桂宜区间旁通道施工方案.doc

上海市轨道交通9号线一期R410标桂林路站宜山路站区间隧道旁通道工程施工方案编 制： 审 核： 审 定： 北京中煤矿山工程有限公司上海隧道工程股份有限公司上海轨道交通9号线一期R410标项目经理部2007年01月上海地铁9号线一期R410标桂林路站至宜山路站区间 旁通道施工方案编 制 说 明上海轨道交通9号线R410标桂宜区间下行线909环，上行线953环，共1862环。本区间在DK30+060.000处设旁通道1座，设计位置在下行线446、447环，上行线455、456环。下行线隧道于2006年6月20日在桂林路站出洞，于2006年11月18日在宜山路站进洞；上行线隧道于2006年11月14在桂林路站出洞，计划在2007年3月20日到达宜山路站进洞。根据业主工期安排，旁通道钻孔及冻结阶段施工必须与上行线盾构推进平行施工方能满足其要求，即在上行线隧道推离旁通道100环后开始在下行线隧道内进行旁通道冻结加固的钻孔施工，在上行线盾构进洞后开始旁通道开挖构筑施工。旁通道钻孔施工时下行线隧道已经完成铺轨工作，冻结施工所有的材料、设备及开挖弃土运输等均利用下行线隧道为进出通道。冻结站设在宜山路站，通过管路连接到冻结工作面。由于冻结施工与上行线隧道平行施工，所以设于上行线隧道内旁通道两侧的预应力支架的空间需满足电机车进出的空间要求（1.83.0m）。- 1 -上海地铁9号线一期R410标桂林路站至宜山路站区间 旁通道施工方案目 录1 工程概况11.1 工程内容11.2 地面及管线环境11.3 地质条件21.4 施工工法21.5 编制依据与施工技术质量要求32 工程特点及主要技术参数32.1 施工难点及控制原则32.2 冻土帷幕参数设计42.3 冻结孔布置及主要参数43 冻结施工53.1 冻结施工流程53.2 冻结施工准备53.3 冻结孔施工63.4 冻结制冷系统安装73.5 积极冻结与维护冻结84 开挖与构筑施工94.1 施工流程94.2 施工准备104.3 开挖施工114.4 开管片114.5 土方开挖124.6 临时支护124.7 止水带施工134.8 防水层施工134.9 结构层施工135 关键施工技术措施135.1冻结水平孔施工技术措施135.2 地层冻胀和融沉防治措施155.3 保证冻土帷幕质量的技术措施155.4 开挖和构筑技术措施166 充填注浆和融沉注浆176.1注浆孔布置176.2 注浆管预埋186.3 充填注浆186.4 融沉注浆196.5 注浆安全措施206.6 注浆设备207 施工进度及资源配置计划207.1 施工进度计划207.2 劳动力配备计划217.3 水、电供应计划217.4 设备与材料供应计划218 施工平面布置259 施工监测269.1 冻结施工监测269.2 地面、管线沉降和隧道变形监测2710 安全质量技术措施与保证体系2910.1 质量与安全技术措施2910.2 安全用电设计3210.3 现场安全用电管理3310.4 质量与安全文明施工保证体系341上海地铁9号线一期R410标桂林路站至宜山路站区间 旁通道施工方案1 工程概况1.1 工程内容桂林路站宜山路站区间隧道是上海市轨道交通9号线一期工程的一个重要组成部分。该区间起始于桂林路站，止于宜山路站。拟建的旁通道工程在区间隧道里程DK30+060.000处。区间隧道采用单圆盾构推进，隧道内径5500mm，管片厚度350mm。在拟建旁通道位置，上、下行线隧道的中心标高分别为-15.342m和-15.290m，隧道中心距为12.434m。据设计，旁通道由与隧道管片相接的喇叭口、水平通道两个部分组成(参见图1-1)。旁通道为直墙圆弧拱结构。图1-1 旁通道结构示意图本工程施工内容为旁通道土体加固和主体结构土建施工。1.2 地面及管线环境旁通道位置地面为宜山路近钦州路，位于市六院宜山路上大门口（见附图1），交通繁忙。路边有多层房屋建筑，地表浅层有各种地下管线，见表1-1。旁通道处管线统计表 表1-1管线类型上水电话上水合流污水雨水煤气电力电话电力管径材质1.2m铁6、8孔0.5m铁0.7m钢筋砼0.6m砼0.5m铁1根12孔1、2根埋深(m)1.50.80.81.91.30.80.90.8与旁通道关系侧上方侧上方侧上方侧上方正上方正上方正上方侧上方侧上方1.3 地质条件根据工程地质剖面图，旁通道附近地面标高约为+4.000m。自地表以下的地层分布为：填土，褐黄色粘土，灰色淤泥质粉质粘土，1灰色淤泥质粘土，1-1灰色粘土，2-2砂质粉土。旁通道施工范围内土层为：拱顶部位1-1层土，拱顶以下部位为2-2层土。