地铁站出入口斜布管冻结施工技术

4/\*ARABIC7EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.地铁出入口斜布管冻结施工技术可行性报告——戴仪燮2013.11初稿经过多年的调研咨询考察研究，在雏形可行性方案基础上，今再次加以完善予以发布，以供共同探讨研究。（可私信联系本号，或电邮ykbhglt@）一、市场前景据国家发改委消息，截止到2016年9月，全国有43个城市的建设规划获得批复，规划总里程约8600公里。其中，已正式（部分）开通投入运营的有28个城市；在建城市38个。随着经济的发展和城市化的推进，原先只有一二线城市才拥有的地铁正逐渐向三线城市扩散。未来修造地铁的城市还将增加，越来越多的三线城市将加入到轨交的大军中。在经济下行压力仍比较大的情况下，投资作为稳增长的重要砝码再次凸显。各地城市地铁项目申报城市不断增多，已建项目的后期规划不断出台，可见城市轨道交通已经成为稳增长最重要的投资方向之一。以北京市为例，1966～2012年城市地铁已建设46年，每条线路设15-20站，每站设3-4个出入口，则有50～80处出入口。若每口300万，则全市十余条线路中出入口的总工程量在20亿以上。由此推算，国内地铁建设项目中站场出入口的工程总量市场巨大。二、技术背景1、冻结施工法作为一种暗挖工程的施工方法，长期以来普遍应用在煤矿井筒开挖施工建设中。此外，在世界各国城市建设地下软土工程施工中，也得到广泛应用。根据英法文版《世界制冷史》P167资料，“……在挖井、地道或地基时，由于土壤潮湿、不稳定，土壤冻结是制冷的一种很传统的应用”。日本62年大阪土壤冻结，68年东京地铁冻结（土壤），66年法国铁路隧道冻结，86年维也纳地铁冻结，布鲁塞尔地铁站砂层冻结均有应用实例（见后附图）并取得良好效果。随着国内城市地铁建设项目日渐增多，自90年代末以来，在城市地铁建设工程施工中，冻结施工法的重要作用已日益突出。笔者自1978年就参与研究试验液氮冻结，处理城市地下工程出水流砂（类似黄浦江底下地铁隧道出水，液氮冻结最行之有效。其工艺简单，速度快，是常规冻结的9-10倍）。1999年参加法兰克福国际城市地下工程冻土会议，并与德国DMT交流，对此类工程有过不少接触和研究。本人自参加工作以来，从事冻结专业40余年，共施工设计各类大型煤矿井筒工程冻结51个，其他各类冻结、制冷、空调工程若干，被聘为中国制冷学会高级会员（815号），国家煤炭工业技术委员会矿山建设专业委员会委员，国家建设部壹级项目经理。2010年作为起草人，参与MT/T1124-2011《煤矿冻结法开凿立井工程技术规范》制订工作。在长期冻结工作实践中，积累了丰富的经验。2、冻结施工法目前在国内地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面已经应用得比较广泛。然而，在施工内容上，却都是集中于盾构隧道施工和竖井（垂直布管）施工，而对于地铁站出入口倾角为30°～40°间的斜洞施工就无能为力了，只能采用“大揭盖式”施工方法。这对于深度10米以上、管线繁多、周边环境复杂的施工条件来说显然就不适宜了。笔者正是针对这种现状，本着提效降本省时的主导思想，提出了地下斜井（隧道）冻结施工新技术——地铁出入口斜布管冻结施工技术可行性报告。三、地铁站出入口回型斜布管与传统竖型布管冻结方案比较：1、工程量比较：1.1、排碴工程量：回/竖=100%:375%1.2、浇筑砼工程量：408M3（回竖相等）滋1.3、打钻瞒工程量：蜂回/竖偷=100马%:289%宜1.4、冻结桐工程量：霉回/竖识=100玉%:289%军2、施工总工堪期：薄酷海容回/竖=砍80d:抛100d狠3、施工人员趟：跨怕调全回/竖=悦15喇人:25人北4、施工费用校：朵人工：回/竖奥=18万给元:30万元耳低枝折料：37骑万元（回竖相扰等）欲泰戏永电：回/饮竖=11采万元:35万搜元暮围运输薪机械用油：回钟/竖=1电5万元:25远万元弓单位工程机械诸折旧摊销：回牧/竖=3借5万元:50鸽万元势5、一次性投千入设备费用：土回/竖=妖114万元虎:149万元画6、工料机成魔本费用合计：植回/竖=虾116万元俊:177万元担注：各项经济指技术指标与实匙际误差10～巾15%；蹲四、本工法施粥工概况及经济涨效益夏冻结技术应用艺于地下工程，概利用降温，将袍地下任何物质著，胶结于一体汁，形成冻土桶摩体，以抵御动退水、流沙，保姿障施工安全及智构筑物。孔1、地铁站出绿入口（回型斜巩布管）冻结施踩工，类似于煤缴矿斜井（巷）羽施工。本工法匆冻结，如同浅强竖井冻结，等要于把竖井扳倒禁成30°左右兵的斜井（隧道损）来冻结。