盾构始发和接收冻结法地基加固工程

1、精选优质文档-倾情为你奉上南京地铁三号线TA09标常府街站大行宫站区间盾构始发和接收冻结法地基加固工程施 工 方 案中煤隧道工程有限公司二一三年五月目 录专心-专注-专业1 编制依据(1)煤矿井巷工程施工规范(GB50511-2010)；(2)煤矿井巷工程质量验收规范(GB50213-2010)；(3)旁通道冻结法技术规程(DG/TJ08-902-2006)；(4)钢结构设计规范(GB50017-2003)；(5)地基处理技术规范(DBJ08-40-90)；(6)地下铁道工程施工及验收规范(GB50299-1999)；(7)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)；(8)建筑变形测量规范(

2、JGJ/T8-97)；(9)市政地下工程施工及验收规程(DBJ08-236-1999)；(10)市政地下工程施工及验收统一标准(DJG08-236-1999)；(11) 其他相关国家和南京市工程建设标准强制性条文及安全文明施工规范；(12)南京地铁3号线D3TA309标工程实施性施工组织设计方案及相关图纸及地质资料（中铁五局集团有限公司南京地铁三号线D3-TA09标项目经理部）。2 工程概况本标段区间包括常府街站接收和常府街站大行宫站区间始发接收。区间盾构隧道断面型式为圆形，内径5.5m，外径6.2m。常大区间线路起讫里程为K23+546.809 K22+791.825，长度754.984m，

3、覆土厚度约9.44m17.9m。常府街站地下连续墙厚度为0.8m，内衬墙厚度为0.7m；大行宫站地下连续墙厚度为1m，内衬墙厚度为0.8m。根据盾构总体工筹安排，本工程两台盾构机从夫子庙站北端先后始发，过常府街站，在大行宫站南端盾构井接收（如图2-1所示）。为了保证盾构始发和到达时的施工安全及施工顺利进行，需对盾构始发和到达端头进行地基加固。加固范围包括：常府街站南端（到达端）、常府街站北端（二次始发端）、大行宫站南端。图2-1 盾构掘进示意图端头井洞门处工程地质及水文地质概况如下：常府街站大行宫站区间始发和接收端头区域地质情况十分复杂，根据相关岩土工程详细勘察报告：常府街站南端隧道顶部埋深9

4、.82m，顶部为-3d3-4粉砂，洞身及底部为-3b4+c3粉质粘土、淤泥质粘土夹薄层粉土。常府街站北端隧道顶部埋深9.44m，全断面为-3b4+d3粉质粘土与粉砂互层。在大行宫站南端设计有单独的盾构吊出井，吊出井端头处隧道顶部埋深15.84m，顶部为-3d3粉砂，洞身为-3b4+d3粉质粘土与粉砂互层、-4d2粉砂，底部为-4d2粉砂。3 施工方案的确定和设计原则针对各盾构井端头实际情况，各端头地基加固均采用水泥系加固+辅助冻结的方法。表3-1：端头加固方法及范围位 置加固方法加固范围（加固长度；外径两侧宽度；顶部范围；底部）（左/右线）常府街站盾构到达端头850600×600三轴

5、搅拌桩+旋喷桩封堵+垂直冻结+(钢套筒接收)6m；3m；3m；3m常府街站盾构始发端头850600×600三轴搅拌桩+旋喷桩封堵+水平冻结9m；3m；3m；3m盾构吊出井盾构到达端头850600×500三轴搅拌桩+旋喷桩封堵+水平冻结+(钢套筒接收)6m；3m；3m；5m/6m大行宫站南端盾构吊出井及常府街站南端地质条件差，均有粉砂层、承压含水层。因此，除了盾构到达前地基加固外，盾构吊出井及常府街站南端盾构到达采用钢套筒接收方案，以保证到达端头的安全。1） 常府街站南、北端头 该处盾构到达地质条件差，上下均为粉砂层，中间为粉质粘土、淤泥质粘土夹薄层粉土，下层粉砂含水层具有承

6、压性。该处环境风险大，施工场地较小。由于地处火瓦巷与太平南路交叉口，为保证基本的交通疏导，只能在有限范围内围挡，因此水泥系加固长度设计为6m。根据现场施工工况南北端头接收始发均采用水平冻结。根据各方因素，此处采用水泥系及冻结法加固地基。受车站结构限制，不宜进行盾构水中进洞，而采用盾构钢套筒接收。2）大行宫站南端头该处盾构到达地质条件差、地下水位高。且盾构直接通过含承压水的粉砂层，盾构接收风险极高。采用水泥系及冻结法加固基地。该处加固受太平南路下给水管线影响，水泥系加固长度限制为6m。为阻断洞门下部粉砂层涌水涌砂通道，该处地基水泥系加固深度至粉砂层下部的粉质粘土层中1.5m，既左、右线加固至隧底