根据土质资料，土体的孔隙比大、含水丰富、承载力低、在动力作用下易产生流沙的特点。因此，在施工旁通道时必须对施工影响范围内的土体进行稳妥、可靠的加固处理，以确保施工安全和减小对周围环境的影响。旁通道地质情况见图1-2。图1-2 旁通道地质柱状图1.4 施工工法本工程采用“隧道内水平冻结加固土体，隧道内开挖构筑”的全隧道内施工方案，即：在隧道内采用冻结法加固地层，使旁通道外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻土帷幕，然后在冻土帷幕中采用矿山法进行通道开挖构筑施工。为了控制土层冻融引起的地层沉降，需要在冻结加固区融冻过程中进行跟踪注浆。旁通道的施工流程为：施工准备 冻结孔施工和冻结站安装 积极冻结，隧道管片加固，安装防护门 探孔检验 打开旁通道洞门 通道开挖并临时支护、维护冻结 扩喇叭口 通道结构层施工 停冻、冻结孔封孔 地层跟踪注浆 收尾、撤场。1.5 编制依据与施工技术质量要求本工程施工执行中华人民共和国和上海市技术规范和标准。主要包括：地下铁道工程施工及验收规范GB50299-1999混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002地下防水工程质量验收规范GB50208-2002建筑变形测量规范JGJ/T8-97旁通道冻结法技术规程DG/TJ08-902-2006 J10851-2006按照建筑工程施工质量验收规范的要求，本工程的质量等级为合格。2 工程特点及主要技术参数2.1 施工难点及控制原则（1）对环境影响控制要求较高在旁通道的正上方地面为重要交通道路，离房屋建筑较近，地下有较多管线，因此，要求将旁通道施工引起的地层沉降或隆起控制在规范规定的范围之内，以免影响地面交通，避免引起地下管线和附近房屋建筑损坏。（2）所处地层比较复杂旁通道所处部位主要为2-2砂质粉土，易有发生流砂危险，在该地层内施工，必须确保冻土帷幕的止水效果和承载力。此外，该地层容易发生较大融沉。所以在钻孔、冻结、开挖和冻融等各个施工环节中必须采取针对性措施，控制对地层的扰动，以减小地层变形与沉降。（3）结构施工环境较差通道结构承受的水压大，抗渗要求高。结构施工环境差，空间狭小，通道拱顶混凝土不易浇捣密实，防渗漏难度较大。旁通道施工将严格按设计图纸要求，确保工程质量，安全地完成施工任务，同时将冻结加固和开挖构筑引起的不利环境效应控制在地铁工程质量验收规范允许的范围内。2.2 冻土帷幕参数设计根据冻结加固设计，主要冻结参数见表2-1。2.3 冻结孔布置及主要参数据冻结加固设计，旁通道布置60个冻结孔。在对侧隧道附设冷冻排4圈。冻结管和冷冻排长度分别为550m和66m，总长度为616m。根据设计的冻结孔间距、冻结温度和盐水流量估算，冻土帷幕交圈时间为2025天，积极冻结40天时，水平通道冻土帷幕侧墙厚度可达到1.8m，拱顶厚度可达到2.3m，喇叭口处可达到1.6m，满足设计要求。冻结孔布置、冻结孔开孔位置见附图2和附图3。表2-1 主要冻结施工参数一览表序号参 数 名 称单 位数量备 注1冻土墙设计厚度m1.62冻土墙平均温度-10开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交接处温度不高于-83积极冻结时间天404冻结孔个数个605冻结孔开孔误差控制mm1006设计最低盐水温度-28冻结7天盐水温度达-18以下7单孔盐水流量m3/h38冻结管规格mm898低碳钢无缝钢管9测温孔个18深度26m，管材同冻结管10卸压孔个数个411冻结管总长度m616包括冻结孔、冷管12冻结总需冷量万kcal/h6.2工况条件13冷冻排管排4间距400mm，324无缝钢管，对侧隧道上沿通道外围冻结壁敷设。3 冻结施工3.1 冻结施工流程冻结施工流程见图3-1。施工准备施工机房、基础冻结站安装冻结器安装冻结孔钻进盐水系统安装、保温充R22、化Cacl2、试运转积极冻结探 孔开挖构筑封孔、注浆撤 场监 测设备保养维护冻结图3-1 冻结施工流程图3.2 冻结施工准备1、提前供电到旁通道施工场地附近，并清理隧道及施工场地，保证施工通行顺畅。2、在下行线隧道内铺设两根2管路至旁通道施工工作面，用于冻结孔打钻供水、排污和冻结时的供、排水。在宜山路站端头井中安装流量40m3/h潜水泵1台，在施工工作面安装流量40m3/h的排污泵1台。3、安装两台7.5kw的轴流风机，用于隧道通风。4、安装冻结孔施工升降架。5、用18#工字钢搭建长约50m宽2.8m的钻孔和冻结施工平台，上铺厚5cm、长23m的木板。6、施工设备进场，合理安排施工设备运抵安装地点的时间顺序。