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宁波中铁一局轨道交通盾构区间冻结法联络通道施工方案简介:
宁波中铁一局轨道交通盾构区间冻结法联络通道施工方案,主要是指在修建地铁或者轨道交通过程中,通过冻结法技术在两个盾构区间之间构建联络通道的一种施工方法。这种施工技术主要适用于地层条件复杂、地质不稳定或者地下结构需要连通的区域。
具体步骤如下:
1. 地质调查与分析:首先对施工区域的地质条件进行详细调查,了解土壤类型、地下水位、冻土层等信息,为施工方案设计提供依据。
2. 冻结法施工:利用冷冻设备,如钻孔机和冷冻管,向地下钻孔并注入冷冻剂,如水和制冷剂,使地层冻结形成冻结壁。这个过程可以隔离地层,防止施工对周围环境的影响。
3. 联络通道开挖:当冻结壁形成后,可以安全地进行通道的开挖工作。由于冻结壁的稳定性,通道开挖相对容易,且对周围土体的扰动较小。
4. 结构构建:在通道内部,根据设计需求,建设联络通道的结构,如隧道、桥梁等,保证地铁线路的连通。
5. 解冻与验收:施工完毕后,进行解冻,检查通道结构的稳定性,最后进行验收。
这种施工方案的优点是施工过程相对平稳,对周围环境影响小,且适合于冻土区的施工。但需要注意的是,冻结法施工需要严格的工艺控制和设备支持,且施工周期较长。
宁波中铁一局轨道交通盾构区间冻结法联络通道施工方案部分内容预览:
安装方法:在区间隧道左、右线联络通道开口两侧各架两榀,共四榀,并在联络通道两端沿隧道方向对称布置,每榀支架有8个支点,由6个50t螺旋式千斤顶提供预应力,施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压,每个千斤顶以压实支撑点为宜。
安全应急门是安装在开挖侧隧道预留洞口上,并配备风量不小于6m3/min的空压机为防护门供气。安全门在开管片前安装,安装后进行耐压密封实验,先向防护门内注满水,再用空压机加压,在不停止空压机时,压力能保持设计压力为合格。集水井防护门是在泵房开挖前进行安装,是防止开挖过程中发生位移变形超值,或冒泥、涌水,其它措施抢救无效的情况下,为确保隧道安全而使用的。
加固土体强度达到设计要求及准备工作就绪后开挖构筑工作就可正式开始,探孔无水或泥沙等物流出后即可开管片。开管片前,首先准备2台5t千斤顶TBT3218-2009标准下载,5t和2t手拉葫芦各一个。
将两台千斤顶架在被开管片两侧,中间用一根型钢横梁同钢管片直接相连接,通过千斤顶顶推横梁向外顶推钢管片。操作时,要认真观察管片受力及位移情况,消除局部受阻因素,防止管片变形。5t葫芦作为辅助拉拔管片用,一端挂住欲拆管片,一端系在对面隧道管片上,水平方向稍加力向外(隧道内)拉拔管片,要配合千斤顶操作。2t葫芦悬吊在欲拆管片的上方,一端钩住欲拆管片,以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。
经探孔确认可以进行正式开挖后,打开钢管片,然后根据采用矿山法进行暗挖施工。根据工程结构特点,联络通道开挖掘进采取分区分层方式进行。在上部通道结构施工完毕,强度达到60%后,再进行泵房的开挖,其施工顺序如图所示。
由于土体采用冻结法加固,冻土强度较高,冻结帷幕承载能力大,因而开挖时(除喇叭口处侧墙和拱顶外)可以采用全断面一次开挖,开挖步距为0.45m左右(特殊情况不大于0.8m)。开挖断面超挖不大于30mm,开挖中心线偏差不大于20mm。
泵房开挖过程中将出现部分冻结管被暴露,为确保安全,根据冻结孔布置图孔位布置特征,跟班技术员跟踪监测开挖面深度,当开挖面距离泵房内冻结管约5~10cm时,关闭该组冻结管的去、回路阀门,等该组冻结管全部暴露后,再打开原先关闭的阀门,恢复冻结。待泵房230mm厚的临时支护层施工结束后,在防水层施工之前,即可将泵房内暴露的冻结管割除,再进行防水层及永久结构的施工。
