联络通道施工方案.docx

1、联络通道施工方案隧道联络通道及泵站工程专项施工方案1 概述1.1 工程概况宁波市轨道交通1号线世纪大道站海晏北路站福庆北路站区间隧道联络通道及泵站工程，联络通道通道处线间距约13.7m。世纪大道站海晏北路站区间隧道联络通道位置里程为左线K16+530.280、右线K16+540.000，中心标高左线约为-16.620m、右线约为-16.456m，地面标高约为+5.96m。本区间联络通道处在后塘河和规划甬新河交汇地块中。海晏北路站福庆北路站区间隧道联络通道位置里程为左线K17+865.187、右线K17+867.000，中心标高左线约为-16.401m，右线约为-16.401m，地面标高约为+2

2、.66m。本区间联络通道位于规划宁穿路下方，周边建、构筑物已拆迁，地下管线埋深较浅。联络通道由与隧道钢管片相连的水平通道和泵站构成，水平通道为直墙圆弧拱结构，通道采用两次衬砌（钢支架喷射混凝土）厚度为200mm。联络通道及泵站结构示意图见图1-1。图1-1 联络通道及泵站结构示意图1.2 工程地质条件地质条件情况：根据勘察资料，世纪大道站海晏北路站区间联络通道及泵站施工深度范围内的土层主要为1粉砂、2粉质粘土夹粉砂、2粘土；海晏北路站福庆北路站区间联络通道及泵站施工深度范围内的土层主要为1灰色粉砂、2粉质粘土夹粉砂、1-2粉质粘土，冻结孔涉及部分2-2淤泥质粘土层。2 施工方案的选择及编制依据

3、2.1冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案的选择根据联络通道的特点以及所处地层的特性，采取冻结法加固土体，然后用矿山暗挖法进行开挖构筑施工。本公司结合以往地铁联络通道施工的经验，采用“隧道内水平冻结加固土体、隧道内矿山法开挖构筑”的全隧道内施工方案。即：在隧道内利用水平孔和部分倾斜孔冻结加固地层，使联络通道及泵房外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结帷幕。在冻土中采用矿山法进行联络通道及泵房的开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。2.2方案编制依据及参照的标准、规范宁波市轨道交通1号线一期工程施工图设计世纪大道站海晏北路站区间联络通道、泵站结构图；宁波市轨道交通1号线一期工程施

4、工图设计海晏北路站福庆北路站区间联络通道、泵站结构图；矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ213-90）；煤矿井巷工程质量检验评定标准（MT5009-94）；混凝土结构设计规范GB50010-2002；钢结构设计规范GB50017-2003；建筑结构荷载规范（GB50009-2001）地基基础设计规范GB50007-2002；地铁设计规范（GB50157-2003）；建筑抗震设计规范GB50011-2001；钢筋机械连接通用技术规程；锚杆喷射混凝土支护技术规范；旁通道冻结法技术规程，DG/TJ08-902-2006；混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；建筑工程施工质量验收

5、统一标准（GB50300-2001）；工程测量规范（GB5020693）；城市轨道交通工程测量规范（GB50308-2008）。2.3 方案设计技术要点由于该联络通道所处地层复杂，所以工程施工风险较大。在施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保联络通道施工的安全并保证施工工期。根据以往施工联络通道经验，提出以下技术要点：(1) 根据以往联络通道冻结孔施工的成功经验，用金刚石取芯钻开孔，跟管钻进法下冻结管。冻结孔开孔前，先打设卸压孔作为探孔，探测地层稳定情况。如发现有严重漏水冒泥现象，先进行水泥水玻璃双液壁后注浆，以提高孔口附近地层稳定性，然后再钻进冻结孔。每个钻孔设有孔口管，并安装钻孔密封装置