7、冻结孔定位。3.3 冻结孔施工3.3.1 冻结管、测温管和供液管规格冻结管选用的898mm低碳无缝钢管，单根管材长度以1.52m为宜，采用内结箍对焊连接。供液管采用1.5焊接钢管；测温管选用1吋钢焊管制成。3.3.2 夯管设备选用H190型夯管机1台，6m3/min空压机1台，电机总功率为37kw。3.3.3 冻结孔质量要求根据施工基准点，按冻结孔施工图布置冻结孔。孔位偏差不应大于100mm。冻结孔夯进深度根据图纸尺寸不小于设计值，最大偏斜不大于150mm（冻结孔成孔轨道与设计轨道之间的距离），冻结孔偏斜采用经纬仪灯光测斜。3.3.4 冻结孔开孔管片上冻结孔开孔采用120mm金刚石取芯钻。每个钻孔安装孔口管，孔口管用1215mm无缝钢管加工，孔口管头部加工250mm长的鱼鳞扣，安装时在鱼鳞扣外面缠绕麻丝。钻进时，在孔口管尾端连接孔口密封装置。安装孔口管时管片要留100mm以上的保护层。如冻结孔位置为钢管片，则将孔口管直接焊接在钢管片上。冻结孔开孔采用二次开孔工艺。3.3.5 冻结管夯进与冻结器安装1、按冻结孔设计方位要求固定夯管机导轨，调整夯管方向。2、压紧孔口密封装置，打开孔口阀门，开始夯管。3、为了保证夯管精度，开孔段是关键。夯进前2m时，要反复校核冻结管方向，调整夯管机位置，并用精密罗盘或经纬仪检测偏斜无问题后方可继续夯进。4、冻结管下入孔内前要先配管，保证冻结管同心度。夯好冻结管后，用测斜仪进行测斜，然后复测冻结孔深度，并进行打压试漏。冻结孔试漏压力不低于0.8MPa，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。对于上仰的冻结孔，可以安装供液管后再打压，或者适当延长稳压时间。5、冻结管安装完毕后，截去露出隧道管片的孔口管，并密封冻结管与孔口管的间隙。6、在冻结管内下入供液管。供液管底端连接0.2m长的支架。然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。7、冻结孔成孔后立即进行孔口注浆，然后拆卸孔口密封装置。3.4 冻结制冷系统安装3.4.1 冻结制冷设备选型与管路设计1、选用YSLGF-300型冷冻机组2套，当盐水温度为-28，冷却水温度28时，每套机组的最大制冷量约为 86000kcal/h。每套冷冻机组电机总功率为102 kw。2、选用200S42A盐水循环泵2台(其中1台备用)，流量198m3/h，扬程43m，电机功率37kw。3、选用IS125-100-250冷却水循环泵2台，每台流量100 m3/h，扬程20m，电机总功率22kw； DBNL3-50型冷却塔3台，电机总功率12kw。4、设盐水箱一个，容积6m3。5、盐水干管和集配液管均选用1595mm无缝钢管或1595mm焊管，集、配液管与羊角连接选用1.5高压胶管。6、冷却水管用1334mm焊管。7、冷冻板用1.5钢焊管加工。8、在冷冻机进出水管上安装温度传感器，在去、回路盐水管路上安装压力、温度传感器和控制阀门。9、在配液圈与冻结器之间安装阀门二个，以便控制冻结器盐水流量。10、在盐水管路的高处安装放气阀。11、在去路盐水干管上安装控制阀。12、冻结制冷施工冷却水用量为15 m3/h，最大总用电量约280kw。13、其它(1)冷冻机油：选用N46冷冻机油。(2)制冷剂：选用R22制冷剂。(3)冷媒剂：用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。盐水比重为1.2601.265kg/m3。3.4.2 冻结站布置与设备安装冻结站设在宜山路站接收井，用盐水干管输入旁通道位置，盐水干管总长度约1100m。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。3.4.3 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，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。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管。冻结孔每35个作为1组进行串联，串联尽量应间隔进行，应以每组冻结孔总长度相近为宜。冷冻机组的蒸发器及低温管路保温用软质泡沫塑料。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。3.4.4 溶解氯化钙和机组充氟加油先在盐水箱内注入约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得太满，以免高于盐水箱口的冻结管盐水回流时溢出盐水箱。