另外,冻土强度高,韧性好,需采用风镐进行掘进。为了提高掘进效率,加快施工进度,缩短冻土暴露时间,风镐尖需做淬火处理。而且掘进环境温度在0℃以下,输风管路及风镐中的冷凝水容易结冰,需进行除湿处理,一方面把风管悬吊起来,另外每隔1~2小时向风管内注入酒精,防止冰屑的出现。并要求每个掘进班配备5~6把风镐,以避免不能正常工作而影响施工进度。
在掘进施工中根据揭露土体的加固效果,以及监控监测信息,及时调整开挖步距和支护强度,确保安全施工。
开挖的土方用翻斗车运至隧道口,转由提升机运至地面指定的堆放处,再集中运出场地。
采用两次支护方式。第一次支护(临时支护)采用钢筋格栅和喷射混凝土。第二支护(二次衬砌)采用现浇钢筋混凝土。
(2)喷射混凝土工艺流程 各种材料(不含水)按照设计配比要求进行干拌和→拌和好的松散混凝土直接喂入喷射机料斗→由空压机提供的压缩空气裹携物料通过输料管送到喷头处——在此处加入水与物料混合——在风压作用下喷射到受喷面上。
(3)喷射混凝土材料要求
根据结构要求特点,按照从下到上的顺序进行施工,分层进行喷射。
施工时要正确地控制喷射机的工作风压和保证喷嘴料流的均匀性。喷射机处的工作风压应根据适宜的喷射速度而进行调整,若工作风压过高,即喷射速度过大,动能过大,使回弹增加,若工作风压过低,压实力小,影响混凝土强度,喷射机的料流要均匀一致,以保证速凝剂在混凝土中均匀分布。
喷射完毕,要及时进行表面的修整,以方便防水层的施工。
开挖及支架架设应按中腰线严格控制,防止支架偏移。
联络通道兼有泵房结构的,在防水层施工前一定要先把2根DN200的排水管安装好,坡度为2%,周围用素混凝土充填密实。
在开挖和临时支护过程中,布设通道收敛变形测点,及时掌握冻结帷幕位移发展速度,通过调整开挖步距和支护强度来控制冻结帷幕的位移量,确保施工安全和施工进度。
喷射混凝土前,在临时支护层中预埋注浆管,注浆管选用φ50㎜的焊接管,顶端接管箍,并用丝堵封闭。
开挖过程中注意冻结管的位置,以防风动工具打破冻结管。若发生打破冻结管,应及时通知冻结站人员,关闭阀门,补焊冻结管。
(1)遇水膨胀橡胶条及注浆管施工
钢管片与支护层和结构层的接缝处设置兜绕成环的遇水膨胀橡胶条和预埋注浆管。喇叭口部位全部刷扩至设计尺寸,临时支护完成后,即可进行橡胶条施工。遇水膨胀橡胶条用粘接剂沿着临时支护断面内侧直接粘到隧道管片上。粘接前必须对管片进行清洗,止水带一定要粘牢,不能留有空隙。
遇水膨胀橡胶条固定好后,再在管片上安装环绕成圈的IT注浆管,采用金属件固定,注浆口引出结构层外,注浆管搭接长度不小于200mm。
铺设防水板前必须对初期支护表面找平,拱墙补喷找平,底部砂浆找平,对外部的钢筋接头切除、磨平。
防水板铺设由拱顶开始,然后沿侧墙下翻与由底板铺设上翻的防水板相接,构成一封闭防水层。防水板的施工须保持连续与完整、且表面无破损情况。先铺设一层无纺布缓冲层,然后铺设防水板,再铺设一层无纺布保护层。缓冲层以机械固定方法固定于支护层上,保护层以点粘法热熔固定。
防水板接缝搭接长度应为100mm,焊接宽度为不小于50mm。
永久支护是为现浇钢筋砼结构。为减少砼施工接缝,联络通道开挖及临时支护完成后,一次连续进行浇筑。由于这种结构的特殊性,通道顶板内的砼浇筑较为困难,为提高砼施工质量,采取分段浇筑的施工方式,必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。上部结构施工完成以后,开挖泵房,泵房开挖到设计深度,首先对泵房底板进行封底浇筑,然后一次完成泵房的钢筋砼浇筑施工。
钢筋间排距应严格按结构设计图纸进行绑扎,钢筋搭接部分长度应符合设计要求,且不低于35d(d为钢筋直径),受力钢筋之间绑扎接头应相互错开;
从任一绑扎接头中心至搭接长度的1.3倍区段范围内,有绑扎接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总面积的百分率不超过25%;
