冻结结帷幕温温度⑷冻胀压力监监测1)冻结帷幕幕冻冻胀压力2)冻结帷幕幕对对管片的冻冻胀胀压力3)冻结帷幕幕断断面内泄压压孔孔压力变化化⑸冻土的发展展速度及及冻结帷幕幕的的平均温度度⑹冻土向内、外外扩展展范围7.1.4支支护护结构及构构筑筑物变形的的监监测7.1.5隧隧道道变形监测测7.1.6地地面面变形监测7.2监测方方法、手手段及说明明7.2.1冻冻结结孔监测冻结孔偏斜的监监测测使用水准准仪仪、经纬仪仪进进行。冻结结器器密封性能能的的监测采用用管管内注水，手手手动试压泵泵加加压的方法法试试漏，试漏漏程程序及指标标符符合冻结管管设设计要求，每每每孔监测一一次次。7.2.2温温度度监测⑴测点布置1)测温孔布布置置为了及时掌握冻冻结结帷幕的发发展展状况，在在冻冻结帷幕的的内内部和周围围布布置7个测温孔，测测测温孔的位位置置见附图3。具体施工工时根据现现场场情况，作作适适当调整。2)其它温度度测测点布置盐水系统使用电电脑脑测温仪测测量量。在去、回回路盐水干干管管上安装热热电电偶传感器器测测量去、回回路路盐水温度度。在在关键冻结结管管头部焊测温温插座，安装装热电偶温温度度传感器测测量量盐水回路路温温度。冻结结系系统总流量量在在开冻时测量，其它温温度与流量量监监测每天1次。⑵测试系统制冷系统和冷却却水水循环以及及冻冻结帷幕温温度度使用点温温仪仪并结合精精密密水银温度度计计监测，监监测测频率每天1次。冻结帷幕温度监监测测使用电脑脑自自动监测系系统统。硬件由由计计算机、调调制制解调器、光光光电隔离器器、数数据采集器器、传传感器及打打印印机等组成成。7.2.3压力力监测测压力监测内容为为冻冻土帷幕内内冻冻胀压力、冻冻冻土帷幕对对管管片的冻胀胀压压力和冻结结帷帷幕断面内内水水文泄压孔孔压压力变化。冻土帷幕内冻胀胀压压力监测采采用用在冻土帷帷幕幕预置冻胀胀压压力测量装装置置的方法。预埋压力盒与ФФ889×8m无缝钢管组组成冻胀压压力力测量装置置，采采用顶进或或干干钻进的方方法法放入土层层。冻冻土帷幕对对管管片的冻胀胀压压力采用在在管管片上开孔孔，然然后在管片片壁壁面上放置置压压力盒，最后用速速凝水泥封封孔孔。制冷系统和盐水水系系统的工作作压压力安装氨氨用用压力表和和通通用压力表表测测量，监测频频率为每天一次。冻胀压力监测采采用用开挖后在在帮帮壁上预埋埋压压力盒，以以后后每天监测一次，当当当压力趋于于平平稳时可每每两两天测一次次。7.2.4位移移监测测隧道内各测点的的位位移监测，使使使用全站仪仪，开开挖工作面面帮帮壁位移量量测测使用收敛敛仪仪，钢尺、水水水准仪、经经纬纬仪。位移监测频率：：隧隧道内每天1～2次；必要时时，随时跟跟踪踪监测。开挖工作面：每每个个循环一次次，必必要时，随随时时跟踪监测测。7.2.5盐水水流量量测量计算机涡街流量计流量积算仪电缆电话线盐水流量监测采采用用涡街式流流量量计，二次次仪仪表（流量量积积算仪）具具有有压力、温温度度自动补偿偿、显显示瞬时流流量量和累计流流量量功能，并并配配有RS422标准接口，将将将数据传至至计算机涡街流量计流量积算仪电缆电话线图10流量量测量量系统框图图冻结站盐水流量量测测量采用涡涡街街原理。在在流流体中插入入柱柱状物体时时，在在柱状物体体两两侧交替地地产产生有规则则的的旋涡，这这种种旋涡称为为卡卡门旋涡，旋旋旋涡在柱状状物物体下游非非对对称地排列列。