6、，以防钻进时大量涌水、涌砂。(2) 针对施工冻结孔时容易产生冒泥涌水现象，采用强力水平钻机，尽量实现无泥浆钻进。如发现钻孔泥水流失，及时进行补浆充填。(3) 由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，会影响隧道管片附近土层的冻结速度，从而影响冻结帷幕的整体稳定性和封水性。管片外面采用PEF板隔热保温，以减少冷量损失。在对侧隧道布置5排冷冻排管。在冻结帷幕与管片胶结处放置测温点，以加强对冻结帷幕与管片胶结状况的检测。(4) 加强冻结过程检测。在冻结帷幕内布置测温孔，以便正确判断冻结帷幕是否交圈和测定冻结帷幕厚度。对侧隧道管片附近土层的冻结情况将成为控制整个联络通道冻结帷幕安全的关键，为此，在对

7、侧隧道管片上沿冻结帷幕四周布置测温孔，以全面监测冻结帷幕的形成过程。(5) 在联络通道两端布设卸压孔，以减小土层冻胀对隧道的影响。可利用管片上的注浆孔来卸压，该孔亦可作为冻结帷幕压力变化的观测孔。 (6) 联络通道冻结交圈前在隧道内设预应力支架，以防打开预留钢管片时隧道变形和破坏。开挖前必须安装通道安全应急门，施工完联络通道临时支护层后再打开对侧隧道联络通道的预留钢管片。(7) 在开挖过程中必须及时进行冻结帷幕变形和温度观测，如遇冻结帷幕有明显变形，立即用钢支架加木背板支撑，调整开挖构筑工艺，并同时加强冻结。(8) 由于冻胀力和冻土融沉的作用，影响周围土层的力系平衡，使隧道产生水平位移和沉降，

8、故在整个施工过程中，加强隧道变形的监测，确保隧道安全。在冻结帷幕关键部位，多布置测温孔，监测冻结帷幕的形成过程和形成状况。(9) 在联络通道衬砌中预埋压浆管，采用注浆方式以补偿土层融沉，注浆应配合冻结帷幕融化过程进行。(10) 加强地面建筑、管线的保护：加强地面建筑物、地下管线的监测；采用快速冻结减少冻胀；加强融沉注浆。2.4 联络通道主要施工顺序联络通道施工可分为冻结孔施工、冻结施工和开挖构筑施工三个主要部分，具体的施工顺序安排如下图所示。钻孔施工冻结站拆除冻结运转积极冻结维护冻结开挖、临时支护融 沉注浆充填施工准备开挖准备施工结束永久支护冻结孔封堵冻结站安装图2-1 联络通道施工流程图3

9、冻结加固设计3.1冻结帷幕的设计 联络通道冻结帷幕厚度，世纪大道站海晏北路站：不小于2.2m（左右拱顶1.9m），海晏北路站福庆北路站：不小于2.0m（左右拱顶1.7m）；冻结帷幕平均温度设计为不高于-10（冻结帷幕与管片交界面平均温度不高于-5）。 相应的冻土强度的设计指标(-10)为：淤泥质粘土：抗压2.7Mpa，抗拉3.8Mpa，抗剪1.1Mpa；粉质粘土夹粉砂：抗压3.0Mpa，抗拉4.0Mpa，抗剪1.4Mpa。 冻结加固范围。3.2冻结孔布置及制冷设计3.2.1冻结孔布置联络通道冻结孔的布置采取从左、右线隧道两侧打孔方式进行。冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置，联络通道共布置冻结

10、孔67个，其中冻结站侧54个，对侧13个。冻结孔的布置示意图见附图1附图2。联络通道设置4个穿透孔，供对侧隧道冻结孔和冷冻排管制冷用。技术要求：(1) 冻结孔的开孔位置误差不大于100mm，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。冻结孔最大允许偏斜为150mm。(2) 冻结孔有效深度不小于冻结孔设计深度。冻结管管头碰到冻结站对侧管片的冻结孔，不能循环盐水的管头长度不得大于150mm。(3) 冻结管用898mm低碳钢无缝钢管，冻结管耐压不低于0.8Mpa，并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。(4) 冻结管接头采用丝扣加焊接，抗拉强度不低于母管的75%。(5) 施工冻结孔时的土体流失量不得大于

