百新区间联络通道施工方案

热烈欢迎领导莅临指导工作百步亭花园路站～新荣站区间地处长江北岸（左岸）Ⅰ级阶地，属冲积平原区地势开阔、地形平坦，地面高程20.35m～20.71m，场地东距长江最近距离约1.5km，最远距离约为2.6km，场地内无地表水，暴雨季节地表偶有积水。为了满足该区间紧急疏散的要求，区间在右DK11+780.018、左DK11+784.387里程处设置1#联络通道及泵房（以下简称1#联络通道），该通道线间距13.96m。根据钻孔揭露情况，该通道兼泵房主要埋置于（4-2）粉细砂层中，设计使用年限：100年。该通道计划开工时间为2017年2月7日，如中途无其他影响，从前期施工准备开始，至结构施工结束，全程时间计划为120天，即2017年6月7日竣工撤场。工程概况区间联络通道布置一览表区间名称附属结构布置通道位置长度（m）联络通道埋深施工方法支护结构选型内部结构断面形式选型百步亭花园路站～新荣站区间1#联络通道兼泵房右DK11+780.018、左DK11+784.387线间距13.96m20.77米矿山法复合式衬砌圆拱平底直墙断面工程概况1号联络通道兼泵房所处地层为4-1粉砂层中，根据地下水赋存条件，本区间沿线地下水类型主要为松散类空隙承压水及基岩裂隙水为主。1号联络通道工程地质情况①地表水本区间地处河流堆积平原地貌单元（相当于长江Ⅰ级阶地）。场地内无地表水，暴雨季节地表偶有积水。②地下水的类型、赋存本区间地下水按埋藏条件主要为上层滞水、孔隙承压水和碳酸盐岩岩溶裂隙水三种类型。上层滞水主要赋存于人工填土层中，含水率与透水性不一，地下水位不连续，无统一的自由水面，水位埋深为0.5～2.0m。孔隙承压水为本区主要地下水，主要赋存于第四系全新统冲积粉砂(4-1）、粉细砂（4-2)、砾卵石（5）层中，与上覆粉质粘土、粉土、粉砂互层（3-5）构成统一承压含水层。含水层顶板为微弱透水的粘性土，顶板埋深3.3m～10.3m，标高10.12m～17.59m，底板为二叠系灰岩、志留系泥岩或石炭系白云岩，埋深26.8m～58.7m，标高-38.28m～-6.00m，含水层厚度20.2m～48.4m，勘察期间实测承压水位14.79m～16.65m，各钻孔实测承压水头如表4-1。岩溶裂隙水主要赋存于碳酸盐岩中，水量整体不大，与上部的孔隙承压水连通性较好。据地质资料显示，上层滞水和承压水对混凝土结构均具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无论是在长期浸水情况下还是在干湿交替的条件下均具微腐蚀性。联络通道位于承压含水层中，不涉及上部土的腐蚀性评价。1号联络通道水文条件7地面环境及管线分布情况：1号联络通道附近为小区住宅楼，联络通道距离最近建筑物约20m。地面处有一条路灯线。81号联络通道结构由两个与隧道管片相接的喇叭口、直墙圆弧拱结构水平通道及中部矩形集水井三个部分组成。衬砌采用二次衬砌方式，临时支护层厚度1号联络通道兼泵房为250MM，通道墙和喇叭口底板、集水井的结构层为400MM厚的现浇钢筋混凝土，支护层和结构层之间安装防水层。具体结构见设计图纸。联络通道结构设计方案及技术要求10根据工程地质条件及设计要求，并依据同类工程施工经验：1联络通道（含泵房）采用“隧道内钻孔，冻结临时加固土体，矿山法暗挖构筑”的施工方案，即：在隧道内利用水平孔和倾斜孔+冷冻排管冻结加固地层，使联络通道及泵站外围土体冻结，形成强度高、封闭性好的冻土帷幕，在冻土中采用矿山法进行开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。选用冻结法加固土体具有冻结壁均匀性好，与隧道管片结合严密，强度高，封水性好，安全可靠的优点，极适于本工程的土体加固。设计方案及技术要求工程名称线间距及埋深工程地质及水文地质地层预加固初支二衬1号联络通道兼泵房线间距：13.96m位于4-1粉砂层中冷冻法加固200mmC25P6网喷混凝土+50mm厚水泥背板400mm厚C40P10模筑钢筋混凝土埋深：20.77m联络通道、泵房概况表1号联络通道结构图百步亭花园路站～新荣站区间1号联络通道结构由两个与隧道管片相接的喇叭口、直墙圆弧拱结构水平通道及中部矩形集水井三个部分组成联络通道净尺寸：高2.6米*2.5米。