广州地铁水平冻结法施工工法Word文档下载推荐.docx
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图1冻结施工程序
（二）施工方法
1、施工准备
（1）用风机房基坑作冻结施工工作井。
风机房基坑尺寸应满足冻结孔布置和打钻的需要
（2）工作井内设上、下人的扶梯。
用2#钢管搭建脚手架，并铺设5cm厚的木板作为冻结孔施工平台。
施工平台上搭建雨蓬。
施工平台搭建要考虑隧道掘进施工的要求。
（3）冻结施工用电直接由工地变电站供给。
变电站与动力设备的开关柜之间用电缆连接。
（4）在工作井下与地面之间敷设供、排水管各一道，并在工作井内设流量不小于30m3/h的排水用潜水泵一台。
（5）泥浆池也设在工作井内。
打钻设备用汽车起重机吊到工作井下。
2、冻结孔施工
（1）冻结管、测温管、水文管和供液管规格
冻结管、测温管和水文管均选用壁厚不小于7mm勺©
108低碳无缝钢管，单根管材长度2~4m,采用丝扣连接。
冻结管连接用手工焊、补焊。
在含水层位置水文管设滤孔，滤孔面积为10%。
供液管选用内径50mm的聚乙烯增强塑料管或钢管。
冻结管羊角用2#钢管。
（2）打钻设备选型
针对水平冻结孔的施工特点以及施工场地的限制，要求所选用的钻机至少能打70m长的钻孔并容易控制钻孔偏斜度，输出扭矩与给进力大，钻机的体积要小，分解方便，搬运灵活。
为此，选用中煤煤炭科学研究总院研制的水平钻机，其主要技术性能参数为：
输出扭矩2000kN・m给进及起拔力50kN
最大行程480mm
用冻结管作钻杆。
视地层不同采用刮刀钻头、牙轮钻头和全断面金刚石钻头，钻头后面连接系自行研制的逆止和密封装置。
钻孔测斜采用专门研制TY-1型压电式高精度水平钻孔陀螺测斜仪，浅部用经纬仪灯光测斜校准。
（3）冻结孔质量要求
根据建设方提供的施工基准点，按冻结孔施工图布置冻结孔。
孔位偏差不应大于50mm冻结孔孔径为127mm冻结孔实际钻进深度应壁设计深度大0.5m。
钻孔的偏斜应控制在8%。
以内，成孔最大间距不大于2m。
（4）冻结孔开孔
在冻结孔布孔高度范围内用①38mm小口径钻钻孔检查地层稳定性，如有冒砂现象，则需进行双液壁后注浆。
如发现土层水压较大，则需安装孔口管后再行钻进。
安装孔口管时先用①140mn金刚石取芯钻进250mm左右，然后插入孔口管并用锚固树脂锚固。
孔口管用①139x6mm无缝钢管加工，旁路接1.5'
截止阀及泥浆管接头。
管口安装法兰及压紧密封装置。
（5）冻结孔钻进与冻结器安装
1按冻结孔设计方位要求固定钻机。
随钻机放入冻结管。
冻结管丝扣要补焊。
冻结管下到设计深度后下堵丝密封头部。
2为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。
钻进前10~20m时，要反复校核钻杆方向，调整钻机位置，并用经纬仪或陀螺仪检测偏差无问题后方可继续钻进。
3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，用测斜仪进行测斜，然后复测冻结孔深度。
冻结管长度和偏斜合格后安装底部密封丝堵，并进行打压试漏。
冻结孔试漏压力控制再
0.8〜1.2MPa之间，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。
4冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与基坑混凝土墙之
间的间隙。
5在冻结管内下入供液管，然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。
测温孔施工方法和要求与冻结孔相同。
水文孔安装后要进行洗孔，确保出水畅通。
3、冻结制冷系统安装
（1）冻结制冷设备选型与管路设计
①选用YSKF220型冷冻机2套，YSKF216型冷冻机2套，当盐水温度在-24°
C,冷却水温度28°
C时，其总制冷量为677680kcal/h。
冷冻机组电机总功率为610kw。
28SH-13A盐水循环泵2台，流量270mVh，扬程36m，电机总功率90kw。
3S125-100-200冷冻水循环泵3台，流量200mVh，扬程20m
电机总功率55.5kw;
DBL-200型冷却塔3台，电机总功率16.5kw。
4设盐水箱一个，容积6m3。
5盐水干管和集配液管均选用①219x8mmfH①159x冈管，
集、配液管与羊角连接选用2#高压胶管
6冷却水管总管和支管分别选用12#和6#焊管。
7在去、回路盐水管路上安装压力表、流量计、温度传感器和控制阀门。
8冷冻施工冷却水用量为50m3/h,总用电量约780kw。
9其他
冷冻机油：
选用N40冷冻机油。
制冷剂：
选用R22制冷剂。
冷媒剂：
用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。
冻结管封闭：
冷冻端封头采用中煤公司的专利技术。
（2）冻结站布置与设备安装将冷冻站布置在风机房基坑附近地面。