7、下5m和6m，且采用洞门水平冻结。根据TA-09标工程筹划，为恢复左线交通，盾构吊出井左线结构顶部封闭，现阶段已完成竖井KL3施工，路面恢复交通后没有地面垂直冻结场地只能采取水平冷冻，根据结构形式，亦不能对盾构井进行回填水土及水土清理的施工。因此该处不宜进行盾构水中进洞，而采用盾构钢套筒接收的方案。 冻结施工方案设计着重从以下几个方面进行考虑：(1) 冻结壁的厚度、强度必须满足盾构始发和接收时土体的稳定性要求和封水性要求。(2) 始发时外圈冻结孔深度应使盾构机在冻结壁内完成一道注浆封闭环，确保盾构始发和接收的安全。(3) 在保障安全的前提下，尽量减少冻结壁体积，以减轻冻胀融沉对周边建筑物及地下

8、管线的影响，对可能受影响的构筑物采取有效的保护措施。(4) 施工方案应符合现场实际条件，具有良好的施工可行性和可操作性，满足安全施工、文明施工、环境保护及节能要求。(5) 施工方案应在满足工程要求工期的条件下具备优化能力。(6) 施工方案应科学合理，施工计划安排合理完整，劳动力安排、施工机具设备配备充足合理。4 冻结加固方案设计4.1 冻结壁厚度的确定设冻结壁平均温度为-10，冻土抗压强度压=3.6MPa，抗拉折强度拉=2.0MPa，抗剪强度剪=1.6MPa。洞口采取板状冻结方式加固。冻结加固体在盾构始发和接收破壁时，和水泥系加固体共同起到抵御水土压力、防止土层塌落和泥水涌入工作井的作用。该冻

9、结加固体，其承受的荷载、计算模型及冻结管布置的示意图如图4-1所示：图4-1 水平冻结加固体荷载计算模型及冻结管布置示意图1、计算水土压力常府街站接收洞口的顶部埋深分别为9.82m，当开洞直径为6.7m时，洞口的底缘深度分别为16.52m。则按重液公式P=0.013HMPa计算得到水土压力分别为0.21MPa。常府街站始发和大行宫站接收洞口的顶部埋深分别为9.44m、15.84m，当开洞直径为6.7m时，洞口的底缘深度分别为16.14m、22.54m。则按重液公式P=0.013HMPa计算得到水土压力分别为0.21MPa、0.29MPa。2、假定冻结加固体为整体板块承受70%水土压力，运用日本

10、计算理论计算加固体的厚度：，计算得冻结壁厚度分别为1.81m（常府街接收）、1.81m(常府街始发)、2.14m(大行宫接收)。表4-1 运用日本计算理论的数据及结果项目冻土平均温度T()冻土抗弯拉强度(MPa)水土压力P(MPa)开挖直径D(m)载荷系数安全系数K冻结壁厚度h(m)常府街站接收-102.00.156.71.33.01.81常府街站始发-102.00.156.71.33.01.81大行宫站接收-102.00.216.71.33.02.143、运用我国建筑结构静力计算理论公式进行验算：圆板中心所受最大弯曲应力计算公式为表4-2 运用我国建筑结构静力计算理论计算数据及结果项目水土压

11、力P(MPa)开挖直径D(m)冻土泊松比计算冻结壁厚度h(m)计算得加固体最大弯拉应力max(MPa)冻土弯拉强度(MPa)安全系数K常府街接收0.156.70.351.810.652.03.1max<-10常府街始发0.156.70.351.810.652.03.1max<-10大行宫接收0.216.70.352.140.642.03.1max<-104、剪切验算加固体厚度沿槽壁开洞口周边验算加固体剪切应力表4-3 剪切应力验算数据及结果项目水土压力P(MPa)开挖直径D(m)计算冻结壁厚度h(m)最大剪切应力max(MPa)冻土抗剪强度-10(MPa)安全系数K常府街站接

12、收0.156.71.810.141.611.53max<-10常府街站始发0.156.71.810.141.611.53max<-10大行宫接收0.216.72140.181.69.73max<-10综合以上计算结果并结合我公司类似工程冻结施工经验，考虑水泥系加固效果，选择6个洞门内圈冻结壁厚度统一为2.0m，外圈冻结长度统一为3.5m(冻结壁厚度为1.6m)，可确保迎头稳定，防止涌砂涌水发生。4.2 冻结孔布置根据总包要求、设计冻结壁厚度和槽壁厚度，单个洞门冻结孔布置见表4-1及图4-2。表4-4 水平冻结孔布置参数表序号圏径（mm）孔数(个)孔间距（mm）孔深（m）进入土

13、体（m）外圏8000308055（5.3）3.53圏5400161033.42.8（3）22圈270081032.72.8（3）21圈12.8（3）2合计220（234）备注：孔深一栏中括号内数据为大行宫站冻结孔尺寸，其他为常府街冻结孔尺寸。图4-2 冻结孔布置图4.3 测温孔布置为准确掌握冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结壁与槽壁交界面温度和冻结情况，常府街站接收、始发及大行宫接收每个洞门在冻结孔最大终孔间距界面处共布置5个测温孔， T1T2测温孔深2.8（3）m，T3测温孔深4.3（4.5）m，T5T6测温孔深5（5.3）m。4.4 冻结制冷系统设计(1) 冻结需冷量冻结管的散热系数取250

