旁通道冻结方案.docVIP

PAGE  PAGE 16 1．工程概况 1.1工程内容 本区间设旁通道及泵站，位于上下行线里程为SK10+160.800～XK10+149.788。上、下行线隧道中心的距离约为13.5m。 旁通道为直墙圆弧拱结构，轴向基本与左右线隧道正交，集水井为矩形结构，参见图1。旁通道和集水井均采用两次衬砌，其中初衬厚度为200mm， 图1 旁通道结构示意图 通道墙、拱和集水井内衬厚度为400mm，旁通道底板和通道与隧道连接处(喇叭口)内衬厚度为1000mm。通道的开挖轮廓高约4.23m，宽3.2m，局部(喇叭口处) 高4.83m，宽4.4m；集水井开挖轮廓长4.7m，宽3.2m，深2.2m。旁通道设计采用矿山法暗挖施工，并要求开挖前在隧道内对旁通道周围地层进行冻结加固。本方案包括旁通道的地层冻结加固和开挖构筑施工等内容。按过去设计旁通道地层加固体积约为2100 m3，挖掘土方和浇注混凝土体积分别为220m3和120 m3。 1.2施工条件 本区间旁通道位置隧道中心标高为-17.383m，地面标高为+3.99m。。根据该旁通道附近Q12G10号钻孔地质柱状图，自上而下地层分布为： ①1杂填土，层厚约2.5m，层底标高1.49m； ②2褐黄－灰黄色粉质粘土，层厚约0.7m，层底标高0.79m； ②3－1灰色粘质粉土，层厚约4.4m，层底标高-3.61m； ②3－2灰色砂质粉土，层厚约7.6m，层底标高-11.21m； ④灰色淤泥质粘土，层厚约3m，层底层底标高-14.21m； ⑤1－1灰色粘土，层厚约2.8m，层底层底标高-17.01m; ⑤1－2灰色粉质粘土，层厚约4.7m，层底层底标高-21.71 m; ⑥暗绿-草黄-灰绿色粉质粘土，层厚约3.3m，层底层底标高-25.01 m; ⑦1草黄-灰色砂质粉土，层厚约6m，层底层底标高-31.01 m; 旁通道施工范围内土层主要为⑤1－1灰色粘土和⑤1－2灰色粉质粘土。根据类似土层的试验资料，地层具有孔隙比大、含水丰富、承载力低、容易压缩和在动力作用下易流变的特点，开挖后天然土体本身难以自稳。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。 1.3施工工法 根据上述施工条件，并结合地铁二号线旁通道施工经验，经充分技术、经济比较，拟采用“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及集水井的开挖构筑施工。用冻结法加固地层的突出优点是：施工不占用地面，冻结和开挖引起的地表沉降容易控制在规范要求之内，冻土帷幕均匀性好且预隧道管片结合严密，尤其适合于流砂地层的加固与封水。 2．施工方案技术要点 由于该旁通道所处地层比较复杂，在地层冻结施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保旁通道施工和地面建、构筑物和交通安全。根据国内、外必威体育精装版研究成果和施工经验，尤其是本公司在地铁二号线、延长线旁通道的施工经验与教训，提出以下施工技术要点： （1）冻土帷幕的关键点在其拱部，为此，在旁通道顶部设两排冻结孔，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的有足够大的接触面积；为了确保冻土帷幕强度和稳定性，在具体结构设计时，选择比较安全的平面弹性计算模型，在工艺设计时，取较大的备用系数，即实际加固范围要比结构设计的大。 （2）根据上海地铁二号线旁通道和杨家渡220kV电缆隧道顶管出洞地层冻结施工经验，由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，会严重影响隧道管片附近土层的冻结速度和冻结强度，从而影响冻土帷幕的整体稳定性和封水性。为此，本方案设计采用在对面隧道管片内侧敷设冷板和保温层的措施，以确保冻土帷幕不存在影响安全的薄弱环节。 （3）用金刚石取芯钻开孔，跟管钻进法下冻结管。冻结孔开孔前，在布孔范围内打若干小口径钻孔，探测地层稳定情况。如发现砂层，先进行水泥—水玻璃双液壁后注浆，以提高孔口附近地层的稳定性，然后再钻进冻结孔。每个钻孔都设孔口管，并安装钻孔密封装置，以防钻进时大量出泥、出水。冻结施工结束后，孔口管管口焊上钢板，以免工程结束后钻孔孔口漏水。 （4）为了杜绝在粉土层中施工冻结孔时容易钻孔出泥的问题，采用煤炭科学研究总院研制强力水平孔钻机，实现无水钻进。 （5）加强冻结过程检测。在冻土帷幕内布置测温孔和压力释放与观测孔，以便正确测定冻土帷幕厚度和判断冻土帷幕是否交圈。对侧隧道管片附近土层的冻结情况将成为控制整个冻土帷幕安全的关键，为此，在对侧隧道管片上沿冻土帷幕四周安装测温孔，以全面监测冻土帷幕的形成过程。 （6）采取在对侧隧道管片内侧敷设冷管和保温层、减