中铁三局洞门水平冻结加固PPT课件

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二、场地环境
▪ 天津站站～新开路站沿线范围内地面建 筑物主要有惠森花园、裕阳花园、美振大 厦、久福园等。既有建筑物的基础埋深较 深、沿线地下管线对工程影响较大。
▪ 新开路站～红星路站沿线范围内地面建 筑物较多，地下管线较为密集，主要管线 为上水、污水、雨水、煤气、电力、热力 及电话等对盾构影响较大。
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第二部分 冻结施工方案
1、施工方案选择 进行人工地层冻结加固，根据冻结管的 布置形式，有垂直冻结、水平冻结，全深 冻结、局部冻结之分。针对本工程，拟采 用水平冻结方案：即在工作井内的洞圈内 外侧布置四圈水平冻结孔，向冻结孔供冷。
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2、冻结帷幕设计
按照冻土帷幕平均温度-10℃，冻土强度指 标取单轴抗压强度3.5MPa，抗弯强度 1.8MPa，抗剪强度1.5MPa。进洞口冻土 帷幕厚度2.3m。
▪ 在施工现场准备足够的备用设备和物资，以备应急之用。 盾构进洞时，破槽壁后万一发生含水层水未冻实及局部渗 漏现象，现场准备足够的粘土和砂袋、钢板，木塞等，发 现问题及时封堵。
▪ 为保证盾构进洞期间，冷冻机完好运转，冻结设备采用 双套设备，即冷冻机、清盐水泵同时在现场安装两台，保 证因一台设备出现故障时，另一台继续运转维护冻结。
15Leabharlann 10、监测根据施工的要求，结合工程特点和周围环 境情况，安全监测实施以下内容： ▪ 1.冻土的发展速度及冻结壁的平均温度, 冻 结孔去回路温度；冷却循环水进出水温度； 盐水泵工作压力；冷冻机吸排气温度；制 冷系统冷凝压力；冷冻机吸排气压力；制 冷系统汽化压力。 ▪ 2.槽壁与冻土接合面的温度； ▪ 3.冻结地面的冻胀及融沉（位移）；
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3、冻结孔布置及制冷设计
▪ 1 冻结孔的布置 冻结孔：57个；冻结管选用Φ89×8mm及Φ108×8mm 20#低碳钢无缝管。
▪ 2 测温孔布置 共布置10个测温孔，采用φ40×3mm无缝钢管。
▪ 3 制冷设计 冻结孔终孔间距Lmax≤1100mm，冻结帷幕交圈时间为 22天，积极冻结40天（实际37天）可进行洞门破壁施工， 维护冻结时间3天。积极冻结期盐水温度为-25℃～-30℃。 维护冻结期盐水温度低于-25℃。 冻结需冷量计算：Q=1.3·π·d·H·K =3.8万大卡/h。选用 W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机组一台套，设计工况制冷量为 8.75万大卡/h，电机功率110KW。另备用一台。 单台机组总用电负荷约250kw/h。
▪ 注意事项：
破壁时不能一次完成，分2层分层剥离，槽壁保留厚度不 小于200mm，并保留钢筋，以保护冻土墙。 最后一层破 壁时间不宜超过2天，以防冻土墙融化，影响其强度。最 后一层破壁须采用分层粉碎性破除，防止破坏冻土墙，造 成不良后果；盾构推进到冻结区域如果停止推进应每隔15 分钟转动刀盘一次，防止刀盘被冻住。冻结段推进过程中 严格控制推进速度和压力。
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7、 冷冻站安装 ▪ 冻结站设置在井口平台上，占地面积约
70平方米。站内设备主要包括冷冻机、盐 水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及配电控 制柜等。设备安装按设备使用说明书的要 求进行，冻结设备采用双套，其中一套备 用。
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8、积极冻结与维护冻结 ▪ 冷冻站设备安装完毕，进行调试和试运
转后，进入积极冻结期。根据实测温度数 据判断冻土帷幕交圈并达到设计厚度，然 后再进行探孔检测，确认冻土帷幕与槽壁 完全交结后方可进行最后一层砼的完全破 壁。
4冻结孔布置图外圈盾构634m冻结管458749冻土加固体荷载计算模型及冻结管布置示意图水土压力加固体厚度开洞前方冻土加固体连续墙出洞口中心破洞插进方向受剪切面开洞边界冻结加固体5冻结壁剖面图冻结孔施工水平冻结孔选用md60型钻机1台进行施工冻结管连接采用丝接加焊接方式
天津地铁2号线第9合同段工程
端头井水平冻结加固 方案汇报
