【正文】 . . . .. .蘇州市軌道交通一號(hào)線ⅠTS14標(biāo)會(huì)展中心站~華池街站聯(lián)絡(luò)通道兼泵站 凍結(jié)法施工組織設(shè)計(jì)江蘇建基建設(shè)有限公司二○○九年十二月 學(xué)習(xí)好幫手目 錄目 錄 １1 編制依據(jù) 12 工程概況 1 工程位置 1 工程范圍和工程結(jié)構(gòu) 1 工程地質(zhì)和水文地質(zhì) 23 總體方案簡(jiǎn)介 24 凍結(jié)加固設(shè)計(jì) 3 施工方案設(shè)計(jì)的基本原則 4 方案設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn) 4 凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì) 5 凍結(jié)孔布置及制冷設(shè)計(jì) 6 凍結(jié)施工技術(shù)要點(diǎn) 85 凍結(jié)施工 8 施工程序 8 施工準(zhǔn)備 9 凍結(jié)孔施工 10 冷凍站安裝 12 積極凍結(jié)與維護(hù)凍結(jié) 126 開(kāi)挖與構(gòu)筑施工方案 14 開(kāi)挖順序 15 支護(hù)方式 157 開(kāi)挖與構(gòu)筑施工 17 施工準(zhǔn)備 17 施工措施 18 施工平面布置 19 開(kāi)挖及支護(hù)質(zhì)量要求 208 地層跟蹤注漿及其它 20 融沉控制 20 防腐、鉆孔補(bǔ)強(qiáng)等收尾工作 229 施工進(jìn)度及配套計(jì)劃 22 施工進(jìn)度計(jì)劃 22 勞動(dòng)力配備計(jì)劃 22 設(shè)備與材料供應(yīng)計(jì)劃 2310 工程監(jiān)測(cè) 25 監(jiān)測(cè)內(nèi)容 25 監(jiān)控量測(cè) 26 凍土帷幕監(jiān)測(cè) 2911 臨時(shí)用電組織設(shè)計(jì) 29 凍結(jié)工程用電及電壓等級(jí) 29 供電線路安排 30 安全用電措施 31 施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全常識(shí) 32 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 3212 環(huán)境保護(hù)措施 3213 質(zhì)量和安全保證措施 33 質(zhì)量保證體系 33 施工安全保障措施 35 確保施工質(zhì)量及安全的主要技術(shù)措施 36 開(kāi)挖構(gòu)筑安全質(zhì)量技術(shù)措施 3714 文明施工保證措施 3815 預(yù)防及應(yīng)急預(yù)案 38 安全防險(xiǎn)門設(shè)計(jì)和施工 38 凍結(jié)孔施工預(yù)案 43 凍結(jié)施工預(yù)案 43 開(kāi)挖與掘砌施工預(yù)案 44 防止凍脹、融沉預(yù)案 44 跟蹤注漿預(yù)案 4416 附件 451 編制依據(jù)1 《蘇州地鐵一號(hào)線ⅠTS14標(biāo)土建工程區(qū)間平縱斷面及襯砌環(huán)布置圖》；2 《蘇州地鐵一號(hào)線ⅠTS14標(biāo)土建工程會(huì)—華區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道兼泵站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖》；3 《蘇州地鐵一號(hào)線ⅠTS14標(biāo)土建工程工程沿線建（構(gòu)）筑物調(diào)查報(bào)告》；4 《蘇州地鐵一號(hào)線ⅠTS14標(biāo)土建工程工程詳細(xì)勘查報(bào)告》；5 《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》．GB502991999 2003版。6 《礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》．