浅谈冷冻法在地铁联络通道施工中的应用
更新时间:2023-12-10 11:14:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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N100球阀
冻结管
浅谈冷冻法在地铁联络通道施工中的应用
【摘要】地铁区间联络通道施工由于受空间限制, 其施工有相当难度, 介绍冷冻法技术在 区间联络通道施工中的一些注意事项, 为类似工程施工提供一些思路。 【关键词】冷冻法、联络通道 一、引言
冷冻法施工工艺最早出现在欧洲, 在矿井施工中广泛使用, 其原理是利用冷冻机对冷冻液进行降温, 并通过循环管路输送到需要冷冻的区域, 并保持温度, 使温度向外扩散产生冻结效果。近年来,该工艺被广泛运用到地铁区间的联络通道开挖构筑施工,得到了比较好的效果。以下就南昌地铁区间的冷冻法施工谈一些个人体会。 二、工程概况
南昌地铁某区间联络通道,隧道内半径2.70m、外半径3.00m。采用矿山暗挖法施工,复合式衬砌结构,初期支护与二次衬砌之间设置防水层,初期支护厚度250mm,二衬厚度400mm。在拟构筑联络通道及泵站位置,设计隧道中心距13.4m。施工范围内的土层主要为有③4粗砂、③5砾砂、部分为⑤3-1强风化粉砂质泥岩、⑤3-2中风化粉砂质泥岩。采用JYSLG16F-M型冷冻机组,额定制冷量为 86000kcal/h,施工冻结总需冷量为70430kcal/h,冷冻机组电机额定功率
3
为125kw,冻结制冷施工冷却水用量为15 m/h,冻结孔设计间距0.5—1m,孔数69个,另设测温孔8个,卸压孔4个。冻土墙设计厚度为1.8米,钻孔设备采用MD-80A钻机,冻结管采用低碳无缝钢管(Ф89×8mm),冻结管总长度585
图1 冻结孔布置图 米。 冻结孔布置图见图1。 三、冷冻法施工工法及流程 1、施工工法
根据本工程特点结合以往冻结法在南昌地区的使用经验,联络通道施工拟采用“隧道内水平冻结加固土体,隧道内暗挖构筑”的施工方案,即:在隧道内采用冻结法加固地层,使联络通道外围土体冻结,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或泵房的开挖构筑施工。用冻结法加固地层的突出优点是:冻土帷幕均匀性好且与隧道管片结合严密,加固与封水效果良好,施工安全可靠。 2、工艺流程
联络通道施工主要包括冻结孔施工、土体冻结、开挖构筑施工、融沉注浆等主要部分,其主要施工顺序见图2所示。
四、冷冻法施工技术要点
1、冻结孔施工 图2 联络通道冻结施工流程图
在冻结孔开孔之前,应严格按图纸要求,根据施工基准点,用全站仪精确放样点位。冻结孔开孔采用二次开孔工艺, 在混凝土管片上一次开孔采用Φ121mm金刚石取芯钻钻进
250mm。安装孔口管,孔口管用Ф121×5mm无缝钢管加工,砼管片上的孔口管头部加工250mm长的鱼鳞扣,安装时在鱼鳞扣外面缠绕麻丝,孔口管设一个4分球阀,用于成孔后注浆固管,防止漏水。对于钢管
孔口密封装置 片上的冻结孔,则将孔口管直接焊接在钢
旁通阀 管片上,并用双快水泥及钢板将孔口管固定。二次开孔前,在孔口管上安装DN100图3 孔口压紧装置示意图
球阀及压紧装置。孔口压紧装置示意图如
图3所示。本工程共钻孔81个,其中对穿孔4个,非对穿冻结孔65个,测温孔8个,卸压孔4个。
2、冻结制冷系统建设
根据现场情况,冷冻站按一用一备配置设备。主运转、备用机均采用JYSLG16F-M型冷冻机组。确保正确连接管路、安装保温与测试仪表后,机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。设备安装完毕后进行调试和试运转。检查确认电路系统、冷却水循环系统、盐水循环系统运行参数正常后才开冷冻机。冷冻机先空转1~3h,观察运转是否异常。在试运转时,要逐步调节能量、压力、温度和电机负荷等各状态参数,使机组在有关设备规程和运行要求的技术参数条件下运行。 3、积极冻结与维护冻结
开始冻结后,要巡回检查冻结器是否有断裂漏盐水的情况发生,一旦发现盐水漏失,立即关闭阀门。并根据盐水漏失情况采取补救措施。在冻结过程中,每天检测去、回路干管盐水温度、冻结器回路盐水温度、盐水箱液位变化、冷却水温度,观察冻结器头部结霜是否有异常融化。根据统计数据,本工程冷冻站正常运转4天盐水温度降至-18℃,积极冻结15天盐水温度降到-24℃以下。截止到45天的降温曲线图见图4,测温孔降温曲线见图5。
图4 盐水降温曲线图 图5 测温孔温度随时间发展历程
据统计数据分析:冻结最慢发展速度为22mm/d,以最慢发展速度计算45天冻土发展半径r=22mm/d*45d=990mm。以发展半径作图分析联络通道处冻结帷幕厚度为1980mm;即联络通道冻土帷幕最薄弱处1.98m大于1.8m(设计值),满足要求。平均温度-11.06℃低于设计冻结帷幕平均温度-10℃;管片壁后冻土帷幕平均温度-9.96℃低于设计冻结帷幕平均温度-5℃,达到开挖标准。 五、结语
冷冻法适用于各类地层,是一种环保型工法,目前在地铁盾构双线区间联络通道和泵房施工中得到了广泛的应用。尤其适合在城市地下管线密布,施工条件困难地段,不受地表环境及深度限制,工艺先进、安全可靠、文明施工程度高。具有良好的社会、经济效益,具有良好的发展前景。
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