设设旋涡的发发生生频率为f，被测介质质的平均流流速速为v，柱状物体体迎流面宽宽度度为d，管道直径径为D，即可得到到下列关系系式式：f=V/{SSrr(1--11.25dd//D)·dd}}式中：Sr——为为斯特罗哈哈尔尔数。斯特罗哈尔数ＳＳrr与雷诺数Ｒe之间当雷诺诺数在2χ104～2χ107之间时呈直直线关系，斯斯斯特罗哈尔尔数数Ｓr为常数,旋涡的发生生频率与流流速速成正比，并并并且不受流流体体的密度、温温温度、粘度度等等参数的影影响响，因此，只只只要知道了了斯斯特罗哈尔尔数数，通过检检测测旋涡的发发生生频率，就就可可以准确地地测测量流量。涡涡涡街流量计计的的原理及结结构构决定了其其有有如下特点点：：⑴检测元件不不接触流流体，可靠靠性性高，介质适应性性强。⑵流量计的流流量系数数与介质的的温温度、密度度、粘度等参数数无关。⑶无可动部件件，耐腐腐蚀，结构构牢牢固、简单单。⑷脉冲信号输输出，抗抗电磁干扰扰能能力强。⑸测量范围宽宽，准确确度高。7.2.6隧道道变形形监测隧道变形监测包包括括隧道管片片的的的水平及及垂垂直方向的的变变形监测。⑴基准点布设设：在连连接通道40m以外的稳定定区域分别别布布设水平位位移移检测基准准点点和两个垂垂直直基准点（其其其中一个作作为为复合点）。如图11所示。⑵位移测点布布设：在在通道两侧20m范围内对隧隧道水平及及垂垂直方向的的管管片变形进进行行监测，测测点点间距为2m，测点用道道钉打入环环片片内固牢。SJ1SJ1SJ2HJ2C1C2C4C5C6C7C8C1C2C3C4C5C6C7C8W1W2W3W4W5W6W7W8W6W1W2W3W4W5W7W8HJ1C3C9C10C9W9W9W10W10C10图11隧道道变形测点布布置置图所用的仪器设备备：：LEEIICANNAA2型水准仪及及附设精度：±0.3mmm/KmmJ22型型经纬仪精度：测角±2″特制直尺；；长度88m精度：±0.5mmm⑶测量方法隧道内各测点的的位位移监测，使使使用电子经经纬纬仪结合水水准准仪。1)水平位移移检检测方法：：将将经纬仪安安置置在基准点点上上，用视准准直直线法测量量各各测点到视视准准线的距离离，以以开工前两两次次测量的平平均均值作为起起始始初值，以以后后每次的测测量量值与之比比较较得到本次次位位移量和累累积积位移量。2)隧道管片片垂垂直位移的的测测量方法：：将将特制的长6m的直尺分别别置于同一一环环片上、下下两两测点上，用用用水准仪分分别别读取两次次读读数，相加加即即为直径，同同同样以开工工前前两次测量量的的平均值为为初初值，以后后测测量的结果果与与初值比较较计计算出竖径径的的变化量。7.2.7地地表表沉降监测测⑴测点布设，如如图112所示0为联络通道中中心点●为监测点图12地面面变形监测点点布布置示意图图⑵仪器设备LEICANNA2型水准仪及及附设精度：±0.3mmm/Kmm⑶测量方法沉降监测从水准准控控制点出发发按按三、四等等水水准测量要要求求测量各监监测测点的高程程，测测量闭合差差小小于±0.5mmmm×（N为测站数）。前前后两次测量量值之差为本本次沉降变化化量，测量值值与初值之差差为累计沉降降变化量。7.2.8传传感感器布置⑴温度传感器器布置一个联络通道内内共共布置7个测温孔，分分分别布置于于冻冻结站侧和和其其对侧隧道内内，用于测测量量冻结温度度场场。在每一一孔孔内布置3～8个测点，从从孔口向内内每每间隔一定距距离布置一个个测点，测测温温孔布置见见冻冻结孔布置置图图。