14、kcal/m2h，冷量损失系数取1.3，采用Q=dHKmc，得常府街站接收、始发每个洞门冻结需冷量为：2.00万kcal/h，大行宫站接收每个洞门冻结需冷量为2.13万kcal/h。(2) 单个洞门冻结制冷设备选型冷冻机组选用YSLGF300型2台，运行一台，备用一台。每组标准制冷量23.65万kcal/h，实际工况制冷量8.5万kcal/h，电机功率110kw。盐水循环泵选用IS150-125-400型2台，运行一台，备用一台，流量200m3/h，扬程32m，电机功率30kw。冷却水循环泵选用IS150-100-250型2台，运行一台，备用一台，流量100m3/h，扬程20m，电机功率11k

15、w。冷却塔选用KST-80RT型2台，运行两台，电机总功率8kw。(3) 各种管路选型盐水干管和集配液管均选用159×5mm无缝钢管，集、配液管与羊角连接选用2高压胶管。冷却水管选用127×4.5mm无缝钢管。水平冻结管采用20(Q235B)钢材的89×8mm的低碳无缝钢管，丝扣连接，单根长度12m；垂直冻结管采用20(Q235B)钢材的127×4.5mm的低碳无缝钢管；测温管均采用50×3mm的低碳无缝钢管。供液管选用40PVE管。(4) 其它盐水箱一个，容积4.5m3；冷却水箱一个，容积8m3。冷冻机油：选用N46冷冻机油。制冷剂：选用R2

16、2制冷剂。冷媒剂：用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。盐水比重为1.26。冻结制冷施工冷却水补充量为15m3/h。4.5 冻结加固主要技术要求(1) 各种钻孔施工开孔误差不大于100mm。钻孔最大偏斜值不得大于150mm，且所有钻孔均应进行终孔测斜，并绘制钻孔偏斜图和各钻孔位置成孔图，据此确定是否补孔及补孔位置。外圈孔不进入盾构开挖面。(2) 冻结管、测温管管材均采用20号优质碳素结构钢，其材料性能应符合优质碳素结构钢（GB/T699-1999、JB/T639-1992）规定，钢管质量应符合无缝钢管尺寸、重量（GB/T17395-1998）规定,并应有合格的质量检验证书。管路连接均采用外管箍焊接连接

17、，选择的外管箍材质应与连接管路材质相同。焊条采用E43系列，其质量应符合有关规定。(3) 冻结孔钻进深度不小于设计值，不大于设计0.5m。不能循环盐水的管头长度不得大于150mm。(4) 冻结管下放后应进行注入清水试压，试验压力为0.8MPa，经试压30min压力下降不超过0.05MPa，再延续15min压力不变为合格。(5) 施工冻结孔时的土体流失量不得大于冻结孔体积，否则应及时进行注浆控制地层沉降。(6) 设计积极冻结时间不小于40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-18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。如盐水温度和盐水流量达不到设

18、计要求，应延长积极冻结时间。(7) 积极冻结时，在冻结区附近200m范围内不得采取降水措施。在冻结区内土层中不得有集中水流。(8) 开挖区冻结孔布置圈冻结壁与地连墙交界处温度不高于8，其他部位冻结壁平均温度为10及以下。4.6 冻结加固主要技术参数单个洞门冻结施工主要技术参数见表4-3。表4-5 冻结施工主要技术参数表序号参数名称单位数量备注1冻结管设计有效长度m3.5/2.0外圈/内圈2冻结壁设计平均温度<-103冻结壁交圈时间天18204积极冻结时间天405外圈冻结孔个数/有效深度个/ m30/3.56中圈冻结孔个数/有效深度个/ m16/2.07内圈冻结孔个数/有效深度个/ m8/

19、2.08测温孔个数/有效深度个/ m5/3.5/2.09冻结孔开孔间距m0.8051.13510冻结孔最大偏斜值%1%11设计最低盐水温度-2812单孔盐水流量m³/h513冻结管规格mm8914测温管规格mm8915冻结管总长度m220（234）5 冻结加固始发和接收施工冻结站安装与钻孔施工同时进行，钻孔施工结束即可转入冻结器安装阶段。后再对土体进行加固冻结运转。具体施工工艺见下页图5-1。施工前的准备工作（进场、加工件组织）钻孔定位及开孔钻冻结管及测斜冻结管打压下冻结器冻结器连接冻结系统调试积极冻结盾构机始发和接收解冻封孔、注浆竣工验收开 机 冻 结冻 结 系 统 部 分 安 装

20、工 程 监 测拔除盾构机顶进范围内的冻结管用水泥砂浆预制块及快干水泥密闭封堵开槽破壁、安装止水环或钢套筒图5-1 冻结法施工工艺流程图5.1 施工准备(1) 要求提前供水、供电到施工场地附近，并清理施工场地，保证施工通行顺畅。(2) 按不同位置的冻结孔钻进要求，用1.5钢管搭建冻结孔施工脚手架，安装钻孔施工升降平台。(3) 施工设备进场。由于现场对施工影响大，应合理安排施工设备运抵安装地点的时间顺序。(4) 合同签定后，开工前进行加工件加工。5.2 冻结钻孔施工(1) 依据施工基准点，按冻结孔施工图布置冻结孔。孔位偏差不应大于100mm。(2) 使用MD-60A型钻机一台，扭矩2000N

