盾构与掘进机施工盾构教研室李昭晖23课件讲解

盾构与掘进机施工——冻结施工盾构教研室主讲：李昭晖THESHIELD＆TBMCONSTRUCTIONTECHINQUE地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology1施工准备2

冻结孔施工3冷冻站安装目录4冷冻站运转地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology冻结法施工-施工流程施工准备积极冻结

开挖（冻结）封孔及注浆冻结钻孔冻结安装变形监测清场及验收冻结检、监测地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology1.用φ48钢管在施工出入端头井内搭建脚手架，作为连接隧道与地铁车站底层平台的便桥。2.在隧道内敷设一条动力电缆，用于冻结钻孔施工及隧道内冻结系统安装供电。3.利用隧道内清水和排污管道，用于冻结孔打钻和冻结站运转的供水和排污。4.在联络通道施工工作面两端砌高约0.5m的泥浆挡墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内环境整洁。5.用厚4~6cm的木板在联络通道处铺设冻结施工场地，按不同位置的冻结孔钻进要求，用φ48钢管搭建冻结孔施工脚手架。施工准备一地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology是一种特殊钻进方法。即一边钻进一边压入或旋转下入套管;或套管超前压入或旋转下入,然后钻具跟着钻进。这种方法可以防止钻进过程中的孔壁坍塌或流砂充塞钻孔,适用于钻进松散地层和流砂层。利用夯管锤(气动夯锤)将管节夯入地层中的地下管道不开槽施工方法。冻结孔成孔方法2跟管钻进法3夯管法在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于后座上的液压千斤顶将管压入土层中顶管法冻结孔施工二常用的为钻孔法，使用钻机进行冻结孔施工工序为：定位→开孔→孔口管安装→孔口装置安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试验。地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.1定位按照设计标出冻结孔开孔位置，其偏差应符合设计要求，并不宜大于100mm。冻结孔开孔间距误差不得大于150mm。冻结孔孔口应避开隧道管片接缝、螺栓孔并宜避开钢管片肋板、混凝土管片主筋。冻结孔施工二地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.2孔口管安装

在隧道管片上施工冻结孔时，应采取二次开孔工艺，即先安装孔口管和阀门后再开透隧道管片。

（1）在混凝土管片上安装孔口管时，应先用取芯钻钻进深250mm～300mm（至少留50mm不打透管片）、直径大于孔口管管径2mm～4mm的钻孔，鱼鳞扣缠上麻丝或者棉布条，插入深度不宜小于200mm，并用不少于3根直径不小于12mm的膨胀螺丝将孔口管与隧道管片固定牢靠，装上DN125闸阀。冻结孔施工二地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology孔口管及密封装置照片2.2孔口管安装冻结孔施工二地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.2孔口管安装开孔实际操作图冻结孔施工二地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology（2）在钢管片上，应采用焊接方法固定孔口管，焊缝高度不得小于孔口管管壁壁厚。当采用在钢管片格腔上覆盖钢板的方法固定孔口管时，覆盖用钢板厚度不得小于10mm，钢板焊接宜与管片内表面平齐，并应按设计要求填充钢格腔。地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology

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，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。冻结孔施工二2.3冻结孔钻进地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology冻结孔开孔及防喷装置安装示意图地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology（1）采用先下后上的冻结孔施工顺序。（2）如设计有透孔，先施工穿透联络通道两端隧道的透孔，验证隧道管片上预留洞门的相对位置、隧道线间距长度；当两预留洞门相对位置偏差大于100mm时应修正冻结孔设计；2.3冻结孔钻进地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology（3）冻结孔宜间隔施工，宜通过调整中间冻结孔的设计施工轨迹，减小冻结孔最大成孔间距，使冻结孔间距均匀；（4）用钻进法施工冻结孔时，在黏土或淤泥等不透水地层中可采用清水钻进；在流砂或粉土层中应采用泥浆钻进，并根据地层情况调整泥浆成份、配比，防止钻孔塌孔影响钻进并引起地层沉降；地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.4冻结管安装

冻结管下入地层深度不得小于设计深度，不宜大于设计深度0.5m。冻结管管口露出孔口管不宜小于100mm。冻结管材质和规格确定应符合设计要求，不得采用焊接钢管。当采用跟管钻进时，冻结管管壁厚度不宜小于8mm；采用夯管时，冻结管管壁厚度不宜小于6mm。

冻结管接头可采用螺纹连接或内管箍连接。冻结管套管丝扣连接地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.4冻结管安装下好冻结管后，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0.8～1.0MPa，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。卸压管压力测试实际图地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology冷冻孔串联图冻结器freezingapparatus安设在冻结孔内，用以循环冷媒剂并与地层进行热交换的装置。冻结器由冻结管和置于冻结管内的供液管等组成。2.5供液管安装地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.5供液管安装在冻结管内下入供液管。供液管可采用聚乙烯增强塑料管或钢管。冻结管φ89mm的配套供液管的管径与壁厚可按下表选用。供液管品种外径（mm）壁厚（mm）焊接钢管≥383～4聚乙烯增强塑料管≥40≥4

供液管下入冻结管时连接应牢固、严密，并应下放到冻结管管底。供液管管端应留有断面面积不小于供液管断面面积的回水通道。地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology冻结器宜采用串、并联方式分组与配、集液管连接，每组串联冻结器长度宜适中并基本一致，以保证各冻结器盐水流量均匀并满足设计要求。冻结器与配、集液管之间宜用软管连接，软管在工况温度下耐压不应低于1.0MPa。管路连接应便于安装流量计监测单孔盐水流量，每组冻结器的进出口各装阀门和温度测点，以便控制单孔流量。冷冻孔串联图2.5供液管安装地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology将冻结站设置在隧道内或地铁车站中板上，站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵清水泵、冷却塔及配电控制柜等。设备安装按设备使用说明书的要求进行。冷冻站安装三冷冻站实际图地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology冷冻站平面布置图地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用50mm厚的保温板或棉絮保温。联络通道两侧管片保温：由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，为加强冻土墙与管片胶结，联络通道两侧管片内表面采取保温措施，以减少冷量损失。冻结孔施工侧，首先将钢管片格栅内用素砼填充密实，然后采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温。另外一侧隧道冻结管的端部区域范围内布置冷冻板，同样将钢管片格栅内用素砼填充密实，然后采用PEF板保温板进行隔热保温。最后在PEF板保温板上喷射50mm厚聚氨酯进行隔热保温。PEF保温板安装图地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology冷冻孔串联实际图集配液圈冻结效果图地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology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备要求的技术参数条件下运行。在冻结过程中，定时检测盐水水位、盐水温度、测温孔温度和冻土帷幕扩展情况，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。冷冻站运转四冷冻站实际图冻土帷幕地下与隧道工程技术专业教学资源库Undergroundandtunnelengineeringtechnology冻结系统试运转与积极冻结:积极冻结期盐水温度为-28℃～-30℃，要