11、冻结孔体积，否则应及时注浆控制地层沉降。(6) 首先施工透孔以复核对侧隧道预留口位置的偏差及钻孔施工质量，如误差大于100mm应按保证冻结壁设计的厚度的原则对冻结孔布置进行调整。(7) 冻结站对侧隧道上沿冻结壁敷设冷冻排管，冷冻排管采用453mm无缝钢管。3.2.2测温孔布置联络通道测温孔布置8个，冻结站对侧为6个，目的主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全。(1) 测温管选用：浅孔323mm、深孔898mm；(2) 测温管长度每个26m（C1、C2、C5C8为2.0m，C3为3.5m，C4为6.0m）；(3) 管前端焊接密封，确保管内不得渗水。

12、3.2.3卸压孔布置在冻结帷幕封闭区域内布置4个卸压孔，左线、右线各2个。在卸压孔上安装压力表，可以很直观的监测冻结帷幕内的压力变化情况，通过每日观测，及时判断冻结帷幕的形成，并可直接释放冻胀压力。卸压管选用453mm无缝钢管；卸压孔深3m，卸压管长度3m，管前端开口，进入土体段管壁上钻若干孔，呈梅花状分布,以确保冻结帷幕内的压力有效传递。3.3制冷设计(1) 积极冻结期盐水温度为-28-30。(2) 联络通道积极冻结时间世海区间联络通道及泵站为5055天、海福区间联络通道及泵站为4550天，此积极冻结时间仅为参考值，具体施工中须对冻结帷幕进行监测，根据监测结果判断是否延长缩短积极冻结时间，维

13、护冻结时间为25天(暂定，实际从开挖临时支护到主体结构施工结束)。(3) 冻结孔单孔流量不小于5m3/h，积极冻结7天盐水温度降至-20以下，积极冻结15天盐水温度降至-24以下；开挖时盐水温度降至-28以下，去、回路盐水温差不大于2。4 冻结孔施工4.1冻结孔施工顺序图4-1 冻结孔开孔及钻孔示意图先施工透孔，根据穿透孔的偏差，进一步调整有关的钻进参数。然后根据联络通道施工的孔位，采用由上向下的顺序进行施工，这样可防止因下层冻结孔的施工引起上部地层扰动，减小钻孔施工时的事故发生率。4.2冻结孔的定位依据施工基准点，按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，孔位布置首先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的

14、位置，在避开主筋、管缝、螺栓及钢管片肋板的前提下可适当调整，不大于100mm。4.3冻结孔开孔及孔口密封装置开孔选用J-200型金刚石钻机，配130mm金刚石取芯钻头进行钻孔，深度约300mm，控制不得钻穿管片。用钢楔楔断岩心，取出后，打入加工好的孔口管，并用至少有4个固定点固定在管片上，然后安装孔口密封装置，如图4-1所示。4.4冻结孔钻进与冻结管设置(1) 钻孔设备使用MD-80A钻机一台，配用BW250型泥浆泵，钻具利用898mm冻结管作钻杆；冻结管之间采用丝扣加焊接方式，确保其同心度和焊接强度。(2) 正常情况下，钻进时安装简易钻头，直接无水钻进。如果钻进困难时，在钻头部位安装一个特制

15、单向阀门，采用带水钻进。冻结管到达设计深度后冲洗单向阀，并密封冻结管端部。(3) 钻进过程中严格监测孔斜情况，发现偏斜要及时纠偏，下好冻结管后，进行冻结管长度的复测，然后再用灯光测斜仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。(4) 在冻结管内下供液管,然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。4.5钻孔质量技术要求(1) 冻结孔钻进深度应不小于设计深度。钻头碰到隧道管片的，不参与制冷循环的长度不大于150mm。(2) 钻孔的偏斜应控制在150mm以内。(3) 冻结孔终孔最大允许间距为1300mm，集水井处冻结孔终孔最大允许间距为1400mm，超出最大允许间距的，可进行补孔或作延长冻结时间进行处理。(4) 冻结管长度