21、83;M，推力17KN。选用BW-200/50泥浆泵一台，流量为200 l/min。钻机和泥浆泵总功率为45kw。钻孔前要安装孔口管及孔口密封装置。当第一个孔开通后，没有涌水涌砂可继续钻进，但以后钻孔仍要装孔口装置，以防突发涌水涌砂现象出现；若涌水涌砂较厉害，还应注水泥浆(或双液浆)止水。孔口管及孔口装置详见图5-2。图5-2 孔口管及孔口装置示意图(3) 利用冻结管作钻杆，冻结管采用丝扣连接，接缝要补焊，确保其同心度和焊接强度，冻结管达到设计深度后用丝堵密封孔底部，具体方法是利用接长杆将丝堵上到孔的底部，利用反扣在卸扣的同时，将丝堵上紧。(4) 按冻结孔施工方位要求调整好钻机位置，并固定好，

22、将钻头装入孔口装置内，并将盘根轻压在盘根盒内，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。(5) 为了保证钻进精度，开孔段是关键。钻进前2m时，要反复校核冻结管方向，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。(6) 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，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0.81.0MPa，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。(7) 在

23、冻结管内下入供液管。安装去、回路羊角和冻结管端盖。(8) 冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与孔口管之间的间隙，然后拆卸孔口密封装置。(9) 测温孔、施工方法与冻结管相同。5.3 冻结制冷施工5.3.1冻结站布置与设备安装根据现场情况冻结站可设在地面或端头井两层平台上。站内设备主要包括冷冻机组、配电柜、盐水箱、盐水泵、冷却水泵、冷却塔及冷却水池等。冻结站安装包括氟系统、盐水系统及冷却水系统安装，要求根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按井巷工程施工及验收规范要求试压、检查验收。设备安装按设备使用说明书的要求进行。5.3.2管路连

24、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。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，冻结管每23个一串联，串联尽量间隔进行，应以每组冻结孔总长度相近或每路盐水循环阻力接近为宜。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。在冷冻机进出水管上安装温度计，在去、回路盐水管路上安装压力表、温度传感器和控制阀门。在盐水管出口安装流量计。在盐水箱安装液面传感器。在去路盐水干管上安装单向阀。在盐水管路的高处安装放气阀。盐水和冷却水管路耐压分别为0.7MPa和0.3MPa。冷冻机组的蒸发器及低温管路、盐水箱、盐水干管

25、表面用50mm厚的聚氨脂保温材料保温。温度计、压力表和流量计安装要按有关规范进行。5.3.3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，盐水箱上部要设过滤网，然后，启动泵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。5.3.4积极冻结与停止冻结(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

26、规程和设计要求的技术参数条件下运行。在冻结过程中，每天检测盐水温度、盐水流量和冻土壁扩展情况，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。每天检测测温孔温度，并根据测温数据，分析冻结壁的扩展速度和厚度，预计冻结壁达到设计厚度时间。(2) 探孔与停止冻结实测冻结壁温度和厚度达到设计值后，打开探孔确认无泥水涌出，即可拔管始发和接收。若盾构还未达到始发和接收位置可进行维护冻结，但维护冻结盐水温度不宜高于-25。待盾构机始发和接收后即可停止冻结。5.4 盾构始发和接收施工通过测温孔计算，确定冻结帷幕交圈、冻结壁与槽壁完全胶结，并达到设计强度、厚度后，探孔观测无水，且探孔内温度在0以下已

27、结冰，经过四方验收合格后方可破槽壁盾构机始发和接收。盾构始发：连续墙部分凿除，预留的连续墙厚度不小于0.3m，确认冻结壁发展良好，开始拔出盾构机推进范围内的水平冻结管，并用预制水泥砂浆块及时充填不少于1.5m。槽壁完全破除，盾构机靠近冻结壁，最后实施盾构始发推进。盾构接收：连续墙部分凿除，预留的连续墙厚度不小于0.3m，盾构推进到离冻结壁1m处停止推进，槽壁完全破除，安装好钢套筒后，再将洞口内垂直冻结管拔出，最后实施盾构接收推进。左线接收采用水平冻结法，洞门内冻结孔管路安装时需集中在一处，钢套筒安装时在此处预留一块临时吊装口。盾构推进到离冻结壁1m处停止推进，槽壁完全破除后，拔出盾构机推进范围

28、内的水平冻结管，从临时吊装口吊出后封闭此口，最后实施盾构接收推进。冻结段推进过程中严格控制推进速度和压力。基本流程见图5-3。开始洞口内冻结管拔除槽壁破除留300mm探 孔盾构靠近冻土停止安装止水环或钢套筒破除槽壁最后一层钢筋盾构推进盾构始发和接收图5-3 盾构始发和接收流程图5.5 拔管施工利用人工局部解冻的方案，进行拔管，具体方法如下：利用热盐水在冻结器里循环，使冻结管周围的冻土融化达到50mm100mm时，开始拔管。见图5-4。(1) 盐水加热用一只2m3左右的盐水箱储存盐水，用1545kw的电热丝进行加热盐水。(2) 盐水循环利用流量为10m3/h盐水泵循环盐水，先用3040的盐水循环