详（以下内容略留，需要可详询搅）肤2、经济效益顽分析袄目前榨国内尚无地铁渗冻结施工预算惧定额版本，仅杜有工程类比分衔析。根据上海辅广州南京无锡析等市场，就盾助构机进出口及钱地铁隧道连通华叉口工程量大错小类比，量大死的在260-美360万元，殿量小的在10摔0-160万即元。个人分析早，定价可能是松按煤矿冻结定值额套用估价的吵，其中有不合风用成份存在。圣既然本工法承嫂诺按浅竖井冻短结50m来套猛用，我们不妨甘按下表10个翅工程实例，来消分析比较，冻币结竖井与斜巷爬技术经济指标羽。缺年份伴井巷冻努结夹工程名称鱼井筒净径(m讽)美井筒荒径(m杠)脆冻结深度(m拒)揭孔数(个)瓣冻结管总长(榨m)悄冻结天数(念d滥)拿冻结控制有效末范围(m体2挤)桂冻结壁厚(m讯m)润冻结工程费用节(万元)伟备猴注盈总造价旅元/井筒米杨77郑柴里副鸦井王6.6病11.0跪100蜜21兵2100扰283博35侨800什72.9亭7300于仅眨79早柴里西风井井6.0叙10.5奖76顽26颂1976浮156失33盒860工41.9届5513洋冻支81缺郭庄主丽井避4.5物9.0渴81栗24快1944液194芬28情740疗67.15动8290镇结共85验七五矿挣井稠4.5云9.0永66议24永1584箩131桨28酒92.7纳10779臂施己95获临汶石膏井彼4.5验8.0刃63抄20卧1260蔑165井25啊90.0厨1428巾工弄96膊大汶口石膏井崭4.5脱8.0遭50条22劫1100底25铅650泉61.71戒12342泥费窝99凝泰岳石膏井纽3.5妹7.0榨56纷24镜1456苹22巴650谦81.0捆6000崖用钓99费苍上金矿井猎4.5示8.3朝50／13斤26宁2222裙26触650路65.0焦11607妄款净13川上海中心大厦受过街隧道口摔A7×B4.孤3×S13m鸣/D63命30弯估390使30慰估1200愧120.0什92308滩含钻冻掘砌蔽13崇地铁站口回型魔斜布管方案蕉A7×B5×标S48m/D脆127帜20国960三60呢35知1500语230.0份46000值含钻冻掘砌续表中施工年份倘相差卅余年，厨常理工程造价丧相差大。但浅鹿井冻结费用构则成:20％打懒钻、40％冻籍结、30％掘浩砌、10％排协渣及材料运输宇。尽管打钻掘鞠砌的人工、材演料费贵了，但缴占40％的电罚费及设备涨价面不多，故工程陈类比指标可信津。象3.购置一次献性设备（略）剑4.不可预见驾因素分析（略慈）搅5.工程投标长报价促综前顷所述，直接成遥本再考虑不可规预见因素，造蛛价近乎翻倍。奉回：报价（1崇16×2）2叙30～280奸万元工期包80天巴质量优良柜竖：报价（1颗77×2）3赠00～350表万元工期家100天暖质量优良燥如按照现今地秩铁冻结造价推熄算，本案例报呢价应在500晕-600万元仪。故回型斜布舱孔冻结方案节血省54%，竖芬布孔冻结方案小节省42%。守五、技术保障傻措施跑1、提高城市议环境下制冷技烧术及效率；羊2、斜巷隧道铲的冻结技术安承全及判定；饿3、斜巷隧道裕冻结温度场检甩测及迎头跟进射实测；慕4、钻斜孔时五克服钻具地球专重力影响措施兼(椅共5项满)顾；鼠5、孔口导向挑管及纠偏技术靠；床6、控制泥浆居比重与护壁厚给度关系的技术锋；蛇7、砼两次套吸壁交灌及封顶跳措施；世8、城市文明毁施工措施（机泼房防噪音、冻总土块无泥水）笛。勺六、外部环境批条件有180KVA增电负荷；2某0m将3恩/h冷却用水蒜；祖大临用房20浮0m开2柜（冻结机房8挨×12=96指m裙2希+办公宿舍桨6.2×3×侦6=112重m馋2肾）七、说明嫁本方案初次成畏稿于2013耗年，内容中有屋些数据由于时姿间间隔，可能控会存在一定差失异，如有不实爸之处，欢迎指于正。搁掏姜渗线戴匪仪燮纹及残狡录201雅3年11月瓶氏扑懒活地铁站出入口斜布管冻结施工方案戴仪燮2012.12.1843.5m±0.0地铁站出入口斜布管冻结施工方案戴仪燮2012.12.1843.5m±0.010m20m30m40m-3.0-10-20-3030°33°A──A回型布管方案7.5m×5m(18根)1、竖管方案：双墙34×2×(30+2.5)/2+堵头150=1350m，仅只适用底部有粘土隔水层地貌。如需底部封水，则需管长2500m。2、斜管30°插箕型布管方案(底部封水)：双墙18×2×(52+2.5)/2+堵头150=981+150=1131m。3、回型巷道布管方案：(7.5+5)×2/1.25×(52+44)/2=18根×48m=864m4、踏步H167/B260=33°18阶H3m/L4.5m;90阶H15/L22.5;180阶H30/L45m。5、根据台阶走向线，打斜钻可在30°～35°间调整。打斜钻要解决含水沙层中的泥浆比重、粘