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。3.4.5 隧道管片保温旁通道位置上行线隧道管片内设冷冻排管，在冷冻排管的外侧用厚度为50mm聚乙烯保温层保温。保温范围：沿隧道轴向为冻土与隧道管片的交界面；沿隧道环向为靠近旁通道的二分之一圆周。3.5 积极冻结与维护冻结3.5.1 积极冻结设备安装完毕后进行调试和试运转。检查确认电路系统、冷却水循环系统、盐水循环系统运行参数正常后才开冷冻机。冷冻机先空转13h，观察运转是否异常。在试运转时，要逐步调节能量、压力、温度和电机负荷等各状态参数，使机组在有关设备规程和运行要求的技术参数条件下运行。冷冻站正常运转一周盐水温度降至-18以下，15天盐水温度降至-24以下，工作面处去、回路盐水温差不大于2，开挖时盐水温度降至-28以下。开始冻结后，要巡回检查冻结器是否有断裂漏盐水的情况发生，一旦发现盐水漏失，立即关闭阀门。并根据盐水漏失情况采取补救措施。在冻结过程中，每天检测去、回路干管盐水温度、冻结器回路盐水温度、盐水箱液位变化、冷却水温度，观察冻结器头部结霜是否有异常融化。在冻结运转初期，检测各冻结器的盐水流量，如发现检测流量小于设计要求，则应用控制阀门进行调节，或者加大盐水泵泵量，使其满足设计要求。每天检测测温孔温度，并根据测温数据，分析冻土帷幕的扩展速度和厚度，预计冻土帷幕达到设计厚度时间。3.5.2 开挖条件判定旁通道开挖时应该具备以下条件：（1）积极冻结时间达到设计值，盐水温度达到设计最低盐水温度。（2）根据测温孔测温结果计算，冻土帷幕温度和厚度达到设计值并写出分析报告。（3）泄压孔压力上涨超过7天，或打开泄压孔阀门后不再流水、流泥。（4）打探孔检查冻结效果，探孔位置选在孔间距较大处或冻结有异常处。（5）打开泄压孔确认无泥水涌出。（6）已按设计要求安装防护门（附图4），确认防护门启闭功能正常，接好供气管道。（7）完成隧道支撑加固。（8）准备好水泥、水玻璃等应急材料与设备。（9）做好开挖、支护、结构施工所需人员、材料等准备工作，保证设备能正常运行。（10）相关安全技术措施已落实，开挖报告已经履行审批手续。3.5.3 维护冻结在开挖和结构施工期间一般不允许提高盐水温度。从开挖到施工结构层前，盐水温度要保持不高于-28。维护冻结过程中，要与积极冻结时一样进行冻结施工监测，确保冻结系统运转正常，及时分析冻土帷幕的温度变化。在开挖过程中，每天监测暴露冻土帷幕的表面温度和位移量，如发现局部冻土帷幕温度较高、变形较大，可用串接管道泵的方法加大对应位置的冻结孔流量。开挖期间，不允许提高盐水温度和减小盐水流量。3.5.4 停止冻结浇筑完通道混凝土内衬后即可停止冻结，割除冻结管，并对冻结管进行充填和防渗处理；在不拆模板的情况下，及时进行充填注浆。4 开挖与构筑施工4.1 施工流程经探孔确认冻土帷幕已交圈并达到设计厚度后即可进行旁通道的开挖与构筑施工。开挖构筑施工流程为：积极冻结运转同时进行开挖构筑施工准备钢管片接缝焊接隧道预应力支撑安装探孔试挖，打开洞口钢管片通道掘进与支护层施工施工防水层通道钢筋混凝土结构层施工跟踪注浆。4.2 施工准备4.2.1 水、电和场地1、供水：采用冻结孔施工时的供水系统（用于喷射混凝土施工），水量5m3/h；2、供电：用电量约74kw； 3、道路：利用已有隧道施工道路；4、在工作井附近提供100m2左右场地，用于施工材料和渣土存放。4.2.2 提升运输 端头井提升采用行车或汽吊，隧道内运输采用手推车。4.2.3 隧道内工作平台搭设按旁通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一个斜坡道构成。在旁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。在旁通道运输侧，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。在中间平台的另一侧搭设材料设备平台，平台面可低于中间平台0.3m，面积为4.5m8 =36m2。平台梁用长4.5m,间距为2m的16#槽钢，直接搭在混凝土管片上，台面用50mm厚木板铺盖。 4.2.4 金属管片接缝焊接将旁通道口部的金属管片之间（欲拉开的管片除外）接缝采用满焊的方式将每条拼装缝一一焊接好，以提高其整体性。焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。