GBJ21390；7 《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》．MT500994；8 國(guó)家有關(guān)現(xiàn)行規(guī)范及蘇州地鐵公司的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求。2 工程概況 工程位置為了滿足區(qū)間緊急疏散排水的要求，會(huì)展中心站~華池街站設(shè)一個(gè)聯(lián)絡(luò)通道兼泵站。該聯(lián)絡(luò)通道兼泵站中心里程為右DK20+（左DK20+）， m。 工程范圍和工程結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道（兼泵站）包括：連接兩條盾構(gòu)隧道的一條通道、通道下集水井；連接隧道和集水池的一條集水管；，中間部分?jǐn)嗝鏋榘雸A拱直墻形式：，，通道設(shè)防火門兩道；（長(zhǎng)寬高）。通道的開(kāi)挖尺寸：（長(zhǎng)）（寬）（高）；集水井開(kāi)挖尺寸：（長(zhǎng)） m（寬） （深）。襯砌采用二次襯砌方式，所有臨時(shí)支護(hù)層厚度均為250mm；通道墻、拱和集水井的結(jié)構(gòu)層為400mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土，喇叭口附近頂部和底部的結(jié)構(gòu)層分別為1050mm、1330mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土；支護(hù)層和結(jié)構(gòu)層之間安裝防水層。襯砌采用二次襯砌方式，所有臨時(shí)支護(hù)層厚度均為250mm；通道墻、拱的結(jié)構(gòu)層為400mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土，通道喇叭口附近頂部和底部的結(jié)構(gòu)層分別為1050mm、1330mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土；支護(hù)層和結(jié)構(gòu)層之間安裝防水層。其結(jié)構(gòu)圖如下。 聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)圖 工程地質(zhì)和水文地質(zhì) 工程地質(zhì)根據(jù)會(huì)展中心站~華池街站區(qū)間地質(zhì)勘察資料，工本區(qū)間為廣闊的沖湖積平原，水系發(fā)達(dá)，地勢(shì)平坦，是典型的水網(wǎng)化平原，本區(qū)間無(wú)不良地質(zhì)作用，聯(lián)絡(luò)通道處土層自上而下依次為①2填土、淤泥土①1淤泥土，③2粉質(zhì)粘土、④1粉土、④2粉砂、⑤粉質(zhì)粘土。聯(lián)絡(luò)通道上方地面為玲瓏街路面，聯(lián)絡(luò)通道兼泵站所處地層主要為④2Q322粉砂、⑤Q322粉質(zhì)粘土。 水文地質(zhì)根據(jù)鉆探揭示的地層結(jié)構(gòu)，工程區(qū)域內(nèi)地下水主要為潛水、微承壓水和承壓水三種類型。微承壓水主要為④1粉土、④2粉砂，為良好的賦水和透水層，該含水層組埋深3~7米，~，該含水層的補(bǔ)給來(lái)源主要為潛水和地表水。承壓水含水層由⑦粉土層組成，埋深較大（30米以上），該層對(duì)本工程施工及運(yùn)營(yíng)影響不大。場(chǎng)地內(nèi)地下水對(duì)砼及砼結(jié)構(gòu)中氏鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。