测温传感器为22××0.5mmmm的铜—康铜双绞线线，型号CWR—2型。⑵压力传感器器布置联络通道冻土帷帷幕幕内布置冻冻胀胀压力监测孔2个、水文泄泄压孔4个，冻土帷帷幕对管片片的的压力测点2个。每个冻胀压力力测孔孔头部布置1个冻胀压力力传感器，深深深度1～2m，需2个压力传感感器。每个冻土对管片片的的压力测孔孔端端部布置1个冻胀压力力传感器，深深深度0.2～1m，需2个压力传感感器。水文泄压孔上安安装装压力表，需需需压力表4个。以上需要压力传传感感器4个，压力表4个。7.2.9几几点点说明⑴位移的监测测工作在在冻结孔施施工工前，建立立监监测原始基基准准数据，冻冻结结孔施工时时，开开始第一天天监监测，直至至冻冻结帷幕融融化化后。⑵冻结系统及及冻结壁壁的温度等等指指数监测，自自自冻结运转转开开始，直至至冻冻结停冻。⑶测温孔温度度监测，冻冻结开机后后每每天监测一一次次。⑷监测的各种种数据及及时反馈到到项项目部总工工程程师和生产产技技术部进行行分分析处理，以以以便指导施施工工，采取措措施施。8冻结开挖施施工进度度及配套计计划划8.1施工进度度计划XX站～XX站站区区间联络通道道冻结施工及及开挖构筑筑总总工期为1110天。施工中可根根据具体的的施施工进度适适当当进行调整整。详细的工工程进度见表表4表4XX站～XXX站区区间隧道联络通道道及泵站施工工进度表序号施工工序天数1020304050607080901001101进场32钻孔253冷冻安装284积极冻结455维护冻结326开挖与构筑327退场28.2劳动力配配备计划劳动力配备计计划见见表5。打钻工先先进行施工工准准备。开钻钻后后冻安工进进场场进行冻结结系系统安装。开开开冻后部分分冻冻安工进行行开开挖施工准准备备。冻土帷帷幕幕交圈后掘掘进进工进场，进进进行开挖和和构构筑施工。开开开挖、构筑筑完完毕后，留留下下3～5人进行地层层融沉补偿注浆浆，其余全全部部撤场。同同时时施工最多多人人数为60人。表5劳动力配备备计划表表工种人数工种人数打钻工15辅助工4冻结运转工10技术人员2掘进工36管理人员3机修工3电工3合计768.3设备与与材料供应计计计划地层冻结与开挖挖构构筑施工的的设设备与材料料用用量分别见见表表6和表7。由于施工工时间短，要要要求前者在在开开钻前备齐齐，后后者在开挖挖前前备齐。表6冻结施工主主要设备备及材料用用量量表主要设备编号项目单位数量备注1JYSLGF33000型冷冻机组台22IS200-11550-315盐水泵台2盐水泵3IS150-11225－250台2清水泵4抽氟机台15经纬仪台16测温仪台17NBL-1000冷冷却塔台28MD-50钻机机台19电焊机台2主要材料编号项目单位数量备注1Ф89×8无缝缝钢管管t13.82Ф45×3钢管管t6.23高压胶管m300耐压0.8Mppaa4冷冻机油kg500N465氟里昂R22kg5006氯化钙t107逆止阀只7088”阀门只209保温材料m230010合金钻头只25表7开挖构筑施施工主要要设备及材材料料用量表主要设备编号项目单位数量备注1插入式振捣器台4210m3空压机机台13水泵台24电焊机台25风机台26风镐把1072T绞车台18双液注浆泵台19圆盘锯台210电锯台111手推车辆10另配一辆推土机机12经纬仪台113水准仪台114混凝土强度探测测仪仪台115应变仪台116压力盒个