在结构砼与钢管片接触部位应按规定焊接锚筋,且纵筋与钢管片搭接处应采用L形焊接。
根据结构尺寸定制钢模板,立模采用16#槽钢制作的碹骨作为模板支撑,碹骨间距900~1200mm,碹骨立设于已浇底板砼面上,碹骨底脚处加型钢横撑,以防浇砼时侧墙内移,碹骨脚底加垫一层厚20mm的木板防止骨腿下沉。碹骨按中腰线安设并做到牢固可靠。模板就位前,应在模板上均匀涂刷脱模剂,按结构特征顺序安装模板,即先按设两侧墙模板,浇完后再从一端向另一端安齐顶模。检查模板的垂直度、水平度、标高以及钢筋保护层的厚度,校正合格后,将模板固定。
结构层混凝土选用商品防水混凝土,要求混凝土强度等级C35,抗渗等级P10。因隧道内长距离运输和结构浇筑时间长,可在混凝土内加入一定量的缓凝剂。混凝土由安装在工作井处的溜灰管输入到隧道口的手推车或翻斗车内,然后运至工作面,优先选用翻斗车运输,缩短运输时间,防止混凝土离晰和硬化现象。
用人工法将砼送入支好的钢模内并用插入式振捣棒反复均匀振捣。搅拌的混凝土用试模制成标准试块,现场用于检测混凝土强度及抗渗性。
通道顶板内的混凝土浇筑采用分段浇筑的施工方式,必要时用气动输送泵输送混凝土,采用外部震捣(即用附着式振动器震捣),以提高工作效率,确保砌筑质量。
砼浇筑尽量连续浇筑,如因特殊原因不能连续浇灌时,在接茬部位应凿成毛面,确保混凝土粘接性;施工缝止水选用止水钢板或橡胶止水条。
在泵房上方通道墙部浇筑时,墙基应用木板制成斜坡,确保砼基础与通道成一整体结构。
砼结构强度达到设计强度70%时方可拆模。
砼震捣:采用斜向震捣,即震动棒与砼表面约成40°~45°角,震捣要求做到“快插慢拔”。砼分层浇筑时,每层砼厚度不超过振动棒长度的1.5倍。在震上分层时,应插入下层砼中50mm左右,且在下层砼初凝之前进行。震捣时布点均匀,震捣程度以下面四条标准控制:不出现气泡、砼不下沉、表面泛浆、表面形成水面。
通道地面用1:2水泥砂浆找平。
冻结孔封堵,砼管片上的采用速凝剂封堵,钢管片上的用钢板进行封堵。
浇筑钢管片内格腔混凝土,外露钢构件表面均涂无溶剂超厚膜型环氧涂料二度。
拆除隧道内钢支架,再次拧紧特殊衬砌环内所有连接螺栓。
集水井钢盖板的加工制作,安装,盖板外涂无溶剂超厚膜型环氧涂料二度。
开挖与构筑质量控制程序
融沉控制主要是根据冻结壁的融化规律并结合现场实测地层沉降量,通过在结构层中预埋的注浆管和隧道管片上的注浆孔对冻土融化区域进行压密注浆,以达到控制冻结壁融化后地层沉降的目的。在注浆同时,可根据施工现场的实际要求DBJ∕T 15-139-2018 地铁消防设施检测技术规程,采取自然解冻方式。
联络通道隧道底部和喇叭口处利用管片注浆孔,必要时再利用钻机在管片上开孔,增加布设注浆孔;
联络通道结构预埋注浆孔的布置:注浆孔的布置如图10中所示,在联络通道两端喇叭口各布置1个注浆断面,在泵房内设置12个注浆孔,通道部位按1.5m间距布设一个断面;预埋管结构:选用φ50mm的焊接管,顶端接带螺纹的管箍,并用丝堵封闭 。
充填注浆的目的:一是防止冻结壁局部解冻透水后衬砌后间隙导水而增加衬砌透水的可能性,二是通道拱项混凝土不容易浇注密实,及时充填注浆有利于补强衬砌并减小冻结壁解冻过程中的变形。
(1)注浆孔布置:采用在结构中预埋的注浆孔进行压浆及管片上原有注浆孔。
(2)注浆时间:在停止冻结后3~7天内,结构混凝土强度达到设计强度60%以上时开始注浆,直到充填注浆到拱项结束。
(3)注浆材料:浆液为单液浆,重量配比为:水:水泥=0.8~1:1。
(4)注浆压力:通道部位注浆压力不得大于静水压力NB/T 10307-2019 电冰箱用化霜加热器,集水井部位注浆压力不得大于0.1Mpa。
(5)注浆顺序:注浆按由下而上的顺序进行,当上一层注浆孔连续返浆后即可停止下一层注浆,直到注到拱项结束。