29、5分钟左右，然后盐水温度逐步升高到5070的盐水循环达30分钟左右，当回路盐水温度上升到2530时，即可进行边循环边试拔。(3) 水平冻结管起拔水平冻结管利用48#大牙钳转动冻结管，用2吨手拉葫芦拔出冻结管（连同孔口管一起拔除）。手拉葫芦固定在搭设的脚手架上，冻结管范围内的脚手架须特殊加固使其与槽壁紧密连接便于力的传递。见图5-5。上述方法不能拔出冻结管时，利用两个32吨千斤顶架设在槽壁上，水平向外顶推冻结管，具体操作如图5-6。 图5-4 热盐水循环及盐水系统图图5-5 手拉葫芦拔管示意图图5-6 千斤顶拔管示意图 (4)起拔拔管顺序 a、拔管要在盾构机推进施工到冻土墙位置时开始，且盾构头部

30、距冻土墙不小于0.2-0.3m，以防影响拔管。b、先拔出内圈冻结管，不需完全解冻。外圈冻结孔仍保持冻结。c、在隧道范围内所有冻结管全部拔出后，盾构方可开始推进，防止盾构推进损坏外圈冻结管。d、待盾构机全部始发接收完成后，再割除外圈冻结管。 (5)其它 a、隧道外冻结孔可强制解冻。b、为防止融沉过大，要保证充填质量，必要时采取注浆充填(注浆材料采用比重1.2的水泥浆液，或采用细砂加水进行冻结管充填，后期跟踪注浆采用比重1.5的水泥浆液)。c、盾构接收前安装钢套桶时注意保护盐水供液管。5.6 盾构始发和接收注意事项（1）开洞前冻结壁厚度和平均温度必须达到要求；（2）开洞前洞圈内打水平探孔，探孔应无

31、水、泥沙流出；（3）冻结设备运转正常并有必要备用；（4）采取措施避免拔管时冻结管断裂。做好拔断后应急处理措施，拔管前应急设备应现场配备；（5）在盾构始发接收过程中，应随时监控冻土墙状况。（6）冻结管拔除后应及时按要求进行充填。（7）洞圈内冻结孔拔除后盾构进出洞不宜超过3天，以防冻结帷幕融化，影响其强度。（8）盾构推进到冻结区域如果停止推进应每隔10分钟转动刀盘一次，每次转动时间不少于5分钟，防止刀盘被冻住。 6 施工监测6.1 冻结孔监测包括冻结孔开孔位置监测、成孔偏斜监测、冻结孔耐压试验监测、冻结孔长度及供液管下放长度监测。6.2 冻结系统监测(1) 去、回路盐水温度监测：在去、回路盐水干管

32、上安装精密水银温度计。测量频率为每天1次。(2) 冻结器盐水温度监测：在每个冻结器回路上设数字温度传感器测量冻结器盐水回路温度。测量频率为每天1次。(3) 冻结器盐水流量检测：与集液圈并联盐水流量测量回路测量各冻结器的盐水流量。在开冻时检测，或在发生问题时检测。(4) 测温孔温度监测：每个深测温孔设2-4个测点，分别布置在冻结壁与槽壁交界处、槽壁后1m、测温管中部和测温管尾部。温度量测用仪表为多点半导体测温仪，精度为0.5。测量频率每天1次。(5) 冻结壁形成后的探孔监测：根据测温资料，计算冻结壁是否按设计要求形成，需要在洞门内进行探孔监测，即在洞门内开32的小孔，并下测温线监测其温度的变化，

33、监测频率为每6小时1次。在监测中其数据与推算的相同（接近0）说明整个冻结壁已形成，要是不一致，再反推算出冻结壁的发展情况。根据探孔情况，确定是否能够安全始发和接收。(6) 在盐水箱中安装液面监测、报警装置。(7) 冻结制冷系统工况的常规监测：冻结站各参数要求值班人员每4小时观察一次，作好记录。6.3 周边环境影响监测(1) 监测内容及范围为保护周边建筑物和地面管线，在冻结加固施工过程和结束后的融沉注浆过程中，监测地面及周围管线、建筑物沉降、隧道管片变形；监测范围为整个施工影响区域。施工前委托专业监测单位编制监测方案，并经有关方面批准后实施。(2) 监测频率及计划施工前5天进场布设监测点，施工前

34、3天测量各监测点的原始值，施工前1天提交各项监测的原始数据；施工开始，按方案进行常规监测。一般为：钻孔期间每天1次；冻结加固期间每3天1次；始发和接收期间每天2次；融沉注浆期间可根据监测数据变化情况适当调整，跟踪监测待地层稳定后结束监测。报警值按有关单位要求控制。7 施工组织与配套计划7.1 项目法施工项目法施工不但是实现施工企业组织结构合理化的重要手段，而且还是建立和完善施工管理制度的重要手段，故本工程实行项目法施工。(1) 机构设置及人员配置成立施工项目部，项目部设管理人员2人，技术人员2人。(2) 项目法施工实施措施项目实行动态管理、目标控制和节点考核。项目经理部实行项目经理负责制和专业