16、和偏斜合格后再进行打压试漏，压力控制在0.8MPa，前15分钟压力损失小于0.05MPa,后30分钟压力稳定无变化者为试压合格。试压不合格的，可拔出冻结管进行重新钻孔，或下套管进行处理。4.6钻孔质量控制程序图4-2钻孔质量控制流程图5 冷冻站安装5.1需冷量计算冻结需冷量计算：Q=1.2dHK式中:H冻结总长度：世海区间565.514m，海福区间565.744md冻结管直径：89mmK冻结管散热系数：280Kcal/m2h将上述参数代入公式得出两联络通道冻结需冷量分别为：Q1=Q2=5.31104(Kcal/h)（最大需冷量）。5.2冻结设备选型每个联络通道一个冷冻站，每站选用设备如下：(1

17、) 根据需冷量，选用JYSLGF300型螺杆机组两台套，其中备用一台。单台机组设计工况制冷量为8.75104 Kcal/h，完全满足联络通道的制冷需求。(2) 盐水循环泵选用IS150-125315型1台，流量200m3/h。(3) 冷却水循环选用IS150-125315型1台，流量200m3/h。(4) 冷却塔选用KST-50型2台。5.3管路选择(1)供液管选用483.5钢管，采用焊接连接。(2)盐水干管和集、配液圈选用1596mm无缝钢管。(3)冷却水管选用1274.5mm无缝钢管。(4)冷冻排管选用453mm无缝钢管。5.4其它(1) 制冷剂选用氟立昂R-22。(2) 冷媒剂选用氯化钙

18、(Cacl2)溶液。5.5冻结站布置与设备安装根据现场施工环境，拟将冻结站安装在区间隧道内，靠近联络通道位置，站内设备主要包括冷冻机组、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及配电控制柜等。设备安装按照设备使用说明书进行。5.6管路连接、保温清水管路和盐水干管采用焊接，在需要调整的地方采用法兰连接。隧道内的盐水管用管架敷设在隧道管片斜坡上，用法兰连接。在盐水管路和冷却水循环管路上要设置阀门和压力表、测温仪测试组件等。盐水管路经试漏、清洗后用保温板或棉絮保温，保温厚度为20mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈与冻结管用高压胶管连接，每组冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制盐水流量。冷冻机组的蒸发器

19、及低温管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用20mm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，为加强冻结帷幕与管片胶结，采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温。在冻结站对侧隧道的冻结管的端部区域范围内布置冷冻排管，采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温。6 积极冻结与维护冻结6.1冻结系统试运转与积极冻结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。冻结系统运转正常后进入积极冻结。此阶段为冻结帷幕的形成阶段，设计冻结时间：世海区间为5055天

20、、海福区间为4550天，要求冻结孔单孔流量不小于5m3/h；积极冻结7天盐水温度降至-20以下，积极冻结15天盐水温度降至-24以下，去回路温差不大于2；开挖前盐水温度降至-28以下。如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应延长积极冻结时间。6.2维护冻结在积极冻结过程中，要根据实测温度资料判断冻结帷幕是否交圈和达到设计厚度，同时要监测冻结帷幕与隧道的胶结情况，测温判断冻结帷幕交圈并达到设计厚度且与隧道完全胶结后，可进入维护冻结阶段。维护冻结期温度-28，冻结时间贯穿联络通道及泵房开挖和主体结构施工始终。6.3冻结施工参数一览表表6-1 冻结施工主要参数序号参数名称单位世海区间海福区间备注1冻结