417手拉葫芦(5TT,,2T,33TT,1.55TT)个各118千斤顶(50TT))个24主要材料编号项目单位数量1商品混凝土m3902型钢t153方木(150××1150)m3104钢筋t185板材(50mmm))m3506水泥t12011.2工程风风险险分析基于隧道联络通通道道的地质条件件和结构特特点点，根据业业主主要求，采采用用冻结法施施工工，施工过过程程中存在如如下下工程风险险：：11.2.1打打钻施工过过程程中的特殊殊风风险点⑴考虑到联络通通道所所处位置的的工工程地质状状况况，若冻结结孔孔施工不当当，易易造成孔口口出出水、出泥泥，进而引起地面面的沉降。⑵冻结孔施工工质量直直接影响到到下下一步的冻冻土土帷幕质量量，给给开挖和结结构构构筑带来来风风险。⑶冻结管连接接强度不不够，造成成开开挖过程中中冻冻结管断裂裂。11.2.2冻冻结施工过过程程中的风险险点点⑴冻胀对隧道道结构的的影响：由由于于冻结工法法特特点，冻胀胀会会对隧道结结构构造成一定定的的影响，使使隧隧道产生冻冻胀胀变形，严严重重时可能造造成成管片的破破坏坏及较大的的冻冻胀变形，还还还可能会造造成成联络通道结构构的渗漏，所所所以在运转转过过程中，采采取取控制冻结结技技术，控制制冻冻结产生的的冻冻胀。⑵冻结设备损损坏，维维修不及时时造造成冻土融融化化风险。⑶冻土结构和和隧道两两侧管片胶胶结结强度不够够造造成接触面面漏漏水。11.2.3开开挖和结构构施施工过程中中的的风险点⑴冻结帷幕质质量不好好。⑵冻结帷幕变变形过大大。⑶施工过程中中的停电电、机器发发生生故障使冻冻结结机组停止止运运转超过规规定定时限，冻冻结结过程中断断。⑷开挖过程由由于冻结结帷幕局部部薄薄弱漏水、漏漏漏砂。⑸排水管敷设设中的突突发涌砂涌涌水水现象。11.3冻结孔孔施施工应急预预案案11.3.1涌涌砂冒水应应急急措施⑴正式开孔前前，施工工现场准备备足足够的水泥泥等等注浆材料料和和注浆设备备。应应急材料准准备备好后再用φ38mm小孔径钻孔孔检查地层层稳稳定性，如如有有严重涌砂砂冒冒水现象，采采采取注浆堵堵漏漏措施。⑵在取芯开孔孔后，安安装带填料料密密封盒的孔孔口口管，通过过管管侧的φ40mm旁路阀门，防防防止孔口喷喷砂砂。若出现现大大量涌砂，也也也可通过此此旁旁路阀门对对地地层注浆，必必必要时用木木塞塞封堵钻杆杆管管口。⑶为防止开孔孔及钻进进期间涌水水、涌涌砂现象的的发发生，采取取加加大钻机推推力力，强行顶顶入入套管等措措施施，必要时时采采取压紧孔孔口口管密封装装置置，封闭该该孔孔。11.3.2冻冻结管渗漏漏或或断裂应急急措措施⑴发生冻结管管渗漏或或断裂时，停停停止作业（必必必须正常运运转转的设备和和系系统除外），立立即启动预案案程序并迅速速汇报至现场场预案领导小小组，采取下下放套管、关关闭孔口阀、压压紧孔口装置置、实施注浆浆等措施。⑵现场采取妥妥善地保保护措施，防防防止事态扩扩大大。11.3.3人人员安全事事故故处理措施施若出现人员伤害害，及及时拨打120，请求救助助，同时采采取取现场包扎扎，人人工呼吸等等方方法实施及及时时救护，严严重重时及时送送往往医院。11.4冻结施施工工应急预案案11.4.1为为保证开挖挖期期间冻结运运转转的连续，冻冻冻结系统设设备备采用新型冻结设备，并并并准备一套套备备用设备，当当当一台设备备出出现故障时时，启用另一台设设备运转，保保持冻结的连连续进行。准备冲孔的