集水井净尺寸为：长2.7米*高3.68米*宽2.5米。衬砌采用二次衬砌方式，所有临时支护层厚度为250mm；通道墙、顶及集水井侧墙、底板结构层为400mm厚的C40P10商品混凝土，支护层和结构层之间安装防水层。•冻结壁设计•(1)冻土强度的指标取：单轴抗压不小于3.5Mpa，弯折抗拉不小于1.8Mpa，抗剪不小于1.5Mpa(-10℃)；•(2)根据地质资料和联络通道所在位置隧道中心埋深，可计算得到联络通道垂直土压力和侧向上、下荷载，根据结构设计及结构力学计算并依据同类工程施工经验，1号联络通道（包括泵房）冻结壁的有效厚度取2m，冻结壁平均温度≤-10℃。冷冻法施工方案(1)根据冻结帷幕设计及联络通道的结构，冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置在联络通道和泵站的四周。(2)为了保证联络通道及泵站开挖时的安全，采用在两条隧道分别钻孔的方案，即在隧道底部分别布置两排冻结孔，将联络通道和泵站封闭冻结，确保开挖安全。(3)1号联络通道（含泵站）共布置冻结孔数67个（左线隧道内布置54个冻结孔含4个对穿孔，右线布置13个冻结孔），联络通道布置测温孔8个，泄压孔布置4个，每侧2个。(4)冻结站对侧隧道沿通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管，排管间距为500mm冻结孔及冷冻排管布置15百步亭花园路站～新荣站区间1号联络通道及泵房布孔透视图39°-6°-15°-23°-32°-40°-48°-57°-60°50°D16～D17,8800,2°D24～D25,10877,-11°D18～D19,9020,0°D22～D23,9500,-7.5°D20～D21,9215,-4°D28～D29,9580,-19°D26～D27,10200,-15°D32～D33,8980,-28°D34～D36,9500,-12°D30～D31,9250,-24°D46～D51,6590,-44°D39～D45,8800,-38°D37～D38,8670,-33°C1、C2,2000,4°D1～D6,9500,10°D58～D64,6590,-50°C4,3500,30°C7,6000,-36°C5～C6,2500,-3°39°26°3°-6°13°50°D14～D15,9752,3°D7～D13,12620,8°C1、C2,2000,4°D1～D6,9500,10°C8,3500,8°-76°-87°43°-60°19°C5～C6,2500,-3°C3,6000,-36°D52～D57,8800,-40°16百步亭花园路站～新荣站区间1号联络通道及泵房开孔布置图隧道中线联络通道中心线'隧道中线联络通道中心线透孔测温孔泄压孔冻结孔图例：开孔终孔D1D2D3D4D5D6D8D9D10D11D12D7D13D15D17D19D21D23D25D27D29D31D38D46D40D41D42D43D44D33D36D35D34D47D48D49D50D51D16D18D20D22D24D26D28D30D37D32D39D45D14C1X1X2C2C1'C2'C3C4C4'X4C6C5X3D52D59D60D61D62D63D53D54D55D56D57D58D64C8C7171号联络通道（1）冻结参数确定①设计盐水温度为-28℃～-30℃。②冻结孔单组流量不小于5M3/H。③冻结帷幕交圈时间为23～28天，达到设计厚度时间为不少于45天。④联络通道维护冻结时间为30天；（2）需冷量和冷冻机选型冻结需冷量由下式计算：Q=1.3•Π•D•H•K式中:H—冻结总长度；（为597M+120M冷排管）D—冻结管直径；0.089MK—冻结管散热系数；250KCAL/H•㎡将上述参数代入公式得：Q=1.3•Π•D•H•K=61761KCAL/H冻结制冷系统设计18(3)冻结制冷辅助设备选型①盐水循环泵选用IS150-125-400型2台，（备用1台），流量200M³/H，电机功率90KW。