建筑行业冻结加固加明洞接收盾构接收施工工法

PAGEPAGE3中建六局轨道交通公司冻结加固配合明洞接收施工工法冻结加固配合明洞接收施工工法目录TOC\o"1-1"\h\z\u1、前言 22、工法特点 23、适用范围 24、工艺原理 35、施工工艺流程及操作要点 36、材料与设备 87、质量控制 98、安全措施 99、环保措施 1110、效益分析 1211、应用实例 121、前言盾构接收是整个盾构施工的最后一环工序，其施工风险大，精度要求高，施工效果直接影响盾构机能否按原定线路正常出洞。而且盾构施工均处于地下，工作环境艰苦，掘进过程中只能靠测量仪器及施经验进行控制，特别是当工作井周边存在不良地质或富水地层时，容易出现涌水、涌砂等险情，引起地面局部塌陷，严重的会影响地面交通及居民正常生活，如何保证盾构机安全、准确的完成接收，是一个值得探索的新课题。中建六局轨道交通公司在天津地铁10号线10标环宇道站~龙涵道站区间盾构接收施工过程中，针对天津软土地层且含有承压水条件下盾构接收施工技术进行研究，总结形成了冻结加固配合明洞接收盾构接收施工工法。2、工法特点1、适应性广。适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂工程、水文地质如软土、含水不稳定层、流砂、高水压及高地压、埋深大等地层条件下冻结技术有效、可行。2、占用施工场地小。冷冻施工仅需地面提供冷却塔和冷冻机组占用地及加固体本身用地，很好的适应了本工程加固场地小的问题。

3、针对盾构接收施工风险大、精度要求高，施工效果直接影响盾构机能否按原定线路正常出洞的特点，此工法有很好的适应性。4、极大的降低了承压水对盾构接收施工的影响，将涌水涌砂风险降低到最小，确保安全完成接收。3、适用范围本工法适用于软土地层含承压水盾构接收。4、工艺原理首先对盾构接收端头进行加固，接收端头加固采用盐水垂直冻结法，左右线洞门均采用垂直冻结设置3排冻结管，孔间距800mm，排间距1000mm。洞门冻结壁厚度为3.0m，冻结段长度为10.2m，冻结范围为管片上下左右各2m，冻土强度的设计指标为：抗压强度不小于3.5MPa，抗弯折不小于1.5MPa，抗剪不小于1.5MPa（-10℃），冻结壁与地下连续墙交界处平均温度不高于-5℃，其它部位设计冻结壁平均温度为-10℃。对盾构机姿态及预埋钢环位置进行复核，复核无误后进行加固区外洞内注浆隔水。控制到达段施工参数，及时进行洞门凿除及弧形钢板焊接。随后进行明洞回填，盾构机进入明洞，在完成洞门封堵后，破除明洞顶板和M1.5回填砂浆，随后拆卸盾构机吊出。5、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.1工艺流程工艺流程图见下图：盾构接收施工流程图5.2操作要点5.2.1盾构端头加固采用盐水垂直冻结法进行加固，洞门冻结壁厚度为3.0m，冻结段长度为10.2m，冻结范围为管片上下左右各2m，冻土强度的设计指标为：抗压强度不小于3.5MPa，抗弯折不小于1.5MPa，抗剪不小于1.5MPa（-10℃），冻结壁与地下连续墙交界处平均温度不高于-5℃，其它部位设计冻结壁平均温度为-10℃。5.2.2盾构机姿态复核在盾构接收前对控制点及盾构姿态进行3次复测，即距到达洞门200m、100m和50m位置处，在洞门复测前，首先进行平面和高程控制网联测，确保在控制点位精度符合规范要求的情况下实施洞门复测。对隧道内控制点、高程点及盾构姿态进行复测，测量时至少两人主测，测量成果及时报监理和第三方测量进行复核。根据复测结果确认盾构机的位置，把握好洞口段的线形，并根据盾构机的实际姿态测量以及洞门钢环的实际坐标定出盾构机进站的姿态数据。5.2.3洞门凿除及水平探孔施工1、水平探孔施工当盾构逐渐靠近洞门时，要在洞门混凝土上开设观察孔加强对其变形和土体的观测，并控制好推进时平衡压力值。采用钻机进行打孔取芯，孔深进入加固土体2.5m。待取芯完成后，安装止水球阀，并保持球阀开启状态，观察加固是否渗漏水。在取芯过程中如果加固区出现渗漏现象，则需采取注浆加固进行补救。检查孔布置示意图2、洞门混凝土的凿除盾构距离洞门50环时，组织接收条件验收，验收通过后继续掘进，待盾构机刀盘抵至地连墙后对洞门进行破除。采用分层凿除洞门混凝土，先凿除地连墙混凝土保护层至首层钢筋，割除外层钢筋及预埋件，留70mm厚砼及钢筋，并在每块砼上设一只吊点。外层凿除工作先上部后下部。钢筋及预埋件割除须彻底，以保证预留门洞的直径。里层混凝土分9块凿除，然后按照先下后上的顺序逐块割断钢筋，清出混凝土。洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，凿除结束后马上清理洞口内的砼块及其他杂物，以减少正面土体的流失量。5.2.4明洞结构施工及回填明洞结构施工明洞结构分二次浇筑，首次浇筑侧墙及端墙并于端墙预留物料、人行通道；其后施作顶板，在明洞顶板预留1个回填砂浆灌注口；在洞门破除、冻结拔管完成后，回填砂浆前封闭预留门洞，通过顶板预留灌注孔向内回填砂浆。