35、负责人责任制，项目经理对参加本项目的各种专业人员均负有领导责任，并按项目的要求把他们有效地组织协调到一起，为实现项目目标共同配合工作。实行项目承包制，企业将工程施工内容承包给项目部，项目部分解至各班组负责人。项目部负责考核各班组的工程量、工程质量、工期、安全、环保、职业健康等各项指标的完成情况，根据各项指标的完成情况制定分配方案，坚持多劳、优质多得的原则。为保证项目施工质量，项目部要积极开展QC小组活动。项目部要根据工程特点，制定小组活动的课题和落实小组活动的人员，重点研究影响工程质量的各个环节。合理调整、优化项目部人力结构，提高全体人员的素质。项目部引进竞争机制，实行竞争上岗。全面推行项目经

36、理负责制和全面经济承包制。7.2 施工进度计划施工准备除外，始发和接收单个洞门冻结施工从钻孔开始到收尾充填共90天，可根据实际工程进度安排，在盾构始发和接收前100天内进场施工，满足盾构始发和接收施工工期要求，在盾构始发和接收前施工完毕，并通过验收。具体以现场实际施工节点工期为准。另外，预计融沉注浆约为90天。施工进度计划详见表7-1。表7-1 单个洞门施工进度计划表序号施工工序天数1020304050607080901001901钻孔施工202冷冻站安装203盐水系统安装34积极冻结405拔冻结管26盾构始发(暂定)5盾构接收(暂定)157收尾充填108融沉注浆909总工期1857.3 劳动

37、力配备计划劳动力配备计划见表7-2。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。盾构始发和接收后，留人进行收尾充填与融沉注浆，拆除设备等，其余全部撤场。同时施工最多人为48人。表7-2 单个洞门劳动力配备计划表工 种人 数工 种人 数打钻工20电焊工4冻安工16技术人员2机修工2管理人员2电 工2合计487.4 水、电供应计划7.4.1供水计划打钻期间施工用水量不大于1m3/h，冻结运转期间新鲜冷却水补给量15m3/h。7.4.2供电计划(1) 负荷统计冻结钻孔施工和冻结站安装期间用电量约为127kw，积极冻结时最大用电量约为200kw；拔管用电量约为30kw；施工最大用电量2

38、30kw。(2) 供电系统施工区域用电设备均为0.4KV低压系统，三相五线制供电。采用电缆从箱式变配电间引至施工现场，系统为：箱式变配电间低压干线现场总配电箱支线漏电保护开关电箱用电设备电缆在端头井垂直铺设，用支架固定，每隔2-3m安装支架一个，并在电缆上挂上“有电危险”警告牌。现场照明采用漏电开关保护接零。供电系统见图7-1。图7-1 供电系统图7.5 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5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。设备及材料消耗见表7-3。表7-3 单个洞门冻结

39、加固施工主要设备材料用量计划表编号项 目单位数量备 注一主要设备1YSLGF300型台2冷冻机，一台备用2IS150-125-400台2盐水泵，一台备用3IS150-100-250台2清水泵，一台备用4真空泵（或抽氟机）台15经纬仪台16测温仪台17NBL-50冷却塔台28MD-60A钻机台19电焊机台210液压注浆泵台1二主要材料189×8无缝钢管m250水平冻结管2127×4.5无缝钢管m50清水管3159×5无缝钢管m200盐水管440PVE管m800供液管、排水管5高压胶管m1506冷冻机油KG6007氟里昂KG8008氯化钙T69DN40阀门只6010D

40、N150阀门只6011保温材料m24007.6 施工平面布置冻结站现场具体布置根据现场情况定。工人宿舍、库房、材料堆放场地和施工辅助设施布置，进工地后根据现场情况确定。考虑施工现场的地方狭小，冻结站可安装在距加固区100米内的施工区域，或安装在车站二层平台，采用盐水干管长距离供冷。8 施工质量安全保证体系和措施8.1 施工质量安全目标质量目标：一次验收合格率100%。安全目标：安全生产无事故。8.2 施工质量安全保证体系严格按照ISO9002质量体系要求进行项目的施工与管理。在学习国家、行业、地区安全法规的基础上，制定本项目的质量安全管理制度，并以此为依据对项目的安全施工进行经常的、制度化和规

41、范化的管理，建立项目部的施工质量、安全管理组织体系及相应的责任制，对员工进行安全教育，提高安全施工意识，确保安全施工。(1) 思想保证体系对职工进行质量、安全的思想教育和技术教育，尤其是要时刻重申本工程风险性大、安全性要求高的特点，树立安全第一、质量第一、用户第一的思想，坚持贯彻本公司的质量方针与质量目标，坚持照章施工操作。对于特殊工种，进行专业培训考核，持证上岗。实行严明的奖惩制度，提高职工责任心，杜绝事故隐患。(2) 组织保证体系实行项目经理负责制，责任到人，从项目经理、班组长到生产工人层层落实。并设立安全与质量管理小组，制定与监督实施有关安全与质量管理制度，收集合理化建议。建立统一的、权

