19盾构区间附属结构施工.docx

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19盾构区间附属结构施工

第十九章盾构区间附属结构施工

19.1联络通道施工

19.1.1联络通道概述

详见第3章项目综合说明相关内容。

19.1.2联络通道施工方法

联络通道及泵房采用矿山法施工，并辅以地面加固的辅助措施加固地基，联络通道与正线隧道相接处的管片采用特殊管片环。

1、地面加固的辅助措施

地面加固确定采用隧道内水平冰冻加固土体，即在隧道内利用水平冻结法加固地层，使联络通道外围土体冻结，形成强度高、封闭性好的冻土帷幕。

2、施工步骤

（1）冰冻法加固

1）冰冻法加固原理

沿开挖断面周边布置与通道方向基本平行的冰冻孔，然后在冰冻孔中循环低温盐水，使冰冻孔附近的含水地层结冰，形成强度高、封水性好的冻土帷幕，然后在冻土帷幕的保护下进行联络通道暗挖施工。

2）冰冻法加固地层的特点

　加固体的强度，在温度-100度时，冰冻粘土的抗压强度一般可达5MPa，冰冻砂土的抗压强度一般可达8MPa以上；

　止水性较好；

　适用于地下水流速度小于40ｍ/ｄ的任何含水地层；

　几乎不受地质条件影响，可形成任意深度、任意形状的冻土墙，冰冻加固体均匀，整体性好；

　施工工艺复杂，但较成熟；

　在土体冻胀、融沉会造成一定的地面隆沉。

（2）主要施工方法

1）施工准备

　在隧道内铺设3”钢管至旁通道施工工作面，用于冰冻孔打钻供水、排污和冰冻时的供、排水。

在联络通道施工工作面安装排污泵和排水泵各一台。

　安装钻孔工作平台，在旁通道施工工作面两端砌高约0.5m的泥浆挡墙，以免冰冻孔钻进时泥浆四溢影响隧道内施工环境整洁。

　移交施工坐标点和钻孔定位。

2）冰冻孔施工

　冰冻管、测温管、卸压管和供液管规格：

冰冻管选用的φ95×8mm低碳无缝钢管，单根管材长度以1～1.5m为宜，采用螺纹连接。

测温管和泄压管管材同冰冻管。

供液管采用φ62×6mm增强聚乙烯塑料管或1.5”焊接钢管。

　打钻设备选型：

选用MKD-5S型钻机，其主要技术性能参数为:

输出扭矩:

2000kN.m

给进及起拔力:

117/78kN

钻孔最大直径:

φ127mm

最大行程:

480mm

选用BW-200/50泥浆泵一台，流量为2001/min。

钻机和泥浆泵总功率为48kW。

用冰冻管作铅杆。

一般土层采用三叶刮刀钻头钻进，钻头直径φ100mm。

钻头后面连接逆止和丝堵部件。

　冰冻孔开孔

在冰冻孔布孔范围内用φ38小口径钻孔检查地层稳定性，如有涌水、冒砂现象，则需要进行双液壁后注浆。

管片上冰冻孔开孔φ140mm金刚石取芯钻。

每个钻孔安装孔口管，孔口管用φ140×6mm无缝钢管加工，孔口管头部车250mm长的鱼鳞扣，安装时在鱼鳞扣外面缠绕麻丝并涂抹锚固密封胶。

钻进时，在孔口管尾端连接孔口密封装置。

　3）冰冻孔钻进与冰冻器安装

①按冰冻孔设计方位要求固定钻机。

用冰冻管作钻杆。

冰冻管丝扣要补焊。

②对穿孔施工要采用专用钻头。

钻头刚碰到对侧隧道管片时，要控制钻进压力。

快钻透管片前，要减小泥浆循环并控制钻进速度。

钻透管片后，要迅速密封冰冻管与隧道管片的间隙。

③为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。

钻进前2m时，要反复校核钻杆方向，调整钻机位置，并用精密罗盘或经纬仪检测偏斜无问题后方可继续钻进。

④冰冻管下入孔内前要先配管，保证冰冻管同心度。

下好冰冻管后，用测斜仪进行测斜，然后复测冰冻孔深度。

冰冻管长度偏斜合格后安装底部密丝堵，并进行打压试漏。

冰冻孔试漏压力控制在0.7～1.0Mpa之间，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。

对于上仰的冰冻孔，可以安装供液管后再打压，或者适当延长稳压时间。

⑤冰冻管安装完毕后，截去露出隧道管片的孔口管，并用堵漏材料密封冰冻管的间隙。

测温孔施工方法与冰冻管相同。

⑥在冰冻管内下入供液管。

供液管底端连接0.2m长的支架。

然后安装去、回路羊角和冰冻管端盖。

4）冰冻制冷系统安装

　冰冻制冷设备选型与管路

　冰冻站布置与设备安装

冰冻站设在旁通道附近隧道内。

站内设备主要包括配电柜、冷冻机组、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。

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，并用管架架设在施工平台上或隧道管片上。

盐水管路要离地面安装，避免浸水和高低起伏。

回路盐水干管上要做∩字形弯起。

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。

集配液圈与冰冻管的连接用高压胶管，旁通道四周的主冰冻孔每两个一串联，其它冰冻孔每三个一串联，串联尽量应问隔进行。

在对侧隧洞管片内侧冰冻加固范围内敷设冷冻板，敷设方法为用膨胀螺栓和压板直接固定在管片上。

冷冻板与穿透冰冻孔之间用胶管连接。

在上铺设5cm厚的聚苯乙料烯泡沫塑料保温板。

冷冻机组的蒸发器及低温管路保温用软质炮沫塑料。

盐水箱、盐水干管和冷冻板表面用50mm厚的聚苯乙烯泡沫板保温。

温度计、压力表和流量计安装要按有关规范进行。

　溶解氯化钙和机组充氟加油

现在盐水箱内注入约1/4的清水，然后开泵循环并逐步加入固体氯化钙，直至盐水浓度达到设计要求。

溶解氯化钙时要除去杂质。

盐水箱内的盐水不能灌的太满，以免高于盐水箱口的冰冻管盐水回流溢出盐水箱。

机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。

首先进行制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再充氟加油。

5）积极冰冻与维护冰冻

　冰冻系统试运转与积极冰冻

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计要求的技术参数条件下运行。

在冰冻过程中，定时检测盐水温度、盐水流量和冻土帷幕扩展情况，必要时调整冰冻系统运行参数。

冰冻系统运转正常后进入积极冰冻。

要求一周内盐水温度降至-20℃以下。

　探孔与维护冰冻

实测冻土帷幕温度和厚度达到设计值后，打开泄压孔确认无泥水涌出，并安装好防水门后，方可打开通联络预留口的钢管片，掘进过程中，根据暴露冻土帷幕的稳定性，可进入维护冰冻，但盐水温度不宜高于-20℃。

　停止冰冻

浇筑完混凝土结构层后即可停止冰冻，并进行自然解冻。

　冰冻孔密封

截去露出隧道管片的孔口管和冰冻管，然后在孔口管管口焊接8mm厚的钢板。

3、联络通道洞门凿除施工工艺流程

联络通道洞门凿除流程详见图19.1-1。

图19.1-1洞门凿除施工流程图

4、管片破除

破除（切割）通道口的特殊砼管片前，在通道口处的隧道内架设临时刚性支撑，在管片主要受力部位设立多个20#工字钢制作的支撑点，增加上下支撑点的刚度，并用千斤顶预加预应力。