4.2.5 隧道预应力支撑安装开挖之前，需在通道开口处隧道中设置预应力隧道支架，以减轻旁通道开挖构筑施工对隧道产生不利的影响。下行线隧道内支架型式见附图5（上行线内支架型式需满足电机车通行需要，在施工前由设计院另行设计出图，届时将按新图纸进行加工、安装）。在上下行线隧道旁通道口两侧各架两榀，分别安装在旁通道预留洞口两侧的第一条隧道管片环缝处，两榀钢支架间距2.4m，架设时有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧，每榀支架有7个支点，由千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶的顶力不大于100kN，各个千斤顶的顶力基本均匀。定期检查千斤顶压力情况，发现卸压或漏油等情况及时处理。根据实测隧道收敛变形调整各个千斤顶的顶力，收敛大的部位千斤顶顶力大，不收敛的部位千斤顶不加力。由于旁通道施工与上行线隧道同时施工，上行线隧道内的预应力支架进行适当改制，改制型式根据设计院补充图纸实施，满足电机车正常运输的净空要求（1.8m3.0m）。4.2.6 通风排水系统利用2台7.5kW轴流风机通风与隧道排水系统。4.3 开挖施工根据工程结构特点,旁通道开挖，采取分区方式进行施工，施工顺序如图4-1所示。开挖采用短段掘砌技术,开挖步距控制在0.5m；开挖断面超挖不大于30mm，开挖中心线偏差不大于20mm；冻结壁暴露时间不大于24h，冻结壁暴露面收敛不大于20mm。由于冻土强度高，韧性好，普通手镐无法施工，需采用风镐掘进。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短冻土暴露时间，风镐尖需做特殊处理。另外，在冻土中掘进，环境温度在0以下，输风管路及风镐中的冷凝水容易结冰，影响风镐的正常工作，每个掘进班配备34把风镐，以避免风镐不能正常工作而影响施工进度。 在掘进施工中根据揭露土体的加固效果及施工监测信息，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土墙进行保温，保温材料为50mm厚泡沫塑料板。图4-1 旁通道开挖顺序图4.4 开管片加固土体强度达到设计要求及准备工作就绪后即可打开钢管片。钢管片可以用千斤顶及手拉葫芦拉开。开管片时，准备2台32t千斤顶、5t和2 t手拉葫芦各一个。两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根横梁同钢管片直接相连，通过顶推横梁向外推拉钢管片，5t葫芦作为主拉拔管片用，一端钩住欲拆管片，一端套挂在对面隧道管片上，水平方向加力向外（隧道内）拉拔管片。2t葫芦悬吊在欲拆管片上方管片上，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。在用千斤顶及5t葫芦拉拔期间要注意观察管片外移情况，并随时注意调整2t葫芦拉紧程度和方向。因管片锈蚀拉出困难时，应用大锤锤振管片，减小拔出拉力。4.5 土方开挖土方开挖是按照前面提到的施工工序进行。由于土体采取冻结法加固，冻土强度较高（46Mpa），冻结壁承载能力大，因而开挖时（除喇叭口侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖，开挖步距视土体加固情况，一般控制在0.5m。人工开挖采用风镐。由于通道中冻土温度较低，风镐中空气中的水凝结成冰屑经常积集在管子的接头或进风口处，堵塞管路。拟采取措施的措施是把风管悬吊起来，每隔12小时向风管内注入酒精，防止冰屑的出现，保证施工的顺利进行。开挖断面严格按照施工图进行，尽量避免超挖。4.6 临时支护土方开挖过程中,要对暴露段的土体及时施加支护层, 它一方面对冻结壁起到保温和隔热的作用,另一方面能承受冻土压力和控制冻结壁的位移。旁通道临时钢支撑结构案设计要求实施，旁通道支撑为直腿圆拱封闭框架，其中水平通道部位用18#工字钢，喇叭口处用20#工字钢。为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架的间排距与通道的开挖步距相对应为0.5m, 相邻支架间加设纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。钢支撑与冻土之间加木背板，木背板厚度为5cm，木背板后空隙用砂充填满。钢支撑外挂6200钢网，然后喷射C20喷射混凝土，通道部位230mm厚，喇叭口处250mm。立好金属支架后施工C20喷射混凝土。喷射混凝土应分层施工，每层厚度约5cm。