42、威的、完善的管理机构，协调和控制各分部工程的交叉平行施工，避免出现相互影响和窝工现象，确保总工期按计划进行。(3) 过程保证体系严格按照程序文件、施工图纸、工艺规程和工程管理制度组织施工。抓好施工组织设计会审，施工措施编制、审批、贯彻，材料与设备管理，工序控制，质量检验把关，工程计量等各个环节，及时收集整理施工资料和听取有关方面意见，发现问题，立即处理。各分项工程严格按照项目法要求施工，认真优化施工方案。确保在各种条件因素下的施工均能保质保量按时完成任务。(4) 检验保证体系由项目经理组织职工对工程的安全、质量进行自检和互检。由公司安全与质量管理小组派人进行专门的安全、质量监督检查。施工各分项

43、工程应按安全质量标准化进行验收评定和签证。质量安全保证体系见图8-1。质量安全管理体系思想保证（项目经理）经理部每月一次质量安全教育会班组每周质检安检活动组织保证（项目经理）项目部副经理项目部质检安检小组岗位责任制制度保证（项目经理）质量管理条例、质量检验制度、操作规程与经济收入挂钩的考核制度、质量否决制度进度考核制度：每月考核与工资奖金挂钩质量安全技术措施计划技术保证（项目总工）施工组织质量安全技术措施交底质量安全技术培训质量QC小组资源保证（副经理）质量安全宣传教育质量安全评比及竞争活动图8-1 质量安全保证体系图8.3 冻结钻孔施工质量安全技术措施(1) 在水平冻结孔开孔前，在布孔范围内

44、打38mm小口径探孔，探测地层稳定情况，以判断地层是否稳定，是否喷水、涌泥砂，以便做好各方面的准备工作。如严重涌砂冒水，先进行水泥水玻璃双液壁后注浆后再施工冻结孔。(2) 水平冻结孔分二次开孔，来控制施工风险。一次开孔用金刚石取芯钻头，在安装孔口管及密封装置之前，槽壁要留不小于200mm的厚度不能穿透。第二次开孔在密封装置的保护下进行。对稳定地层或涌砂、涌水情况不严重的地层可一次穿透。(3) 安装孔口管时，采用水平仪、量角器、罗盘等精确固定孔口管的方位和倾角，以保证开孔钻进时的精度。(4) 水平冻结孔开孔后必须立即钻进并安装冻结管，否则立即用软木塞堵塞牢固，或者安上孔口管端盖。(5) 水平冻结

45、孔冻结管采用丝扣连接加焊接。要精细加工冻结管丝扣，在连接冻结管时，确保冻结管的同心度。(6) 采用强力水平钻机，选择合适泥浆性能参数(试验与实践相结合)，合理选择钻具组合(实践检验)。在条件允许的情况下，优先采用无泥浆钻进。安装钻机时，按每个冻结孔的设计计算方位，调整好钻机主钻杆的方位。(7) 钻进时，应按深度及地层情况的需要，及时增减钻铤，要求作到均匀、匀速钻进，严禁忽快忽慢，压力忽大忽小。(8) 钻孔过程中，严格控制水土流失不大于冻结管占用体积。如流失过多，可采用孔口装置进行补压浆，材料选用单液水泥浆(水灰比为0.8 ：1)。注浆设备： BW250型变速注浆泵。注浆压力和注浆量应选用低压力

46、、低流量形式，注浆压力为0.3 Mpa0.5Mpa，注浆量：应根据注浆压力的大小而定，注浆压力小时应多注一些，注浆压力大时，应少注一些。(9) 准确丈量钻杆尺寸，控制钻进深度，钻进钻进2m时，测斜一次，如果偏斜不符合设计要求，立即采取调整钻孔角度及钻进参数等措施进行纠偏，如果钻孔仍然超出设计规定，则进行补孔。成孔后复测深度、偏斜，及时画出各孔的实际偏斜图。(10) 选择优质冻结材料(合格证等齐全)。用优质焊接材料保证焊接质量，并责任到人，地面焊接和下管焊接由一人操作，并做好焊接记录。管子下完后及时注入清水作水压试漏，不合格必须重下或下套管处理。(11) 在水平冻结孔钻孔施工期间，现场要配备12

47、5mm、109mm等规格的木楔和5T水泥(含少量速凝水泥)及注浆设备等抢险物资和设备。8.4 冻结制冷施工质量安全技术措施(1) 选择性能完好的冻结施工设备，按4倍左右制冷系数选配制冷设备，并有足够的备用，同时要加强对施工设备检查与养护。(2) 冷冻站三大系统安装要严格执行矿山井巷工程施工及验收规范和设计要求，对压力容器和管路进行试压试漏，确保冻结站安装质量。(3) 在每组冻结器进、出口安装阀门，合理分配流量。在冻结过程中，根据监测各组支路的盐水温差情况，通过阀门调节各组支路的盐水流量，控制各组支路的盐水温差不大于2，保证冻结壁均匀发展。(4) 在冻结盐水管路的高处设置放气阀，以免管路中积聚空