侧墙竖向主筋采用双排布置Φ28@150的HRB400钢筋，锚入车站底板及明洞顶板；水平分布筋采用双排布置Φ20@150的HRB400钢筋，锚入墙内；拉结筋采用Φ12@300×300梅花型布置的HRB400钢筋。顶板主筋采用双排布置Φ28@150的HRB400钢筋，锚入车站底板及明洞顶板；水平分布筋采用双排布置Φ25@150的HRB400钢筋，锚入墙内；拉结筋采用Φ12@300300×300梅花型布置的HRB400钢筋。施工过程中要确保明洞结构与车站结构之间的密封性和明洞结构的牢固性，施作完成后认真检查其密闭效果。在盾构机到达前，应确保明洞结构达到设计强度。明洞回填完成盾构接收架施工和洞门破除后，方可对明洞内进行回填。预埋钢环至结构底板上表面填充M5水泥砂浆掺膨润土，其余部分填充M1.5水泥砂浆掺膨润土，填充材料的强度及配比应在施工前由试验确定。两种砂浆均采用商品砂浆。6、材料与设备6.1劳动力安排按一个作业面安排，见表6-1。表6-1施工劳动力安排表6.2施工机具表6-2机具设备表序号名称规格数量进场时间备注1龙门吊45t2台2020.5卸土自翻3电瓶车编组45t4列2020.51列45T电瓶车编组包含一辆45T电瓶车车头（含配套电池、充电机）、6辆18m³土斗车车架（其中1辆车架备用）、5个18m³土斗、1辆8m³砂浆车、2辆管片车。6.3周转材料表6-3周转材料需求计划序号名称型号单位数量进场时间备注1基座Φ6410个22020.52反力架套22020.53钢轨43kg/米；6米/根吨1802020.5分批4走道板1.5米/张张13002020.4分批5走道板支架个13002020.5分批6走道板栏杆米18502020.5分批7道岔套22020.58轨枕工字钢个16502020.5分批9车架轨枕对1502020.510拉轨器个3502020.511镀锌管米42002020.512高压接头套42020.513高压电缆露天矿用高压橡套软电缆UGEFP-6/10KV米21002020.514轴流风机套22020.515循环水泵台42020.516轨道压板批12020.5分批17鱼纹板6孔批12020.5分批7、质量控制7.1端头加固质量控制为保证盾构能够安全进、出洞，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℃。7.2盾构机姿态控制在盾构到达接收段，因盾构进行平面或高程纠偏的过程中，会增加对土体的扰动，因此在穿越过程中，在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，尽可能使盾构匀速、直线通过，尽量避免纠偏，以免造成过大的地层损失。预先计算好每环的楔形量，并在盾构推进时预先控制。遇纠偏时不急纠、不猛纠，单次平面纠偏量控制在5mm/环内，单次高程坡度纠偏量不超过１‰，多注意观察管片与盾壳的间隙，采用稳坡法、缓坡法推进，以减少产生渗漏通道的可能性。7.3盾构穿越冻结区盾构进入加固区后，由于正面土体土质较硬，为控制推进轴线和保护盾构刀盘，必须耐心磨削，使加固区土体得到充分切削。为控制好刀盘油压和转速，推进速度应放慢，尽量做到均衡施工，减少对周围土体的扰动，推进速度在１cm/min以内为宜。8、安全措施1.各种机械设备应按施工组织要求进行布置，并定期进行测试检查和维护。2.机械和动力机的机座必须稳固。转动的危险部位安设防护装置。工作前检查机械、仪表、工具等，确认完好方准使用。3.施工机械和电气设备不得带病运转和超负荷作业。发现不正常情况应停机检查，不得在运转中修理。4.受压容器应有安全阀、压力表，并避免暴晒、碰撞；氧气瓶严防沾染油脂；乙炔发生器、液化石油气，必须设置防止回火的安全装置。5.起重机作业前必须检查制动器、吊钩、钢丝绳和安全防护装置是否完好，严禁机械带病作业。9、环保措施9.1施工现场的环境卫生施工现场经常保持整洁卫生，运土车辆按规定时段作业，必须密封覆盖，不将泥沙带出现场，并做到沿途不撒落。9.2环保措施施工期间，对既有水利设施加强保护。施工用水不得给邻近居民、单位和周围环境造成污染。污染环境的废物，如建筑、生活垃圾、废弃材料等，经分拣后运至建设单位和当地环保部门指定地点排放、堆码、掩埋或销毁。易于引起尘害的细料堆应予遮盖和适当洒水。采取有效措施控制现场的粉尘土、废气、污水、噪声振动对环境的污染和危害，不燃烧各种有毒的物质。9.3噪音控制措施根据《建筑施工场界环境噪声排放标准》(GB12523-2011),噪声排放限值昼间为70dB，夜间为55dB,施工中主要产生噪音的设备如振锤、钻机等，其噪声约为50dB,符合国家规定的建筑施工场界内环境噪声限值标准。10、效益分析通过本课题对冻结加固配合明洞接收工艺的研究，可以在确保盾构安全接收的情况下，有效的降低加固区长度，同时可避免大量的管线搬迁以及交通导行等，为