在钢支撑后加木背板，并用黄砂充填密实。图4-2 支护层结构示意图在铺设防水层前，按设计尺寸层找平支护层。 在开挖和支护层过程中，根据冻结壁位移监测情况，调整开挖步距和支护强度，以确保施工安全。4.7 止水带施工喇叭口部位全部刷扩至设计尺寸,支护层完成后，即可进行止水带施工。止水带是用粘接剂沿着支护层断面内侧直接粘到隧道管片上，粘接前必须对管片采用特殊溶剂进行清洗，止水带一定要粘牢，不能留有空隙。4.8 防水层施工按设计要求选择防水材料和铺设工艺。防水板材敷设基面需抹灰平整，并在防水板材内外侧均铺设土工布，以保护防水层不受损坏。防水层与管片之间用专用胶粘接。4.9 结构层施工结构层为钢筋混凝土结构。结构层厚度按图纸要求施工，先施工通道和喇叭口底板，再施工其侧墙，然后施工拱顶，混凝土等级为C30。由于拱顶结构的特殊性，通道顶板内的混凝土浇筑较为困难。采用人工和地泵共同浇筑混凝土。1、钢筋绑扎。钢筋间距严格按结构设计图纸进行绑扎，钢筋搭接部分应调直理顺，绑扎牢固，搭接部分长度应符合设计要求，在结构混凝土与钢管片接触部位应按规定焊接锚筋，且纵筋与钢管片搭接处采用T形焊接。2、立模板。模板选用钢模，模板就位前，在模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装模板，并检查模板的垂直度、水平度、标高、钢筋保护层的厚度以及结构内层尺寸。校正合格后，将模板固定。3、浇筑混凝土。结构层采用商品混凝土。混凝土由溜灰管输入端头井下手推车或直接装手推车提放井下，推至工作面用人工法将混凝土送入支好的模板内并用插入式振捣棒反复均匀振捣。每次浇筑混凝土时在现场用试模制成标准试块，用于检测混凝土强度及抗渗性。浇灌混凝土之前埋设注浆管。5 关键施工技术措施5.1冻结水平孔施工技术措施采用二次开孔方法开孔并安装孔口密封装置，防止冻结孔穿透隧道管片时和夯管时孔口涌水喷砂。施工流程为(参见图5-1)：用较大口径的金刚石取芯钻在管片上钻进250mm左右埋设孔口管固定孔口管在孔口管上连接闸阀和类似轴封的密封装置用较小口径的金刚石取芯钻透隧道管片移走开孔钻机，关闭阀门。图5-1 钻孔开孔示意图 用夯管法或跟管钻进法下冻结管，夯管和钻进时安装类似轴封的孔口止水装置，参见图5-2。对于需要穿透对侧隧道管片的对穿冻结孔，则先用夯管法下套管，深度至对侧隧道管片表面，再用钻进法在套管中钻透对侧隧道管片，然后再用夯管法下入冻结管。跟管钻进时，钻头部位安装逆止阀，防止泥、水通过冻结管回流。夯管施工工序为：用较大口径的金刚石取芯钻在管片上钻进250mm左右 埋设孔口管 在孔口管上连接闸阀和类似轴封的密封装置 用较小口径的金刚石取芯钻透隧道管片 移走开孔钻机，关闭阀门 在孔口密封装置中插入头部封闭的冻结管，压紧孔口密封装置 打开阀门，夯进冻结管。下完冻结管后，对冻结管与孔口管、套管的孔隙和孔口附近地层进行注浆充填。图5-2 夯管施工示意图 确保夯管锤或钻机固定牢固，开孔段夯进方位准确，保证冻结管连接的同心度和不弯曲，并及时进行测斜，从而提高冻结孔的偏斜精度。采用灯光经纬仪测斜。 必要时采用补孔以保证冻结孔的终孔间距，以便按时形成冻土帷幕。 如发现冻结孔施工过程中有地层沉降，及时进行补偿注浆。5.2 地层冻胀和融沉防治措施 在冻土帷幕及附近未冻土中设泄压孔，通过释放泥水卸压消散冻胀力,最大冻胀力控制在0.4Mpa以下。 采取快速冻结，以减小冻胀量，同时也有利于冻融时的土体收缩。 冻土帷幕解冻时有少量收缩，从而使地层产生融沉。为了消除地层融沉引起的地面沉降，在隧道和旁通道衬砌上预留注浆管，采取跟踪注浆的方法加以补偿。 实时监测施工过程中地表、管线、建筑物和隧道结构的变形，分析、预计施工对地面建筑物可能产生的最终影响，为调整、确定冻结施工参数提供可靠依据。 如地面有条件，融沉注浆时视地面沉降情况可采取地面注浆的方式，以提高控制地层沉降的效果。5.3 保证冻土帷幕质量的技术措施 合理布置冻结孔，严格控制冻结孔开挖区外围的冻结孔间距。在旁通道顶部设三排冻结孔，以加大冻土帷幕拱部厚度，并使旁通道顶部的一排冻结孔穿越对面隧道顶部管片，确保冻土帷幕拱部与隧道管片间有足够大的接触面积。底部布置四排冻结管并冻实底板（参见图5-3）。 在与冻土帷幕交接的隧道管片内侧敷设冷冻排管和保温层，以确保冻土帷幕不存在影响安全的薄弱环节。除按常规对冻结管路做好保温工作，对靠近冻土帷幕附近的隧道管片表面必须加强保温。同时，尽可能减少隧道内空气对流，尤其是不能直吹冻土帷幕和与之接触的隧道管片。 加强冻结过程检测和控制。通过检测和控制各个冻结孔的盐水流量和盐水温度，使冻土帷幕快速均匀发展。