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11、地层融沉注浆
▪ 注浆管布置：在冻结拔管施工时，进行注浆孔预埋。注 浆浆液采用水泥单液浆。注浆管规格为1~1.5寸钢管（注 浆管为花管）。孔深度为冻结孔的设计深度；注浆孔布 置根据冻结孔布置，采用间隔布置，即冻结孔拔除时每 隔1个孔预埋一个，并适当结合管片注浆孔。
▪ 注浆材料：注浆材料采用水泥单液浆或水泥—水玻璃双 液浆。水泥－水玻璃双液浆比为：水泥浆与水玻璃溶液 体积比为1：1。水泥浆水灰比为1：0.8。 注浆压力为 0.4~0.5MPA。
▪ 采用有效的措施监控施工现场，对施工中发现的问题及 时汇报处理。
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感谢各位领导专家指导 The end,thank you！
天津地铁2号线第9合同段项目部
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▪ 注浆施工过程的监测：控制地面沉降变形是注浆的目的。 因此，解冻过程中，要加强地面变形监测、冻土温度监 测、冻结壁后水土压力监测。以上综合监测数据是注浆 参数调整的依据。
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第三部分 应急预案
▪ 盾构进洞前我公司成立应急预案抢险小组，由项目经理 担任小组长，各种抢险物质进场并有专人负责，负责人员 全部安排为现场24小时值班制，对施工的各个环节要起到 及时的检查和督促作用。
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9、盾构进洞和拔管
▪ 利用人工局部解冻的方案，进行拔管，具体方法如下： 利用热盐水在冻结器里循环，使冻结管周围的冻土融化达 到50mm～100mm时，开始拔管。
▪ 通过探孔分析，冻土帷幕与槽壁胶结良好后，第一次破 槽壁0.5米结束后，即可对内部3圈拔管；第二次破槽壁后， 盾构进入后，到外圈冻结帷幕内，可进行外圈冻结管拔出 。
中铁三局建设集团公司 2009年11月24日
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第一部分 工程概况
目录
第二部分 冻结施工方案
第三部分 应急预案
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第一部分 工程概况
一、工程概述
天津地铁二期工程（2号线）第九合同段盾构区间位于天津 市河东区华昌大街北侧。区间隧道工程包括天津站站～新开路 站盾构区间、新开路站～红星路站盾构区间的盾构掘进及支护 工程。天津站站～新开路站区间位于天津市繁华中心区，从铁 路天津站后广场出发，沿新兆路前行至李公楼中街左转，进入 新开路站，沿线或两侧建筑物密集，地下管线密布，受影响的 地面建筑物主要有惠森花园、裕阳花园、美振大厦、久福园等 。新开路站～红星路站区间西起位于新开路与李公楼中街、华 昌大街交叉口的新开路站，沿华昌大街东行，穿越王串场一号 路，最终到达位于顺驰桥北侧的红星路站。
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4、冻结孔布置图
盾构φ6.34m
3圈 2圈 1圈 外圈
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5、冻结壁剖面图
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开洞前方冻土加固体
冻结加固体 受剪切面 开洞边界
连续墙
破洞插进方向
水土压力
加固体厚度
图 冻土加固体、荷载、计算模型及冻结管布置示意图
开洞直径
8.749
出洞口中心
冻结管
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6、 冻结孔施工
水平冻结孔选用MD-60型钻机1台进行 施工，冻结管连接采用丝接加焊接方式。 钻孔使用灯光测斜，冻结孔终孔偏斜控制 在0.5%。
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三、地质概况
▪ 天津站站～新开路站区间地层为①1杂填土、 ①2素填土、②1粉质粘土、 ②2粉土、④2粉土、 ④5淤泥质粉质粘土、 ⑤1粉质粘土、⑥4粉砂、 ⑦4粉砂。
▪ 新开路站～红星路站区间所处地段属于冲积平 原，地形较平坦，地面高程1.5—4.02m，本区地 层为①1杂填土、 ①2素填土、②1粉质粘土、 ② 2粉土、④2粉土、④5淤泥质粉质粘土、 ⑤1粉质 粘土、⑥4粉砂、⑦4粉砂。