站内设备主要包括配电
柜、冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及清水池等。
设备安装按设备使用说明书的要求进行。
（3）管路连接、保温与测试仪表安装
盐水和冷却水管路用法兰连接。
管路应固定牢固。
去、回路盐水管路和冷却水循环管路上安装压力表、流量计、流量计和控制阀门。
盐水管路经试漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保温，保温层厚度为50mm保温层的外面用塑料薄膜包扎。
集配液圈与冷冻管的连接用高压胶管，每根冻结管的进出口各装阀门（或夹板）一个，以便控制流量。
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
50mm勺聚苯乙烯泡沫塑料板保温。
（4）溶解氯化钙和机组充氟加油
盐水（氯化钙溶液）比重为1.260〜1.265,先在盐水箱内充满清水，逐步溶解氯化钙，再送入盐水干管内，直至盐水系统充满为止，溶解氯化钙时要除去杂质。
（5）积极冻结与维护冻结
①冻结系统运转与积极冻结
设备安装完毕后进行调试和试运转。
再运转时，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勺技术参数条件下运行。
在冻结过程中，定时检测盐水温度、盐水流量和冷冻壁扩展情况，必要时调节冻结系统运行参数。
冷冻系统运转正常后进入积极冻结。
要求一周内盐水温度降低至-20°
C以下。
②开挖与维护冻结
在积极冻结过程中，要根据实测温度数据判断冻结壁是否交圈和达到设计厚度，测温判断冻土帷幕交圈并达到设计厚度再进行探孔试挖，确认冻结壁内土层基本无孔隙水压后再进行正式开挖。
正式开挖后，根据冻土帷幕勺稳定性，可进入维护冻结，但盐水温度不应高于-18°
C。
在开挖过程中，要定期检测冻结壁暴露面的温度与变形，发现问题，及时处理。
4、冻结施工质量的检验与控制方法
（1）冻结孔施工质量检验与控制
冻结孔施工使本工程的关键工序。
冷冻孔施工按下图2所示的
“钻孔质量控制程序”进行。
其质量要求和检验、控制方法见表
（2）冻结系统安装质量检验
冻结系统安装质量是冻结施工的基本保证条件之一。
冻结系统安装质量标准与检验方法见表2。
（3）冻结系统运转与冻结壁形成质量检验
冻结系统运转正常是冻结壁按设计形成的前提条件。
冻结系统运转是否正常和冻结壁是否按设计形成，直接影响冻结和隧道掘砌施工的安全和速度。
冻结系统运转与冻结壁形成质量指标与检验方法见表3。
图2钻孔质量控制程序
冻结孔施工质量的检验与控制方法表1
序号
检测内容
设计要求
检验与控制方法
1
冻结孔孔位
偏离设计孔位不大于5cm
以隧道中心线和隧道轨面（或腰线）为基准，用钢卷尺测量放孔位。
安装孔口管和成孔后对孔位进行复核。
2
冻结孔深
比冻结长度
大0.5m〜
1.5m
钻进时丈量钻杆或跟管钻套管长度。
成孔后下1寸钢管复测孔深。
3
冻结孔偏斜
不大于8%。
用陀螺测斜仪测斜，开孔段用经纬仪灯光测斜校核。
钻进时每隔10〜20m测量一次钻孔偏斜，并将测斜结果绘制在控制图上。
下冻结管后复测偏斜，并绘制钻孔偏斜透视图。
施工完所有冻结孔后绘制冻结壁交圈图。
钻孔偏斜超标时下扶正器纠斜。
4
冻结孔终孔间距
不大于2m
按冻结孔测斜资料计算终孔间距。
为了控制冻结孔最大孔间距，应先隔一个冻结孔钻进，然后根据这两孔的偏斜情况，适当调整中间冻结孔的钻进偏斜。
5
冻结管规格
规格与钢号与设计一致
检查出厂合格证和检验报告。
6
冻结管长度
不小于设计冻结深度
0.5m
施工时对每截冻结管材进行丈量、编号。
成孔后下1寸钢管复测孔深。
7
冻结管耐压
在0.8〜
1.2Mpa压力下稳压30min
用泥浆泵或手压泵注水大压。
为了保证冻结管的密封性，在冻结管丝扣处涂抹密封剂。
8
供液管规格
规格与设计一致
9
供液管长度
不小于冻结
管长0.5m
供液管下到冻结管管底。
下供液管时用钢卷尺丈量供液管长度。
10
冻结管充填
充填量不小于冻结管内体积的80%
冻结结束后要对冻结管进行充填，以免冻结管锈蚀后导水。
充填用水泥浆或水泥砂，直接用砂浆泵从供液管泵入。
充填量按泵量计算。
冻结系统安装质量标准与检验方法
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号
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盐水系统安装
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转运试
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查检图按
盐
压打泵
清水系统安装
找座底
泵水
清平
水正清找
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