3 總體方案簡(jiǎn)介本工程聯(lián)絡(luò)通道根據(jù)設(shè)計(jì)采用凍結(jié)法加固土層，即用人工制冷方法使聯(lián)絡(luò)通道外圍的土層降溫凍結(jié)，形成一個(gè)封閉的凍土維護(hù)結(jié)構(gòu)，然后在凍土維護(hù)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道和泵站的掘砌施工；根據(jù)工程地質(zhì)條件及施工條件，確定采用“隧道內(nèi)鉆孔，凍結(jié)臨時(shí)加固土體，礦山法暗挖構(gòu)筑”的施工方案，即：在隧道內(nèi)利用水平孔和傾斜孔凍結(jié)加固地層，使聯(lián)絡(luò)通道及集水井外圍土體凍結(jié)，形成強(qiáng)度高，封閉性好的凍土帷幕，然后根據(jù)“新奧法”的基本原理，在凍土中采用礦山法進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道及泵站的開(kāi)挖構(gòu)筑施工，地層凍結(jié)和開(kāi)挖構(gòu)筑施工均在區(qū)間隧道內(nèi)進(jìn)行，其施工工藝見(jiàn)圖31（聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工工藝流程圖）。施工前的準(zhǔn)備工作（進(jìn)場(chǎng)、加工件組織）圖31 聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工工藝流程圖注 漿凍 結(jié) 系 統(tǒng) 部 分 安 裝鉆孔定位鉆 孔凍結(jié)管安裝凍結(jié)管打壓下凍結(jié)器凍結(jié)系統(tǒng)調(diào)試積極凍結(jié)鋼管片焊接、凍結(jié)測(cè)溫監(jiān)測(cè)、預(yù)應(yīng)力支架安裝試 挖工 程 監(jiān) 測(cè)維 護(hù) 凍 結(jié)聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖、臨時(shí)支護(hù)聯(lián)絡(luò)通道防水施工聯(lián)絡(luò)通道永久結(jié)構(gòu)施工泵站開(kāi)挖、臨時(shí)支護(hù)泵站防水施工泵站永久結(jié)構(gòu)施工竣工驗(yàn)收注 漿凍結(jié)孔施工和聯(lián)絡(luò)通道臨時(shí)支護(hù)施工為本工程的關(guān)鍵工序。凍結(jié)檢測(cè)和溫度，土體變形，壓力監(jiān)測(cè)及聯(lián)絡(luò)通道永久支護(hù)施工為特殊工序。4 凍結(jié)加固設(shè)計(jì) 施工方案設(shè)計(jì)的基本原則1 水平凍結(jié)帷幕技術(shù)性能必須滿足旁通道施工的安全和質(zhì)量要求。2 水平凍結(jié)方案應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件的施工可行性和良好的可操作性。3 施工方案應(yīng)在工程要求工期的條件下具備優(yōu)化能力。4 施工方案措施必須滿足城市環(huán)保及節(jié)能要求。5 減少凍脹與融沉的危害。 方案設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)由于該旁通道所處地層主要為④2Q322粉砂、⑤Q322粉質(zhì)粘土，所以施工時(shí)有可能發(fā)生泥、水突出和地層沉降。在施工中必須采取切實(shí)可靠的技術(shù)措施，以確保旁通道施工的安全并保證施工工期。提出以下技術(shù)要點(diǎn)：1 由于混凝土和鋼管片相對(duì)于土層要容易散熱得多，會(huì)影響隧道管片附近土層的凍結(jié)速度，從而影響凍土帷幕的整體穩(wěn)定性和封水性。特別是要保證旁通道喇叭口部位凍土帷幕的厚度和強(qiáng)度及與管片的完全膠結(jié)，在凍結(jié)孔施工端喇叭口部位布置兩排孔加強(qiáng)凍結(jié)，在對(duì)側(cè)隧道布置冷凍板。所有的鋼管片的格柵要用砼充填密實(shí)，同時(shí)管片外面采用PEF板隔熱保溫，以減少冷量損失，在凍土墻與管片膠結(jié)處放置測(cè)溫點(diǎn)，以加強(qiáng)對(duì)凍土墻與管片膠結(jié)狀況的檢測(cè)。2 用金剛石取芯鉆開(kāi)孔，跟管鉆進(jìn)法下凍結(jié)管。