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      冷凍法在地鐵盾構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用

      2018-10-21 15:28:53王嘉懿
      名城繪 2018年9期
      關(guān)鍵詞:聯(lián)絡(luò)帷幕鹽水

      王嘉懿

      摘要:設(shè)置于地鐵區(qū)間隧道中間的聯(lián)絡(luò)通道,起到連接兩條隧道、集、排水、防火及疏散等作用,有時(shí)根據(jù)工程設(shè)計(jì)需要同時(shí)設(shè)置集水井。聯(lián)絡(luò)通道施工不僅要考慮自身結(jié)構(gòu)及地面環(huán)境安全,同時(shí)要考慮盾構(gòu)隧道的安全與穩(wěn)定。所以,城市地鐵聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖前必須對(duì)其周?chē)馏w進(jìn)行加固。凍結(jié)法加固土體既有效地保證了通道安全施工;又保證了工程的質(zhì)量和進(jìn)度。隨著我國(guó)軌道交通的迅猛發(fā)展,冷凍法的施工工藝必然在地鐵工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞:地鐵;聯(lián)絡(luò)通道;冷凍法;施工技術(shù)

      地鐵盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道暗挖施工的地基加固工程中,經(jīng)常使用的方法有攪拌樁、旋噴樁、壓力注漿等。但是,在富水的粉細(xì)砂地層中,由于很難控制水泥漿的流失,采用上述的施工方法往往達(dá)不到預(yù)期的加固效果;聯(lián)絡(luò)通道一般都處在繁華街道的路面以下,地面交通繁忙,無(wú)法占用路面進(jìn)行鉆孔和樁體施工,因而,冷凍法就成了地基加固的較好選擇。

      冷凍法是利用冷凍機(jī)將冷凍液進(jìn)行降溫,通過(guò)敷設(shè)的循環(huán)管路將其輸送到需要冷凍的地層中,保持低溫向外擴(kuò)散,使土體凍結(jié)形成帷幕,起到加固土體的作用,在已加固的地層中采用礦山法開(kāi)挖聯(lián)絡(luò)通道和廢水泵房。用冷凍法加固土體雖然有工程造價(jià)高、工期長(zhǎng)、上覆土體可能發(fā)生凍脹和融沉問(wèn)題、需要有較高資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍施工、需要使用專(zhuān)用的施工設(shè)備等缺點(diǎn),但是,冷凍法加固的土體具有強(qiáng)度高、封水性好、安全可靠、不占用路面等優(yōu)點(diǎn),因此,在其它加固方法不能使用時(shí),冷凍法用在聯(lián)絡(luò)通道這種小體量工程中還是可取的。

      1工程概況

      某地鐵盾構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道采用冷凍法施工。該聯(lián)絡(luò)通道拱部埋深15m,凈寬2 5m,凈高2.6m,廢水泵房?jī)舫叽鐬?.85m(深)X2.1m(寬)X4.5m(長(zhǎng))。聯(lián)絡(luò)通道處管片采用開(kāi)口襯砌環(huán)(鋼管片+A型鋼筋混凝土管片)。盾構(gòu)區(qū)間的聯(lián)絡(luò)通道全環(huán)噴C25早強(qiáng)混凝土;全環(huán)中8鋼筋網(wǎng),全斷面單層,網(wǎng)格間距150×150mm;通道設(shè)計(jì)格柵鋼架縱向聯(lián)結(jié)主筋中22(HRB400),環(huán)向間距0.5m。

      2冷凍法在施工中的應(yīng)用

      2.1需冷量計(jì)算

      想要對(duì)土層進(jìn)行凍結(jié)加固,需要首先結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查數(shù)據(jù),對(duì)凍結(jié)所需的冷量進(jìn)行計(jì)算,有

      0Z=1.2XqXA上述公式中,A表示凍結(jié)總表面積,單位為衍;q表示凍結(jié)管的吸熱能力,單位為kcal/m2h。代入相關(guān)數(shù)據(jù),最終得到的需冷量為4.25×104kcal/h。

      2.2凍結(jié)孔定位

      為了保證良好的凍結(jié)效果,在施工前,還需要針對(duì)凍結(jié)孔的位置進(jìn)行校核。施工人員必須嚴(yán)

      格依照設(shè)計(jì)施工圖紙,確定基準(zhǔn)點(diǎn),做好放線(xiàn)定位工作。應(yīng)該注意,從施工安全和施工質(zhì)量的角度考慮,凍結(jié)孔的位置必須合理,避開(kāi)螺栓、主筋等關(guān)鍵部位,如果遭遇需要做出相應(yīng)的調(diào)整,確保誤差不超過(guò)100mm。

      2.3開(kāi)孔作業(yè)