设立抗拉杆件与内支撑骨架相连，防止和减少区间隧道在通道位置处的管片发生过大变形。

通道口临时支撑的横断面设置沿隧道纵向3米布设20#工字钢支撑，之间用φ20钢筋纵向错位连接。

然后采用切割机破除通道洞门处管片。

管片正式切割前按照设计提供的方位、尺寸要求，在被切割墙体上准确放线定位。

具体施作采用碟式切割方法进行切割，为不损伤无需切割墙体，在每道切割段始端和终端先钻孔，再切割，并确保废弃管片的吊运安全施工。

5、联络通道开挖

通道的开挖采用正台阶法，台阶长度2～3m。

采用风镐开挖，循环进尺控制在0.5m以内。

采用超前小导管注浆加固地层，3m～4m长Φ42钢管沿拱部环向布设，环向间距为0.30m，纵向间距为2m。

泵房开挖待通道的施工完成之后再进行。

可采用分层开挖，施工过程中，及时进行支护，开挖至设计底板标高后，立即进行二次混凝土衬砌浇注，考虑施工误差及预留变形量，超挖量按100mm计。

矿山法施工联络通道断面纵向施工步骤详见图19.1-2。

图19.1-2　联络通道断面纵向施工步序图

矿山法施工联络通道断面施工步骤见图19.1-3。

图19.1-3矿山法施工联络通道断面施工步骤图

6、联络通道防水

（1）联络通道及泵站混凝土抗渗等级≥S10；

（2）联络通道与隧道接缝防水：

联络通道与隧道环向施工缝预设兜绕成圈的遇水膨胀橡胶条和预埋式注浆管于结构层中，其他施工缝均按此防水措施作业。

（3）联络通道及泵房夹层防水

联络通道及泵房由支护层与结构层组成，在两者之间设置夹层防水层，夹层防水层由无纺布缓冲层、PVC防水板、无纺布保护层共同组成。

PVC防水板采用分区注浆系统，接头处应采用双缝焊接，并进行充气检漏（要求达到0.25MPa保持15Min，压力下降10%以内）。

7、联络通道二衬

二次衬砌采用C30模筑砼，抗渗标号S10，衬砌厚度400mm，采用预拌商品砼，模型采用标准钢模板，人工立模。

钢筋、模板制作、安装，砼浇注等作业过程严格按规范要求进行。

19.1.3联络通道的施工注意事项

1、为保证开挖面稳定和安全作业，必须在开挖后，及时喷射初衬砼。

2、地层加固后拆除管片前，先对联络通道附近前后10环管片背侧进行二次注浆补强，之后再施工联络通道洞门。

3、加强施工监测，指导施工，保证施工的精度和控制地表沉降。

4、砼严格按施工配合比拌制砼，严格控制水灰比，砼捣固均匀密实，确保砼强度、防水等级满足设计要求。

19.2洞门接口工程施工

19.2.1洞门接口概述

区间盾构隧道与车站端墙接口采用进、出洞环的方式。

本工程共设6个洞门，各洞门的进、出洞环均采用C30现浇防水混凝土，防水等级为S10级。

防水施工详见第20章盾构区间防水施工。

19.2.2洞门施工工艺流程

洞门施工工艺流程详见图19.2-1洞门施工工艺流程图。

图19.2-1洞门施工工艺流程图

19.2.3洞门主要施工方法

1、拆除洞门帘布、管片

洞门施工之前，首先对近洞口3环管片进行处理，从衬砌压浆孔内注入聚氨脂水泥

浆，待其固结后再将洞口临时密封（折页式压板、帘布橡胶板等）拆除干净，利用专用

工具进行洞门环的拆除，先拆一块邻接块，然后再自上而下依次拆除。

砂浆凿除采用人工手持风镐施工，凿至洞门圈内混凝土表面完全出露，清理干净。

2、洞门防水施工

区间隧道的洞门处结构复杂，拐角（又称盲区）多，施工缝多，是防水工作的难点，也是防水工作的重点。

盾构机在进出隧道时，管片缺乏后座顶力，管片间的压力松弛，接缝间隙一般稍大，易渗漏水，因此靠近洞门的盾构区间隧道也是防水的重点，应足

够的重视。

洞门施工中除采用防水混凝土外，在洞门和区间隧道管片及和车站（或始发井、吊出井）结构的刚性接头中设置缓膨型遇水膨胀止水条。

在主体完工后，对全部缝隙进行嵌缝施作，根据施工具体情况，必要时可进行提前预注浆或施工时预埋注浆管进行后注浆。

现浇洞门的施工要严格按设计的防水要求进行施作。

施工时若在洞门处有水渗漏，则应进行导流，布置好导流管后再浇灌混凝土（待混凝土达到一定的强度再注以化学固结剂进行封堵）。

洞门施工完成后，在拱顶部分通过衬砌压浆孔向洞门管片背衬补充压浆以提高洞门防水性能，压浆完毕后检查防水效果，必要时再次注浆。

洞门采用C30防水混凝土，竖向、环向施工缝各设置缓膨型遇水膨胀止水条，形成

防水结构。

在主体完工后，进行嵌缝作业，并注入密封剂。

3、衬砌施工

（1）绑扎钢筋

钢筋在地面进行加工，保证主筋弧度准确、圆顺；运至工作面进行绑扎、焊接，利用预埋钢筋或植筋作为固定钢筋；模板侧的钢筋绑上混凝土预制块，以保证混凝土保护层厚度，避免发生漏筋现象。

钢筋绑扎、焊接完备后，利用电桥检验钢筋与管片预埋钢板以及洞门钢环是否接通，若不接通必须补焊。

（2）立模、浇筑混凝土

洞门模板采用按设计图特殊加工的钢模板，确保洞门的尺寸精度，立模前涂脱模剂，确保混凝土表面的光洁、美观。

模板、钢筋、止水条等经检查验收达到设计、规范要求后浇筑混凝土，采用商品泵送混凝土，塌落度控制在100～120mm，混凝土直接泵送入模，分层浇筑，插入式振捣器捣固均匀，确保混凝土密实，无蜂窝、麻面现象。

（3）拆模、养护

拆模时间保证3天以上，拆模时注意避免磕碰混凝土边脚。

洒水养护，保证14天龄期内混凝土表面湿润。

（4）洞门保圆措施

钢模之间用螺栓连接，模板安装经精确定位后，沿径向每36°设一径向支撑杆，以防模板变形；端头模板设斜支撑，防止跑模；为防止混凝土浇筑时模板上浮，上部模板焊接支撑，顶部撑在端墙结构上。

19.2.4洞门施工注意事项

1、拆除管片前，先对洞门前5环管片背侧进行二次注浆补强，再施工洞门。

2、切割或拆除管片时要慎重，不要损坏相邻管片。

3、洞门与隧道、始发端墙密贴稳固连接，并保证车站与隧道刚性连接。

4、遇水膨胀橡胶止水条要粘贴紧密，位置准确无误，不能松动、破坏以粘贴牢固的遇水膨胀橡胶止水条。

5、严格按施工配合比拌制砼，严格控制水灰比，砼捣固均匀密实，确保砼强度、防水等级满足设计要求。