凍結(jié)孔開(kāi)孔前，在布孔范圍內(nèi)打小孔徑探孔，探測(cè)地層穩(wěn)定情況。如發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重漏水冒泥現(xiàn)象，先進(jìn)行水泥—水玻璃雙液壁后注漿，以提高孔口附近地層穩(wěn)定性，然后再鉆進(jìn)凍結(jié)孔。每個(gè)鉆孔都設(shè)有孔口管，并安裝鉆孔密封裝置，以防鉆進(jìn)時(shí)大量出泥、出水。3 針對(duì)施工凍結(jié)孔時(shí)容易產(chǎn)生涌水現(xiàn)象，采用強(qiáng)力水平鉆機(jī)，盡量實(shí)現(xiàn)無(wú)泥漿鉆進(jìn)。如發(fā)現(xiàn)鉆孔泥水流失，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿。4 加強(qiáng)凍結(jié)過(guò)程檢測(cè)。在凍土帷幕內(nèi)布置測(cè)溫孔，以便正確判斷凍土帷幕是否交圈和測(cè)定凍土帷幕厚度。對(duì)側(cè)隧道管片附近土層的凍結(jié)情況將成為控制整個(gè)旁通道凍土帷幕安全的關(guān)鍵，為此，在對(duì)側(cè)隧道管片上沿凍土帷幕四周布置測(cè)溫孔，以全面監(jiān)測(cè)凍土帷幕的形成過(guò)程。5 在旁通道兩端布設(shè)泄壓孔，以減小土層凍脹對(duì)隧道的影響。該孔可作為凍結(jié)帷幕壓力變化的觀測(cè)孔，同時(shí)利用管片上的注漿孔來(lái)卸壓。6 旁通道開(kāi)挖時(shí)在隧道內(nèi)設(shè)預(yù)應(yīng)力支架，以防打開(kāi)預(yù)留鋼管片時(shí)隧道變形和破壞。施工完旁通道臨時(shí)支護(hù)層后再打開(kāi)對(duì)側(cè)隧道旁通道的預(yù)留鋼管片。在旁通道襯砌中預(yù)埋壓漿管，采用注漿方式以補(bǔ)償土層融沉。注漿應(yīng)配合凍土帷幕融化過(guò)程進(jìn)行，開(kāi)始可注粘土—水泥漿。7 由于凍土的蠕變性很強(qiáng)，凍土帷幕在破壞前必然有一個(gè)較大的蠕變過(guò)程，可以通過(guò)檢查開(kāi)挖過(guò)程中的凍土帷幕變形情況判斷其安全性。為此，在開(kāi)挖過(guò)程中必須及時(shí)進(jìn)行凍土帷幕變形和溫度觀測(cè)，如遇凍土帷幕有明顯變形，立即用鋼支架加木背板支撐，調(diào)整開(kāi)挖構(gòu)筑工藝，并同時(shí)加強(qiáng)凍結(jié)。8 為了進(jìn)一步提高旁通道掘砌施工的安全性，特采取以下措施：選用可靠的凍結(jié)施工機(jī)械；準(zhǔn)備足夠的備用設(shè)備；加強(qiáng)停凍時(shí)的凍土帷幕監(jiān)測(cè)；盡快施工襯砌，必要時(shí)用堆土法密閉開(kāi)挖工作面。9 由于凍脹力和凍土融沉的作用，影響周圍土層的力系平衡，使隧道產(chǎn)生水平位移和沉降，故在整個(gè)施工過(guò)程中，加強(qiáng)隧道變形的監(jiān)測(cè)，確保隧道安全。在凍土帷幕關(guān)鍵部位，多布置測(cè)溫孔，監(jiān)測(cè)凍土帷幕的形成過(guò)程和形成狀況。 凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，為了通道開(kāi)挖時(shí)的安全，我們采用在兩條隧道分別鉆孔的方案，即在另一條隧道底部打一排孔，將聯(lián)絡(luò)通道封閉，這樣開(kāi)挖時(shí)就挖不到凍結(jié)管，確保了凍土的強(qiáng)度和安全，另挖土?xí)r，減少了凍土的挖掘量。根據(jù)通道結(jié)構(gòu)和水文地質(zhì)資料，設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道的凍土強(qiáng)度以凍土平均溫度為10℃時(shí)的粉質(zhì)粘土強(qiáng)度為準(zhǔn)，根據(jù)《建井工程手冊(cè) 第四冊(cè)》提供的參數(shù)，凍土平均溫度為10℃時(shí)的粉質(zhì)粘土σ壓=, σ拉=,τ剪=。 