      在進(jìn)行凍結(jié)孔的開(kāi)孔作業(yè)時(shí),可以選擇j-200型鉆機(jī),搭配+130mm金剛石取芯鉆頭,保證良好的開(kāi)孔效果。需要注意的是,必須控制好鉆進(jìn)的深度和速度,避免穿透管片的情況。開(kāi)

      孔完成后,需要做好清孔工作,然后放入預(yù)制孔口管,固定后進(jìn)行孔口的密封處理。

      2.4積極凍結(jié)與維護(hù)凍結(jié)

      2.4.1凍結(jié)系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)與積極凍結(jié)

      設(shè)備安裝完畢后進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),要隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數(shù).使機(jī)組在有關(guān)工藝規(guī)程和設(shè)備要求的技術(shù)參數(shù)條件下運(yùn)行。凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后進(jìn)入積極凍結(jié)。

      此階段為凍結(jié)帷幕的形成階段,積極凍結(jié)期鹽水溫度為一28℃—一30℃,設(shè)計(jì)凍結(jié)時(shí)間36天,要求凍結(jié)孔單孔流量不小于3m3/h;積極凍結(jié)7天鹽水溫度降至一18℃以下,積極凍結(jié)1s天鹽水溫度降至一24℃以下,去回路溫差不大于2℃;開(kāi)挖時(shí)鹽水溫度控制在-25℃—一28℃。若鹽水溫度和鹽水流量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。應(yīng)延長(zhǎng)積極凍結(jié)時(shí)間。

      2.4.2維護(hù)凍結(jié)

      在積極凍結(jié)過(guò)程中,要根據(jù)實(shí)測(cè)溫度資料判斷凍結(jié)帷幕是甭交網(wǎng)和達(dá)到設(shè)計(jì)厚度,同時(shí)要監(jiān)測(cè)凍結(jié)帷幕與隧道的膠結(jié)情況,測(cè)溫判斷凍結(jié)帷幕交圈并達(dá)達(dá)到設(shè)計(jì)厚度且與隧道完全膠結(jié)后??蛇M(jìn)入維護(hù)凍結(jié)階段。維護(hù)凍結(jié)期溫度應(yīng)保持在一25℃—一28℃,凍結(jié)時(shí)間貫穿聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖和主體結(jié)構(gòu)施工始終。

      2.5 融沉控制

      2.5.1充填注漿

      充填注漿是為了減小凍結(jié)壁的變形和補(bǔ)強(qiáng)襯砌, 避免襯砌透水。注漿的漿液是水泥漿。以結(jié)構(gòu)預(yù)埋注漿孔和管片注漿孔做好壓漿,聯(lián)絡(luò)通道注漿壓力要小于靜水壓力。在集水井處

      的注漿壓力要小于0.1MPa,并以下至上進(jìn)行注漿。等到上一層的注漿孔返漿后停止下層注漿,保證充填注漿至拱頂。

      2.5.2 融沉注漿

      充填注漿完成后進(jìn)行融沉注漿, 以監(jiān)測(cè)反饋信息組織注漿,控制好注漿量。同時(shí)在凍結(jié)帷幕邊注漿,壓密注漿整個(gè)凍結(jié)的區(qū)域。注漿壓力要小于0.5MPa。以監(jiān)測(cè)反饋及時(shí)安裝注漿循環(huán)。注漿先從通道底板,再到側(cè)墻和拱頂。先深層后淺層,反復(fù)注漿,保證控制要求。融沉注漿是根據(jù)地面變形情況來(lái)確定是否繼續(xù)注漿,地層隆起2mm 則暫停注漿。

      3總結(jié)

      凍結(jié)法在地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工中有著極大的優(yōu)越性。冷凍法適用于各類(lèi)地層,是一種環(huán)保型工法,目前在地鐵盾構(gòu)雙線(xiàn)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道得到了廣泛的應(yīng)用。尤其適合在城市地下管線(xiàn)密布,施工條件困難地段,不受地表環(huán)境及深度限制,工藝先進(jìn)、安全可靠、文明施工程度高。具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益,具有良好的發(fā)展前景。

      參考文獻(xiàn):

      [1]史玉鵬.地鐵聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技,2011(2).

      [2]王勝利,李寧,趙玉明.復(fù)雜地層地鐵旁通道凍結(jié)孔施工技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2009,46(4):89-93.

      [3]趙紅光,張映根,等.凍結(jié)加固技術(shù)在長(zhǎng)地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用[J].隧道建設(shè),2010,30(3).

      [4]王小寶.沈陽(yáng)地鐵二號(hào)線(xiàn)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工設(shè)計(jì)論述[J].城市道橋與防洪,2012(2).

      [5]吳雄杰.冷凍法在廣州地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道施工中的運(yùn)用實(shí)例[J].中華民居,2012(7).

      [6]鄭石.廣州富水砂層地區(qū)聯(lián)絡(luò)通道地層凍結(jié)技術(shù)[J].廣東建材,2013(2).

      (作者單位:蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司)

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