48、气，影响盐水流动。(5) 根据盐水管路压力情况，尽量加大冻结管内的盐水流量，以加快冻结管的热交换。检查盐水管路结霜情况，遇到结霜不均匀时，应查明原因，及时处理。(6) 冻结过程中要加强盐水浓度的检测，要求其比重不小于1.26，一旦浓度偏小，要及时补充氯化钙。(7) 冻结过程中要加强盐水箱液面监测，认真检查盐水管路系统是否因温度应力造成开裂。一旦发现盐水泄漏，要及时对现场所有盐水管路进行检查处理。(8) 认真作好冻结站的运转记录，严格执行各项规章制度和冻结站的岗位责任制。(9) 加强与业主、总承包商、监理方的联系，经常通报冻结施工情况，认真快速处理业主、总承包方、监理单位对冻结施工提出的建议及要

49、求，根据冻结施工情况，必要时向他们提出建议。8.5 破壁及盾构穿越冻结区的保证措施(1) 温度控制为保证盾构能够安全进洞，盾构外周的冻土温度必须得到有效的控制，冻土温度通过测温孔得到。控制盾构外周的冻土温度不高于-5。最终通过测温手段确定冻结已达设计要求后才进行盾构进洞施工。(2) 打设槽壁探孔通过测温孔观测计算，确认冻结帷幕达到设计厚度及强度，在洞门槽壁上均布的打若干探孔，以判断冻土与槽壁的胶结情况。探孔在两测温孔之间布置，按照各探孔的布置在洞门上定点，然后用开孔钻机打探孔，探孔进入冻土内深度控制在1015cm，探孔打好后，采用高精度的温度计或测温仪进行量测，各探孔实测温度必须低于-4。(3

50、) 槽壁凿除当通过探孔实测温度判断冻结帷幕与槽壁完全胶结后，方可拔管，然后将槽壁全部破除，最后一层破壁时间不宜超过1天，如破壁时间来不及的情况下可直接用盾构破壁，防止冻结帷幕融化，造成不良后果。8.6 冻胀与融沉控制措施8.6.1冻胀对周围环境的影响及控制冻结施工前，只要对所有影响范围内的管线采取适当的保护措施；施工过程中，加强检测，冻胀影响完全可以控制。（如采用定向钻孔，局部冻结，热水循环等）另根据现场实际地面环境和管线情况定，布置热盐水循环孔来保护管线。考虑冻胀影响大的地方布置水平热盐水循环孔进行泄压循环。冻土产生的冻胀压力与冻土的平均冻胀率及周围土性的弹性模量、泊松比有关。根据平衡关系，

51、冻结壁与地连墙的水平作用力不会大于土层的被动土压力。根据永冻土地区的大量现场量测与试验，冻土作用于建筑物的法向冻胀力一般不会大于0.2MPa。由于冻结区域是开放式的，槽壁为C30钢筋砼，因此冻胀力不会对槽壁产生较大影响。8.6.2融沉控制和环境保护措施根据施工经验和土工试验，冻土融化后其标高可能略低于原始地层的标高，为减少融沉量，解冻后可在隧道内进行适当的跟踪注浆，减小冻结对周围环境的影响。在冻结管拔出的同时在孔内灌注水泥-粘土浆或粉煤灰浆。1、融沉补偿注浆(1) 注浆管布置利用盾构隧道管片上的预留注浆孔作为地层融沉注浆孔，从洞口开始至冻结影响范围内。(2) 注浆材料：注浆材料采用水泥单液浆或

52、水泥水玻璃双液浆。以水泥单液浆为主。水泥水玻璃双液浆比为：水泥浆与水玻璃溶液体积比为1：1。水泥浆水灰比为1：0.8。注浆压力为0.40.5MPa。(3) 注浆顺序注浆的顺序是先下部后上部，间隔12块管片注浆。(4) 注浆原则及方法注浆遵循多次少量均匀的原则。单孔一次注浆量为0.5m3，最大不超过1m3。一天地层沉降大于0.5mm，或累计地层沉降大于3mm时应进行融沉补偿注浆；地层隆起达到3mm时应暂停注浆。具体要根据地面变形监测情况做适当调整。以少量多次为原则，按融化冻土体积15%控制注浆量；注浆范围为整个冻结区域。2、注浆施工过程的监测控制地面沉降变形是注浆的目的。因此，解冻过程中，要加强

53、地面变形监测、冻土温度监测。以上综合监测数据是注浆参数调整的依据。3、融沉注浆结束条件融沉注浆的结束是以地面沉降变形稳定为依据。若冻结壁已全部融化，且不注浆的情况下实测地层沉降持续一个月每半个月不大于0.5mm，即可停止融沉注浆。8.6.3其他控制技术措施(1) 为了预防冻胀和融沉，设计选用标准制冷量较大的冷冻机组，在短时间内把盐水温度降到设计值，以加快冻土发展，提高冻土强度，减少冻胀和融沉量。(2) 掌握和调整盐水温度和盐水流量，必要时可采取间歇式冻结，控制冻土发展量，以减少冻胀和融沉。(3) 预计融沉量较大的部位可采取压浆充填，以把融沉造成的危害降低到最低限度。8.7 施工安全保障措施(1) 认真贯彻执行保安规程、井巷