21、帷幕设计厚度m2.22.0（喇叭口处两侧）m1.91.72冻结帷幕平均温度-10冻结帷幕与管片交界面平均温度-53冻结孔个数个67674测温孔个数个885卸压孔数个446冻结管总长度m565.514565.7447冻结孔最大允许间距m1.31.3泵房处1.4m8冻结孔单孔流量m3/h57579冻结管规格mm898898低碳钢无缝管10测温管及卸压管规格mm浅孔323浅孔323深孔898深孔89811设计最低盐水温度-28-30-28-30冻结7天盐水温度达-20以下12维护冻结盐水温度-28-286.4冻结质量控制程序充氟、试运转积极冻结维护冻结冻结结束冷却水供给冻结孔验收检 测试压、保温冻结

22、站安装冻结器安装设备试压冻结站基础施工生产准备开挖与结构施工图6-1 冻结质量控制程序7 开挖与构筑施工7.1具备开挖冻结技术指标要确定打开管片进行开挖还需结合测温孔资料、卸压孔压力、探孔情况等方面综合考虑，需具备如下条件，方可开挖。表7-1 联络通道开挖技术指标 项目数值备注安装隧道支撑及防护门以及应急材料配备齐全联络通道及隧道的远程设施齐备内线电话冻结帷幕平均温度-10用成冰公式法计算盐水温度积极期-28-30用测温仪监测维护期-28盐水去、回路温差(包括各支路)积极期2以内冻结至设计温度时维护期1.0以内卸压孔交圈前静水压力通过压力表观测，并且无压力泥水流出。交圈后剧增0.150.3MP

23、a7.2施工准备准备工作是整个工程施工进展顺利的前提和保证，具体工作内容如下：7.2.1四通(1) 水通：将水管接送至施工场地，水量为10m3/h；排水，从联络通道到地铁车站区间利用排水管路，水泵设在联络通道口附近，形成排水系统。(2) 电通：从冻结施工用电处取电，不低于200KW供电量。(3) 路通：道路能允许1625t卡车进出施工场地。在已建工作井内安装载重1t的货运提升机，供井上，井下垂直运输用。工作井与联络通道之间采用手推车或翻斗车做水平运输用。(4) 信息通：井上、井下通讯联系使用内部专用电话。7.2.2隧道内工作平台搭设按联络通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一斜坡道

24、构成。(1) 在联络通道开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输手推车换向之用，面积约为2m3.5m=7m2。(2) 在联络通道运输侧，搭设斜坡道与中间平台相连接，斜坡道高端宽约3m，坡长约18m，坡度以方便手推车运输为原则可以适当调整。(3) 在中间平台的另一侧搭设材料设备平台，为节省材料，平台面可低于中间平台0.3m，面积8m4.5m=36m2。平台梁可用长4m，间距为2m的槽钢，直接搭在砼管片上，台面用50mm厚木板铺盖而成。根据实际施工需要平台可能做更改，在打冻结孔及开挖构筑过程中使用该平台，此时不受水平运输影响。7.2.3抢险物资的堆放为了应付开挖构筑过程中

25、可能出现的突发情况，施工现场需要堆放一定数量的抢险物资：应急沙包(5m3)、水泥(3T)、水玻璃、125mm、109mm等规格的木楔麻丝、木板(3m3)等，以保证联络通道施工的安全。应急抢险物资应堆放有序，并设立醒目的标识牌，抢险物资应专项专用，不得随便挪用，并设有专人看护、保管，定期检查。7.2.4钢管片接缝焊接将联络通道开口部的钢管片之间(欲拉开的管片除外)环向及纵向接缝采用满焊的方式将每条拼装缝一一焊接好，提高其整体稳定性，以控制隧道管片变形。注意事项：(1) 焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。(2) 焊接时，划分区域，采取对称方式焊接，以防止应力集中，引起钢管片变形。(3