在施工过程中，密切监测冻土帷幕温度、支护层温度和变形、冻土帷幕内孔隙水压和地面及隧道变形等，并根据监测结果判断冻土帷幕质量是否满足设计要求。必要时可以通过调整冻结时间、冻结盐水温度和盐水流量加以控制。 为了保证施工安全性，为预防冷冻机组停机，将采取以下措施：选用可靠的冻结施工机械，安装足够的备用设备。图5-3 冻结孔布置方式5.4 开挖和构筑技术措施 开挖前对旁通道两侧隧道管片采用预应力支撑加固，并根据隧道变形情况用千斤顶给各支撑点施加预应力，下行线参见图5-4，上行线因需要过轨道车，参照设计院新设计预应力支撑图（待出）。同时对钢管片接缝进行焊接。图5-4 隧道预应力支撑结构示意图 设计强度与刚度较大的18#工字钢或20#工字钢+喷射混凝土临时支护结构，根据冻土帷幕稳定性监测情况，可以调整支护步距并增加内支撑，采取随掘随支的作业方式，以控制冻土帷幕变形。 采取分步开挖，先开挖水平通道，然后刷大喇叭口。 在开挖工程中对冻土帷幕表面温度和收敛进行量测，根据测量结果调整开挖步距及支护强度，以避免因冻土帷幕变形过大而引起冻结管断裂的问题。冻土帷幕暴露时间不大于24h，暴露面位移不大于20mm。 开挖后及时对冻土帷幕进行保温。方法是在暴露的冻土帷幕表面敷设保温板，在钢支撑外侧加木背板。 在整个施工过程中，严密监测地面建筑物和隧道变形，确保地面建筑和隧道安全。6 充填注浆和融沉注浆注浆分充填补偿注浆和融沉注浆，充填注浆管分别预埋在木背板与冻土之间，在拱顶部的支护层与结构层之间，预埋注浆管以充填顶部的空隙。融沉注浆利用预埋在木背板与冻土之间的注浆管和隧道管片预留的注浆管，根据监测数据和冻土融化情况随时进行注浆。6.1注浆孔布置通道沿纵向布置三环，各断面数量均为6，两个喇叭口各布置一环，各断面数量均为7个，共计32个，见图6-1所示。(a) 注浆孔预留平面示意图 (b) 预留注浆孔剖面图图6-1 注浆管布置示意图6.2 注浆管预埋在开挖临时支护时，预埋1.5寸注浆管，深度至木背板后，做永久结构时，接长至结构表面，注浆管中间部位焊接止水钢板，端部留管箍接头，并堵死。模板拆除后，凿出注浆管，接上阀门即可注浆。6.3 充填注浆充填注浆在冻结停机后5天内进行并不拆除模板。注入单液水泥浆，水灰比0.8:1。注浆压力不大于0.5MPa。注浆方式为自下而上，先打开所有阀门，注底层注浆孔，待上一层注浆孔返浓浆时，停止本层注浆，进行上一层的注浆。顶部的5排注浆孔在最后完成，其注浆量也较大，每孔注浆量约为2m3。充填注浆分为23次进行，总注浆量约为15m3。6.4 融沉注浆（1）注浆方式冻结壁的融化是从外壁和内壁两个方向同时进行的。外层注浆主要利用隧道内预留的注浆孔以及部分穿透冻结壁的注浆孔注浆；内层应用旁通道内预留的注浆孔注浆，见图6-2。(a) 外层注浆冻结壁外层注浆在结构施工结束后，根据地表监测情况，适时用风钻从隧道管片预留注浆孔或预埋注浆管内钻孔，钻孔深度为穿透冻结壁（不小于1.6m），然后插入32注浆管，孔口接上特制的孔口密封装置，分层注浆。(b)内层注浆在结构层混凝土强度达到80%时即可根据地表沉降变化量进行跟踪注浆。先直接利用预埋管注浆，然后逐渐由里向外，插入32注浆管注浆，控制融沉量。图6-2 内外层注浆示意（2）注浆原则及参数冻融注浆应结合监测进行少量、多次复注。注浆压力小于0.5MPa，单孔单次注浆量0.20.5m3，单遍注浆量7m310m3。双液浆配比为：水泥浆水灰比0.8:1，水玻璃3040波美度，模数2.83.2，将水玻璃加12倍水稀释后使用。水泥浆：水玻璃（体积比）为1：1。双液浆初凝时间为不大于1分钟。当天地层沉降大于0.5mm或累计地层沉降大于3mm时进行融沉补偿注浆，地层隆起达到3mm时暂停注浆。（3）注浆顺序注浆顺序由下而上。使浆液均匀由结构底部向上部扩展，提高注浆效果，改善结构受力状态。隧道底部管片预留孔通道喇叭口。（4）注浆结束标志冻融注浆根据地表或建筑物沉降监测值，适时跟踪注浆。当冻结壁已全部融化、地表和隧道变形持续1个月每半个月不大于0.5mm，即可停止融沉补偿注浆。地表变形量控制在+10mm-30mm范围内。6.5 注浆安全措施（1）严格控制注浆压力和注浆量不超过设计范围，结合监测数据，按照少注多次的原则，逐步控制地层沉降趋于稳定。（2）注浆管端部的接头丝扣应检查完好无损，阀门密封可靠，在出现孔口喷泥水时能及时关闭。并准备一些木楔，在丝扣失灵或阀门关闭不严时能堵塞孔口。（3）注浆时监测隧道收敛变形，保证在注浆压力作用下变形量在设计允许范围内（+10-30mm）。