②冷却水泵选用IS125-100～250型2台（备用1台），流量200M³/H，电机功率25KW。③冷却塔选用RT-80型2台，运行2台，电机总功率12KW。(4)各种管路选型①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。②冷却水管选用127×5MM无缝钢管。③冻结管采用20＃的Ф89×8MM的低碳无缝钢管，丝扣连接，单根长度1～2M。④供液管选用内径Ф40MM聚乙烯塑料管，采用绑扎方式连接。⑤测温管、冷冻排管及泄压管均选用Ф45×3MM无缝钢管。冻结效果的监测及完成的参数指标：（1）在设计的积极冻结期间内，盐水去路温度应稳定的保持在-28～30℃；（2）设计要求各冻结孔组的回路温差不超过2℃，盐水循环系统去回路温差不超过2℃；（3）盐水系统循环总流量在积极冻结期间达到设计值；（4）联络通道冻土有效厚度2米，通道冻结壁有效冻土平均温度要达到-10℃及以下；（5）泄压孔达到升压条件进行放压观测试验；（6）开挖前先在钢管片上开一探测观察口，开始有一定量的无压水流出并逐渐变小到渐止，即可正式开挖；（7）防险门安装完毕后进行水压试漏，在不停止打压的情况下维持0.25MPA，开关灵活可靠。（8）通讯系统安装完毕，调试后能正常使用。（9）开挖设备、材料、施工人员、应急物资准备齐全并到位冻结制冷系统设计20三董区间联络通道（含泵房）冻结施工主要技术参数表序号参数名称单位数量备注1冻结壁设计厚度m22冻结壁平均温度℃≤-10冻结壁与管片交界面≤-5℃3冻结壁交圈时间天23～284最低盐水温度℃-28～-30冻结7天达-18℃以下5单孔盐水流量m3/h5～76积极冻结时间天≥457冻结孔个数个678冻结孔开孔误差mm≤1009冻结孔允许偏斜mm≤15010冻结孔成孔间距控制m1.3泵房位置1.4m11冻结管总长度m597Ф89×8低碳无缝钢管12冷冻排管总长度m120Ф45×3低碳无缝钢管13测温孔个8Ф89×8（Ф32×3）低碳无缝钢管14泄压孔个4Ф45×3低碳无缝钢管15冻结总需冷量万kcal/h6.1761（4.5412）工况条件(1)在施工冻结孔时，要安装防喷装置，防止出现涌砂水现象。(2)施工过程中必须严格控制钻孔、开挖及冻胀融沉对地层造成的扰动和隧道变形，加强监测，跟踪注浆，以减轻对周围地面环境的影响。(3)结构施工环境差，空间小，联络通道及泵站拱顶部混凝土不易浇捣密实，要保证结构的抗渗要求。(4)为确保开挖的安全，采取以下措施：①冻结区域做好保温，在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温板，敷设范围至设计冻结壁边界外2M，保温板采用专用胶水密贴在隧道管片上不留空隙，板材之间搭接宽度不小于150MM，厚度不小于40MM。②开挖侧前三榀支撑上部冻土采取两次开挖的方法，首次开挖预留300～500MM冻土，待通道开挖后再反刷剩余冻土，可减少上部冻土的暴露时间，保证冻结壁的强度。③开挖过程中严格控制开挖步距，一般不超过0.8M，钢支架及时进行支撑。④开挖前严格进行开挖验收，待具备条件后方可进行开挖。(8)冻结孔施工、初期支护及永久结构施工为本工程的关键工序。冻结的温度检测、土体变形监测为特殊工序。联络通道及泵站施工工艺流程见下页图。冷冻法施工要点及控制原则施工前的准备工作(进场、加工件组织)钻孔定位钻孔冻结管测斜冻结管打压冻结器安装冻结系统调试积极冻结通道开挖、初期支护通道防水施工通道结构层施工泵站开挖、初期支护泵站防水施工泵站结构层施工充填融沉注浆竣工验收冻结系统安装开管片试挖钢管片焊接、隧道预应力支架、防护门安装1号联络通道及泵站冻结法施工工艺流程图工程监测维护冻结施工前的准备工作(进场、加工件组织)钻孔定位钻孔冻结管测斜冻结管打压冻结器安装冻结系统调试积极冻结通道开挖、初期支护通道防水施工通道结构层施工充填融沉注浆竣工验收冻结系统安装开管片试挖钢管片