26、) 焊接材料选E4303型结构钢焊条，用手工电弧焊焊接。7.2.5预应力支架、安全应急门及应急盖板安装开挖施工之前，在通道开口处隧道管片开口环中不开口部位均匀设置8个支撑点隧道支架(支撑点的支撑能力不小于500KN/点)，以减轻联络通道开挖构筑施工对隧道产生不利的影响。根据结构施工图要求，单个钢支架6个OLD50螺旋预应力千斤顶、2个固定支撑及支撑保护板等部分组成。安装方法：在区间隧道左、右线联络通道开口两侧各架两榀，共四榀，并在联络通道两端沿隧道方向对称布置，每榀支架有8个支点，由6个OLD50螺旋式千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。安全

27、应急门（防护门）是安装在开挖侧隧道预留洞口上，并配备风量不小于6m3/min的空压机为防护门供气。安全门在开管片前安装，安装后进行耐压密封实验，先向防护门内注满水，再用空压机加压，在不停止空压机时，压力能保持设计压力为合格。安全应急盖板（泵站防护门）是在泵站开挖前进行安装，是防止开挖过程中发生位移变形超值，或冒泥、涌水，其它措施抢救无效的情况下，为确保隧道安全而使用的。根据结构施工图要求，设计安全应急门和安全应急盖。7.3开挖 7.3.1拉管片加固土体强度达到设计要求及准备工作就绪后开挖构筑工作就可正式开始，探孔后即可开管片。开管片前，首先准备2台5t千斤顶，5t和2t手拉葫芦各一个。将两台千

28、斤顶架在被开管片两侧，中间用一根型钢横梁同钢管片直接相连接，通过千斤顶顶推横梁向外顶推钢管片。操作时，要认真观察管片受力及位移情况，消除局部受阻因素，防止管片变形。5t葫芦作为辅助拉拔管片用，一端挂住欲拆管片，一端系在对面隧道管片上，水平方向稍加力向外(隧道内)拉拔管片，要配合千斤顶操作。2t葫芦悬吊在欲拆管片的上方，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上(如图7-1所示)。图7-1 拉钢管片示意图7.3.2土方开挖经打设探孔确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，然后采用矿山法进行暗挖施工。根据工程结构特点，联络通道开挖掘进采取分区分层方式进行。在上部通道结构施工完毕，等强度达到6

29、0%后或在不拆除模板的情况下，再进行泵房的开挖，其施工顺序如图7-2所示。图7-2 联络通道开挖顺序图由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高，冻结帷幕承载能力大，因而开挖时可以采用全断面一次性开挖，通道、泵房开挖步距为0.5m，开挖断面超挖不大于30mm，开挖中心线偏差不大于20mm。另外，冻土强度高，韧性好，需采用风镐进行掘进。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短冻土暴露时间，风镐尖需做淬火处理。而且掘进环境温度在0以下，输风管路及风镐中的冷凝水容易结冰，需进行除湿处理，一方面把风管悬吊起来，另外每隔12小时向风管内注入酒精，防止冰屑的出现。并要求每个掘进班配备56把风镐，以避免不能正常工作而

30、影响施工进度。在掘进施工中根据暴露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工。在开挖过程中，还要及时对暴露的冻结帷幕进行保温。 开挖的土方用手推车或翻斗车运至隧道口，转由提升机运至地面指定的堆放处，再集中运出场地。7.3.3临时支护采用两次支护方式。第一次支护(临时支护)采用钢支架加木背板和喷射混凝土。第二次支护(永久支护)采用现浇钢筋混凝土。支护示意图如图7-3所示。图7-3 临时支护与永久支护结构图 临时支架的安装临时支护采用木背板和型钢支架外加喷射混凝土进行支护。支架间距为480mm500 mm，为增加支架的稳定性，相临两排支架间用钢筋121m焊接相互连接。所有支架与冻土体全间用木板背实背紧，少量空隙用水泥砂浆充填严实。最后用PZ-5型喷砼机进行喷砼支护。喷射混凝土强度为C15C20，喷砼厚度同初衬厚度。 喷射混凝土工艺流程 各种材料(不含水)按照设计配比要求进