6.6 注浆设备主要注浆设备及用具如下：KBY双液注浆泵 1台 手压注浆泵 1台搅拌机 1台 储料桶 3个混合器 2套7 施工进度及资源配置计划7.1 施工进度计划施工工期安排为：施工准备期：10d（2007年1月15日2007年1月24日）冻结孔施工，同时进行冻结站安装：16d（2007年1月25日2007年2月9日）积极冻结40d（2007年2月10日2007年3月21日）开挖和结构施工、同时进行维护冻结40d（2007年3月22日2007年4月30）另外，预计融沉跟踪注浆约为90天，主要在隧道内进行。7.2 劳动力配备计划旁通道施工的劳动力配备计划见“劳动力配备计划表”。打钻工先进场进行施工准备。开钻后冻安工进场进行冻结系统安装。开冻后部分冻安工进行开挖施工准备。冻土帷幕交圈后掘进工进场，进行开挖和构筑施工。开挖、构筑完毕后，留35人进行地层跟踪注浆，其余全部撤场。同时施工最多人数为68人。详见表7-1。表7-1 劳动力配备计划表序号岗位工种人数序号岗位工种人数一管理人员10二作业工人731主管11钻工152副主管12制冷综合工123技术负责人13掘进工334施工员34电工25质量员15焊工36安全员16机修工37材料员17普工68经济员187.3 水、电供应计划旁通道施工的水电用量见表7-2。冻结钻孔施工和冻结站安装期间用电约为74kw，用水约5m3/h。积极冻结时最大用电量约为280kw，开挖用电量约为74kw，旁通道施工最大用电量347kw。冻结运转期间新鲜冷却水补给量约15m3/h。7.4 设备与材料供应计划打钻和冻结施工设备分别按各自计划工期提前到达施工现场。通用材料和设备易损配件准备齐全。施工专用材料提前2天准备到位。需特殊加工的专用设备器件提前加工以满足施工工期及质量的要求。旁通道施工的设备及材料消耗见表7-3、表7-4、和表7-5。表7-2 水、电供应表序号设备名称型号单位每台耗量设备台数合计备注一打钻、安装用电量kw67空压机6m3/minkw37137电焊机等30二冻结用电量kw280冷冻机YSLGF300kw1022204盐水泵200S42Akw37137清水泵IS125-100-250kw11222冷却塔DBN3-50kw3412风机7.5kw7.5215三开挖用电量kw74电焊机kw30空压机6 m3/hkw37137混凝土喷射机kw717四冻结用水量m3/h15新水补给表7-3 主要冻结施工设备供应明细表序号名 称型号规格单位数量一打钻1空压机6 m3/h台12夯管锤H190台24经纬仪台15电焊机BS-400台26试压泵台17套丝机台1二冻结1冷冻机YSLGF300台22冷却塔DBNL-50台43盐水泵200S42A台24清水泵IS125-100-250J台25测温仪自制台36电磁流量计150mm台17抽氟机台1三其它1配电柜台42轴流风机7.5kw台33排污泵流量40m3/h台24潜水泵流量40m3/h台1表7-4 冻结施工材料用量供应计划表序号名 称型号规格单位数量备注1无缝钢管898mmm900冻结管、测温管2焊管1.5900供液管等3金刚石钻头120mm个204孔口密封装置120mm套605无缝钢管1595mmm150盐水管路6无缝钢管1335mmm50清水管路7氟里昂R22kg6008冷冻机油N46kg4009氟化钙t810增压橡胶管2m12011钢板4mmm235盐水箱和清水箱12重铬酸钠kg3013氢氧化钠kg2014截止阀150mm 个415100mm个2161.5个8019逆止阀150mm个220法兰150副3021125副1022角钢5050mmm50管架等23脚手架管m1200冻结站平台24方木200200mmm32.0设备基础25木板60mmm312.0钻机及冻结站平台26保温材料15950mm m150276020mm m300表7-5 开挖构筑施工主要设备及材料用量表序号名 称型号规格单位数量备注一主要设备1插入式振捣器台22空压机6 m3台13水泵2”台24电焊机台25混凝土喷射机台16风镐把67绞车2t台18双液注浆泵台19圆盘锯台210电锯台111手推车辆1012经纬仪台113水准仪台114混凝土强度拔出仪台115应变仪台116压力盒个2017手拉葫芦5t,2t,3t,1.5t个各118千斤顶(32t)个24二主要材料1C30混凝土m31201水泥32.5t152中砂63石子m3104工字钢18#t125工字钢20#t56槽钢10#t27槽钢5#t28钢网m22909方木150X150m3101016钢筋16t121112钢筋12t51220钢筋20t51325钢筋25t0.614板材50mmm3128 施工平面布置打钻和开挖施工在下行线隧道内进行。冻结和开挖施工作