凍結(jié)帷幕厚度的驗(yàn)算圖41 聯(lián)絡(luò)通道計(jì)算簡(jiǎn)圖 斷面、荷載及凍土厚度根據(jù)地質(zhì)資料，進(jìn)行凍結(jié)帷幕驗(yàn)算。通道垂直土壓力（P）和側(cè)向上、下荷載（Ps、Px），按下式計(jì)算：[注：由于凍脹，土體向上膨脹，上部土體產(chǎn)生被動(dòng)土壓力，上、下垂直土壓力應(yīng)相等。]，如圖41。P=γH=γ(Ho+Hx)+20 =(kPa)Pcs=ξPs=ξγ(HoHs)=(kPa)Pcx=ξPx=ξγ(HoHs+h)=(kPa)式中：γ——土的容重，約為18kN/㎡（地面超載20 kN /m2）； H、Ho——計(jì)算點(diǎn)的土的埋深；Hx、Hs——聯(lián)絡(luò)通道下部、上部?jī)鼋Y(jié)管到聯(lián)絡(luò)通道中心線的距離； ξ——側(cè)壓力系數(shù)，；h——開(kāi)挖凈高+凍土厚度；，，計(jì)算該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩和軸力，進(jìn)而求得截面內(nèi)的壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。 各截面的彎矩及軸力聯(lián)絡(luò)通道中部?jī)鐾两Y(jié)構(gòu)的彎矩及軸力列于下表4并示于圖42中。表41 聯(lián)絡(luò)通道（兼泵站）中部?jī)鐾两Y(jié)構(gòu)的彎矩及軸力截面1 2 3 4 5彎矩M ()48563646639520軸力N (KN)396956956956426 圖42 聯(lián)絡(luò)通道凍土結(jié)構(gòu)彎矩及軸力圖 強(qiáng)度校驗(yàn)、安全系數(shù)校驗(yàn)表42 通道中部?jī)鐾两Y(jié)構(gòu)各截面安全系數(shù)截面12345應(yīng)力類型壓壓拉剪壓壓拉剪壓應(yīng)力值MPa安全系數(shù)k2．63．22．82．6從表42數(shù)據(jù)可見(jiàn)，各截面的壓應(yīng)力最小的安全系數(shù)K =，拉應(yīng)力安全系數(shù)K道=,， 剪應(yīng)力安全系數(shù)K=；安全；根據(jù)設(shè)計(jì)，滿足全斷面開(kāi)挖施工要求。 凍結(jié)孔布置及制冷設(shè)計(jì) 聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)孔設(shè)計(jì)根據(jù)凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì)及旁通道的結(jié)構(gòu)，凍結(jié)孔按上仰、近水平、下俯三種角度布置。通道兼泵站凍結(jié)孔數(shù)70個(gè)（左線隧道59個(gè)包括4個(gè)穿孔，右線隧道11個(gè)）。其中四個(gè)對(duì)穿孔，為對(duì)面冷板和凍結(jié)孔供冷。凍結(jié)孔的布置詳見(jiàn)附圖凍結(jié)孔施工平面圖及附圖凍結(jié)管布置剖面圖，并根據(jù)鉆機(jī)情況、管片配筋情況和旁通道擬開(kāi)管片的實(shí)際位置，對(duì)鉆孔孔位作少量調(diào)整。 m ~ m設(shè)計(jì)測(cè)溫孔8個(gè)，每側(cè)隧道各布置4個(gè)；泄壓孔4個(gè)，每側(cè)隧道各布置2個(gè)。凍結(jié)孔的布置詳見(jiàn)附圖2。 制冷設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)參數(shù)確定（1）設(shè)計(jì)鹽水溫度為28℃～30℃。（2）凍結(jié)孔單孔流量不小于5m3/h。（3）凍結(jié)孔終孔間距Lmax≤1000mm，凍土發(fā)展速度取28mm/d，凍結(jié)帷幕交圈時(shí)間為19天，達(dá)到設(shè)計(jì)厚度時(shí)間為40天。（4）積極凍結(jié)達(dá)到開(kāi)挖時(shí)間為40天，維護(hù)凍結(jié)時(shí)間為30